專利名稱：自動平衡裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種自動平衡裝置，用于平衡在旋轉體內出現的失衡質量。特別地，但非排他地，本發明涉及一種用在洗衣機內的自動平衡裝置，用于在洗衣和旋轉期間平衡出現在洗衣機內的失衡質量。
用于平衡失衡質量的自動平衡裝置在許多不同應用中是公知的。然而，如果失衡質量的位置和尺寸是不可預測的并且轉速是可變的，如在洗衣機的情況下，將會出現最復雜的失衡情形出現。許多不同自動平衡裝置已經被提出并且被用在洗衣機內，這些自動平衡裝置中有許多在超過臨界速度(即系統共振轉速)的速度時才能有效地平衡失衡質量。在GB1,035,033；GB1,092,188；WO93/23687；WO95/32372；US5,813,253；US5,862,553；DE1912481中對這類自動平衡裝置的實例進行了說明。這些文件中說明的所有裝置都利用一種現象，在超過臨界速度的轉速時，通過所述現象，可自由旋轉的抵衡質量塊自動地占據能平衡失衡質量的位置。然而，在某些前述文件中承認，在低于臨界速度的轉速時，可自由旋轉的抵衡質量塊起的作用使得由于失衡質量的存在而引起旋轉體的振幅加劇。在這些情況下，提出當旋轉體以低于臨界速度的速度旋轉時，把抵衡質量塊相對它們所在的室鎖定在固定位置。在US5,813,253的情況下，滾筒位于凹槽內以便防止平衡質量塊沿著它們運行的環形路徑移動。當旋轉體超過臨界速度時，從凹槽釋放滾筒。在GB1,092,188中，用鎖定件繞軸線可轉動地固定抵衡質量塊，所述鎖定件設置成在轉速低于臨界時，相對于所述室把所述質量塊鎖定在固定位置，而所述質量塊放置在所述室內。當速度高于臨界時鎖定設備釋放。在這個現有技術文件內同樣可設想，抵衡部件被鎖定在一起，以便它們具有零凈失衡效果，直到臨界速度已經被超過。
把抵衡質量塊鎖定在所述質量具有零凈失衡效果的位置內的己知機構通常制造起來是困難的和昂貴的。由于抵衡質量塊的移動，它們容易受到損壞，所述損壞有時可能是相當猛烈的。然而，在不鎖定抵衡質量塊的設備中，洗衣機滾筒從低于臨界的速度到高于臨界的速度的加速可能會引起極度振幅，特別是在臨界速度。
本發明的目的是提供一種自動平衡裝置，用于平衡在旋轉體內出現的失衡質量，其中在通過臨界速度的加速期間，旋轉體的振幅量得到最小化。本發明的另一目的是提供一種自動平衡裝置，與已知排列相比，所述自動平衡裝置制造起來經濟，并且較少受到損壞。本發明的又一目的是提供一種操作洗衣機的方法，其中滾筒旋轉可以以最小量振幅的被加速通過臨界速度，具有。
本發明提供一種自動平衡裝置，用于平衡在旋轉體內出現的失衡質量，所述自動平衡裝置包括具有外壁和軸線的室；被限定在所述室內的圓形路徑內繞所述軸線自由移動的第一和第二抵衡質量塊；以及粘性流體，所述粘性流體設置在所述室內以便當所述裝置使用時在所述室的外壁和每個所述抵衡質量塊之間提供粘液連結作用，其特征在于，所述這些抵衡質量塊適應于和/或被排列成，在使用中，第一抵衡質量塊可引導第二抵衡質量塊，并且設置限制設備以當所述裝置使用時防止第一抵衡質量塊超過第二抵衡質量塊大于大致180°。
優選地，第一抵衡質量塊的慣性矩比第二抵衡質量塊的慣性矩小。更優選地，第一抵衡質量塊和所述室的外壁之間的粘液連結作用比第二抵衡質量塊和所述室的外壁之間的粘液連結作用大。
已經發現，與沒有使用抵衡設備的裝置相比，要求保護的裝置對減少旋轉體振幅量是有效的，至少當用在洗衣機時。實際上，要求保護的裝置能把洗衣機轉筒的最大振幅量減少到某一程度，所述程度顯著低于通過市場上可購買的洗衣機目前所實現的程度，市場上可購買的洗衣機使用已知平衡裝置。當旋轉體通過臨界速度時，所述振幅減少尤其重要，由于振幅在這個速度時是最大的。尤其是在臨界速度，減少振幅允許制造帶有更大滾筒的洗衣機和其它類似裝置，因為需要提供很少的振幅。同樣需要提供很少的壓載。
要求保護的裝置制造起來也非常簡單，并且運行可靠。取代上述現有技術中描述的已知鎖定裝置，限制設備采用非常簡單的形式，與更復雜的裝置相比，所述限制設備導致更高的可靠性和更低的故障率。要求保護的裝置的制造成本也比現有技術的排列的成本低。
要求保護的裝置被認為按照下列方式操作。當旋轉體以低于臨界的速度旋轉但足以使抵衡質量塊在室內旋轉時，抵衡質量塊散開，因為第一抵衡質量塊引導第二抵衡質量塊。當裝置的速度增加時，質量的散開將增加直到當散開處于或接近180°時，限制設備防止它們散開更多。在這個位置內，即當質量散開約180°時，它們對出現在旋轉體內的失衡質量有一點或沒有幫助，并且旋轉體的振幅沒有被加劇。然而，同時，旋轉體的振幅使質量彼此被拉向對方。因為質量相對于室(在限制設備提供的限制內)自由移動，它們彼此向對方移動，從而實現對旋轉體內失衡質量的局部平衡。質量的這個移動影響旋轉體振幅的相位和尺寸，然后，作為響應旋轉體引起質量的進一步移動。因此質量相對所述室處于持續移動，不斷地移入某一位置，在所述位置內失衡質量被局部平衡。這導致旋轉體振幅的減少。
同樣認為，當旋轉體的轉速接近共振(臨界速度)時，抵衡質量塊趨向某一位置，在所述位置內失衡質量被完全平衡。因此，當旋轉體接近共振時，旋轉體振幅被減少的量增加。
本發明也提供一種操作洗衣機的方法，所述洗衣機具有滾筒，并且組合了上述自動平衡裝置，所述方法包括以下步驟(a)以低于洗衣機臨界速度的速度旋轉所述滾筒和自動平衡裝置，同時允許每個抵衡質量塊繞所述軸線自由地旋轉；(b)使第一抵衡質量塊引導第二和任何另外抵衡質量塊；(c)防止第一抵衡質量塊超過第二和任何另外抵衡質量塊大于大致180°；以及(d)將所述滾筒的轉速增加到所述洗衣機臨界速度之上的速度。
優選地，所述方法包括另外的步驟(e)檢測由于所述滾筒內出現失衡負載和抵衡質量塊而引起的所述滾筒振幅幅度的變化，
(f)檢測振幅的最小幅度以及(g)在所述振幅幅度處于或接近最小量時開始將所述速度增加到所述洗衣機臨界速度之上的速度。
優選地，所述滾筒的轉速以5rpm/s和50rpm/s之間的速率，從低于所述洗衣機臨界速度的速度增加到高于所述洗衣機臨界速度的速度，更優選地，以5rpm/s和15rpm/s之間的速率。
認為滾筒的加速速率對旋轉體振幅被減小的量有影響。更慢的加速速率已經表明能提高影響。認為這是由于以下事實，即更慢的加速速率允許抵衡質量塊有時間采用新的有利位置，所述位置將最小化旋轉體穿過共振時所經歷的振幅。
將在附屬的權利要求書中陳述本發明另外的優選和有利特征。
現在將僅以實例的方式并參考附圖描述本發明的實施例，其中

圖1是帶有依據本發明第一實施例的自動平衡裝置的洗衣機的示意側剖視圖；圖2是穿過圖1中所示的自動平衡裝置的側剖視圖；圖3a是抵衡質量塊之一的平面圖，所述抵衡質量塊形成圖2中所示的自動平衡裝置的一部分；圖3b是從相對側面觀察的圖3a抵衡質量塊的透視圖；圖4a示出了圖3a和3b中所示類型的兩個抵衡質量塊在第一位置的相互作用，所述兩個抵衡質量塊用在圖2的自動平衡裝置內；圖4b示出了同樣的兩個抵衡質量塊在第二位置的相互作用；圖5是依據本發明第二實施例的自動平衡裝置的示意正視圖；圖6是軸環的透視圖，所述軸環形成圖5裝置的一部分；圖7示出了圖6軸環相對于兩個抵衡質量塊的位置和操作，所述兩個抵衡質量塊形成圖5中所示裝置的一部分；圖8a示出了圖5的質量在室內部的位置；圖8b表示圖5的質量之一的表面；圖9示出了本發明的第三實施例；以及圖10a、10b和10c示出了替代抵衡質量塊，它們適合用于圖1-9中所示出了的實施例中。
圖1示出了典型環境，在該環境中自動平衡裝置是有用和理想的。圖1示出了具有外殼12和桶14的洗衣機10，桶14通過彈簧和緩沖器系統15安裝在外殼12的內部。穿孔滾筒16安裝在桶14的內部，以便可繞軸線18轉動。在本實施例中，軸線18水平延伸，盡管這不是必要的。鉸接門20以這樣的方式位于外殼12的前面，即當門20位于關閉位置(如圖所示)時，以水密方式密封桶14。門20可操作以允許被洗物品在洗衣機10執行洗滌周期開始之前放入滾筒16的內部。彈性密封22設置在滾筒16和門20之間，以便容許滾筒16繞外殼12進行適度運動。
滾筒16通過軸24以可旋轉方式安裝在洗衣機10內，并且由電動機26驅動，所述軸24被以懸臂方式支撐。所述軸24穿過桶14并且進入其內部以便支撐滾筒16。滾筒16固定地連接到軸24以便與軸24一起繞軸線18旋轉。將能理解，軸24可以以這樣的方式穿過桶14的壁，以便使桶14不旋轉。這樣的安裝布置在本領域是公知的。洗衣機10也包括引入洗滌劑的肥皂盤28，經由肥皂盤28通向桶14的一根或多根進水管30，以及與桶14下部連通的排水管32。
迄今描述的與洗衣機10有關的所有特征本身是公知的，并且不構成本發明的本質部分。因此任何或所有這些特征的普通變化可以包括在洗衣機內，如果需要，所述洗衣機能夠結合或利用依據本發明的自動平衡裝置。
本發明涉及自動平衡裝置，其適用于上述通用類型的洗衣機。在圖示實施例中，自動平衡裝置50位于軸24的遠端上，在滾筒16內部，并且鄰近滾筒16的后壁16a。然而，下述類型的自動平衡裝置50也可以位于滾筒16的外部上，仍然鄰近滾筒16的后壁16a，但在面向桶14的側面上。也可能在沿著軸24的其它位置上設置自動平衡裝置；例如，在桶14和外殼12之間，盡管這種排列不是優選位置。
圖2中示出了為自動平衡裝置50處于靜止位置。自動平衡裝置50具有杯形罩52，所述杯形罩52與緊鄰滾筒16后壁16a的圓盤53一起形成定義室56的外壁54。罩52固定地連在圓盤53上以便室56是液密的，其原因將在下面解釋。罩52和圓盤53之間的連接方式對本發明不是很重要。如果需要，圓盤53可以連在滾筒16的后壁16a上。罩52固定地連在軸24的遠端24a上，并且可以與軸24一起旋轉，以便當電動機26使軸24繞軸線18旋轉時，罩52也旋轉。軸24從圓盤53穿過室56到罩52。
兩個抵衡質量塊80a，80b可旋轉地安裝在軸24上。質量塊80a，80b經由軸承58安裝在軸24上，以便使質量塊80a，80b能繞軸自由旋轉。在24上設置有裝置(未圖示)，用于防止質量塊80a，80b沿著軸24軸向移動，使他們相對彼此和相對罩52保持其位置。室56容納一池油60(或其它粘性液體)，如圖2中所示，所述油60足夠深以確保抵衡質量塊80a，80b被部分地淹沒。實際上，優選的是在室56內有足夠的油60，以確保當自動平衡裝置50以足以把油60分布在室56邊緣周圍的速度旋轉時，抵衡質量塊80a，80b還被部分地淹沒在油60內或至少與油60接觸。
抵衡質量塊80a，80b彼此是相同的。在圖3a和3b中詳細圖示了質量之一80a的布置結構。基本上，質量塊80a包括圓盤部分82a，所述圓盤部分82a的深度較淺，在平面方向為圓形。質量部分84a被設置在圓盤部分82a上，并且被剛性地固定在圓盤部分82a上。實際上，如果需要，質量部分84a與圓盤部分82a整體形成在一起。在圖示的實施例中，質量部分84a覆蓋圓盤部分82a總計約四分之一的面積，但覆蓋范圍不是重要的。重要的是質量部分的形狀使質量塊80a的重心能定位在遠離圓盤部分82a中心的有效距離上。中心孔86a位于圓盤部分82a的幾何中心，并且穿過圓盤部分82a和質量部分84a。孔86a的尺寸加工成可容納軸承58，質量塊80a通過軸承58安裝在軸24上。質量部分84a的功能是提供具有偏心的重心和足夠質量的抵衡質量塊80a，以使質量塊80a在操作期間能用作在洗衣機10滾筒16內存在的失衡負載的平衡塊。
質量部分84a由邊緣或唇緣88a定界。邊緣或唇緣88a包括表面，所述表面沿大致垂直于圓盤部分82a的圓形面而延伸。邊緣或唇緣88a包括兩個鄰接表面90a，92a，它們的功能將在下面描述。
質量塊80a攜帶銷子94a，所述銷子94a突出圓盤部分82a的表面，但不突出質量部分84a的表面。銷子94a伸出圓盤部分82a的表面達到一定量，并垂直于圓盤部分82a的表面，如圖2中所示，所述伸出量大于抵衡質量塊80a，80b之間的最小距離a。然而，如下所述，銷子94a突出的距離不與兩個質量塊80a，80b之間的較大距離A一樣大。
抵衡質量塊80b和上述抵衡質量塊80a相同。抵衡質量塊80b的部件現在將涉及使用分配給質量塊80a相應部件的附圖標記，但用字母“b”代替字母“a”。
圖2中圖示了抵衡質量塊80a，80b在自動平衡裝置50內的排列。如圖所示，第一抵衡質量塊80a位于左邊，而第二抵衡質量塊80b位于右邊。如上所述，在質量部分84a，84b覆蓋的區域內，質量塊80a，80b之間的距離a小于銷子94b突出質量塊80b的圓盤部分82b的距離。然而，圓盤部分82a，82b之間的距離A大于銷子94b突出圓盤部分82b的距離。因此，銷子94b的遠端被限制在鄰接表面90a，92a之間移動，穿過圓盤部分82a，但不穿過質量部分84a。在銷子94b相對質量塊80a可能的移動路徑的每一端上，銷子94b將接觸另一質量塊80a的兩個鄰接表面90a，92a之一。
圖4a中圖示了兩個質量塊80a，80b的靜止位置。事實上，質量塊80a，80b是相同的設備，當沒有銷子94b時，質量塊80a，80b將彼此橫靠成一直線。然而，因為銷子94b能夠不橫靠質量塊80a的質量部分84a，所以它緊靠質量塊80a的鄰接表面90a。因此，如圖4a所示，質量塊80a，80b稍微不成直線地位于靜止位置。將能理解，在圖2中所示的布置中，質量塊80a的銷子92a實際上是多余的。
在操作中，自動平衡裝置50操作如下。軸24的旋轉影響滾筒16的旋轉。自動平衡裝置50與軸24和滾筒16一起旋轉，以便室56的整個外壁54以相對高的速度旋轉。這樣我們的意思是滾筒16的轉速足以產生離心力，因此室56的轉速足以產生離心力，所述離心力克服重力，所以使容納在滾筒內的負載保持壓在滾筒壁上，但所述轉速在洗衣機的臨界速度之下。因此，抵衡質量塊80a，80b不是位于能執行自動平衡功能的位置。然而，由室56外壁54和抵衡質量塊80a，80b之間的油60提供的粘液連結作用將使抵衡質量塊80a，80b繞軸24旋轉。由于系統的動力，質量塊80a，80b將繞軸24以某一轉速進行旋轉，所述轉速低于軸24和滾筒16的轉速。因為質量塊80a，80b的造型，尤其是事實上質量塊80b面向圓盤53的有效表面部分比質量塊80a面向罩52的整個表面更遠離圓盤53，外壁54和質量塊80a之間的粘液連結作用將比外壁54和質量塊80b之間的粘液連結作用更大。因此，質量塊80a將以比質量塊80b更接近滾筒16和室56的速度旋轉。這個結果就是質量塊80a將變成引導質量塊，而質量塊80b將跟在其后。而且，質量塊80a將繞軸24以比質量塊80b更高的角速度旋轉。而且，銷子94b緊鄰在鄰接表面90a上將消除質量塊80a落在質量塊80b后面的任何可能性。在圖示的實施例中，銷子94b和鄰接表面90a的位置將實際上確保質量塊80a總是引導質量塊80b。
當滾筒16和室56繞軸24在圖4b中箭頭B所示的方向上旋轉時，后動質量塊80b將進一步跟在引導質量塊80a的后面。因此，質量塊80a，80b散開，其中質量塊80a引導，而質量塊80b以增加的量跟在其后。然而，當質量塊80b落后質量塊80a的角度接近180°時(參見圖4b)，銷子94b緊鄰所述鄰接面90a，因此防止質量塊80b落在質量塊80a的后面超過180°。在圖示的實施例中，限制質量塊80b落后質量塊80a小于180°。雖然如此，旋轉體上的抵衡質量塊80a，80b在這個位置的總效果是小的。
已經發現，通過使抵衡質量塊80a，80b在上述限制范圍內能自由地旋轉，當滾筒16從上述速度加速，通過臨界速度使轉速高得足以從支撐在滾筒16內的負載中脫水時，滾筒16的最大振幅量可以保持在最小量。目前轉速通常為1400-1600rpm(轉/分)。如果滾筒16的加速率保持在適當比率，它是有益的5和50rpm/s之間的速度增加率通常認為是有利的，其中5和15rpm/s之間的增加率將是更有利的。因此，在操作中，滾筒16的速度以5和50rpm/s之間的比率(優選在5和15rpm/s之間)從上述相對高的速度增加到適當轉速(典型地是1400-1600rpm)，而沒有彼此限制或另外鎖定抵衡質量塊80a，80b，或者沒有使抵衡質量塊80a，80b限制或另外鎖定到室56的外壁54。這樣，與其它系統相比，滾筒16在臨界速度下的振幅將減小。對于任何特定尺寸的洗衣機而言，這使滾筒16的尺寸被最大化和/或當很大負載以高速旋轉時使出現損壞的風險得到最小化。眾所周知，在臨界速度之上，質量塊80a，80b自動采用將平衡滾筒16內出現的任何失衡的位置。
可選擇地，檢測設備27(圖1中虛線所示)可以連接到電動機26。檢測設備27檢測電動機26所用的電流和/或電動機26的運行速度。當質量塊80a，80b采用不同相對位置，從而隨著時間執行更大或更小的平衡作用時，電動機26引起的最小電流或電動機26的最大轉速將指示最大平衡作用的位置。在這些位置上，滾筒16的振幅對于給定速度而言將在最小量。認為有益的是檢測這些最小振幅周期何時出現，并且在振幅處于或接近最小量的時間點上開始把滾筒16加速到需要的轉速。實驗結果已經表明在這樣的時間開始加速在許多情況下都是有利的。
在操作圖1洗衣機的方法中，當想要以某些速度旋轉滾筒時，所述速度高得足以通過旋轉甩出洗滌液或漂洗水，滾筒首先以某一速度旋轉，所述速度足以把洗刷負載粘在滾筒壁上，但在臨界速度之下。允許質量塊80a，80b繞軸24自由地旋轉，盡管銷子94b與鄰接表面90a，92a的接合防止質量塊80b完全超過質量塊80a或者落后質量塊80a超過180°。室56外壁54和每個質量塊80a，80b之間的粘液連結作用中的差值使質量塊最初散開。此后，質量塊80a，80b在各種力的影響下將重新分布它們自己，并且將周期性地占據某些位置，所述位置引起滾筒16和軸24的最大和最小振幅量。如果如上所述電動機26已經連接到檢測設備27，則電動機26的速度和/或所用的電流被監控，并且每個特性的最小值被檢測。然后滾筒16被加速到所需轉速。這將不可避免地需要使滾筒轉速通過臨界速度，在臨界速度上滾筒16的振幅是最大的。加速率在5和15rpm/s之間，但可以是與50rpm/s一樣高。通過允許質量塊80a，80b在加速步驟期間繞軸24自由旋轉，最大振幅量被保持得盡可能低。同樣，通過在振幅處于或接近最小量時(如由傳感器27進行檢測)的點上使滾筒16從低速開始加速，滾筒16以臨界速度經歷的振幅被最小化。在臨界速度之上，正如眾所周知，質量塊80a，80b定位它們自己以便平衡滾筒16內的失衡負載，因而在超過臨界的速度時滾筒16的振幅被大大減小，并且在某些情況下被消除。
把滾筒16的最大振幅保持在最小量是有益的，因為該機器構造成需要較低的振幅，因而與其它機器相比，滾筒16的尺寸可以被增加。同樣，由于滾筒16的過度振幅而出現損壞的風險被減小。
在圖5，6和7中示出了了本發明的第二實施例。圖5是自動平衡裝置50的剖面正視圖，包括定界圓柱形室156的外壁154。繞軸線118可旋轉的軸124穿過室156。兩個抵衡質量塊180a，180b經由軸承158安裝在軸124上，以便繞軸124可自由地旋轉。使抵衡質量塊180a，180b成形以便隨著離開軸124的距離而增加寬度。如同圖2，3和4中示出了的質量塊80a，80b一樣，這個作用是使每個抵衡質量塊180a，180b的重心遠離軸線118。
軸環190位于抵衡質量塊180a，180b之間，使軸環190成形和定制尺寸以被支撐在軸124上，并且繞軸124可自由地旋轉。兩個相對于直徑相對的銷子194a從軸環190的第一環形面192a向外突出。一個單獨銷子194b從軸環190的第二環形面192b向外突出，銷子194b與兩個銷子194a之一對齊。銷子194a，194b從各個環形面192a，192b突出足夠遠以便在抵衡質量塊180a，180b繞軸124旋轉時與它們接合。
如圖5中所示，軸環190的尺寸和其上的銷子194a，194b的定位是這樣的，就是銷子194a抵靠在抵衡質量塊180a的邊緣，具有很小或沒有間隙。因而相對于抵衡質量塊180a把軸環保持在大致固定的位置內。然而，由于只有單獨銷子194b對抵衡質量塊180b起作用，因此抵衡質量塊180b能夠相對抵衡質量塊180a在第一位置和第二位置之間移動，在第一位置內質量180a，180b對齊，在第二位置內質量180a，180b相對于直徑相對。銷子194b的定位是這樣的，就是不允許質量180a落在質量180b的后面。正如在前面實施例中，外壁154和質量180a之間的粘液連結作用比外壁154和質量180b之間的粘液連結作用更高。這可以通過任何適當方式來實現。
圖8a中示出了了一種改變外壁154和各個質量180a，180b之間粘液連結作用的方式。這里，布置質量180a以便比質量180b更靠近外壁154。如圖8b中所示，確保外壁154和質量180a之間的粘液連結作用比外壁154和質量180b之間的粘液連結作用更高的替代方式，是給質量180a的表面配備不均勻的或有紋理的拋光。如果需要，這個非平面拋光只需要應用于質量180a面向外壁的表面部分，盡管可以用這種方式拋光更多的表面。確保外壁154和質量180a之間的粘液連結作用比外壁154和質量180b之間的粘液連結作用更高的其它替代方法，對本領域的讀者來說將是顯而易見的。
在上述實施例中，只設置了兩個抵衡質量塊。可能設置兩個以上的抵衡質量塊，圖9中圖示了表示使用三個質量的結構。每個質量280a，280b，280c安裝在室256內的軸224上，以便繞軸224可自由地旋轉。如圖所示，軸環290a，290b安裝在每對質量280a，280b和280b，280c之間。軸環290a，290b類似于圖6中所示和上述的軸環190，并且按照相同的方式操作。然而，注意布置每個軸環290a，290b的側面以便面向中間質量280b，兩個相對于直徑相對的銷子從所述側面突出。這確保防止其它質量280a，280c超過中間質量280b或落后中間質量280b超過180°。為了確保室256外壁254和中間質量280b之間的粘液連結作用比室256外壁254和外部質量280a，280c之間的粘液連結作用更高，銷子281設置在質量280b的外邊緣上。銷子281的遠邊非常靠近室256的外壁254，并且為中間質量280b提供高粘液連結作用。
上述每個實施例都利用多個彼此相同的抵衡質量塊。以這種方式，我們的意思是這些質量形狀相同，并且由相同密度的材料制成以便每個質量的重心位于相同點上。上面已經描述了不同裝置，用于確保第一(引導)質量與室外壁的粘液連結作用和其它或每個其它質量的不同。然而，可能以不同方式布置第一質量使它總是引導其它或每個其它質量。一種這樣的方式是給第一質量提供比其它或每個其它質量更低的慣性矩。這可以通過確保第一抵衡質量塊的重心比其它或每個其它質量的重心更靠近室的軸線來實現。實現這個的一種方式是把第一抵衡質量塊的質量安排得比其它或每個其它抵衡質量塊更低。這可能是通過用密度比另一個抵衡質量塊或其他多個抵衡質量塊更低的材料制造第一抵衡質量塊(或其一部分)；通過給第一抵衡質量塊380a的質量部分382a提供一個或多個中空腔383a(參見圖10a)；或者通過給第一抵衡質量塊480a提供多個減輕質量的通孔481a(參見圖10b)。作為選擇，可以這樣定形和配置第一抵衡質量塊580a的質量部分582a，以便相對另一個或每個其它抵衡質量塊，重心比同一系統內使用的其它任何抵衡質量塊的重心更靠近軸線518(參見圖10c，其中另一抵衡質量塊的質量部分582b的形狀以虛線示出)。在這個排列中，設想每個抵衡質量塊的質量與其它抵衡質量塊的質量相同。
因此可以看出，通過給第一抵衡質量塊提供比其余或每個其余質量塊更高的與室外壁的粘液連結作用或者更低的慣性矩，第一抵衡質量塊能被排列得引導其余或每個其余質量塊。排列第一抵衡質量塊以引導其余或每個其余抵衡質量塊的其它方法對本領域的讀者來說是顯而易見的。
本領域的讀者也將能理解，可能只依靠用于排列第一抵衡質量塊以引導其余或每個其余抵衡質量塊的方法，并且無需任何其它限制設備，所述限制設備將以物理方式防止第一抵衡質量塊落后其它或每個其它抵衡質量塊。參考圖1-4中所示的實施例，銷子92a抵靠在鄰接表面90a上防止第一抵衡質量塊80a落后第二抵衡質量塊80b。然而，可能依靠第一抵衡質量塊80a和室壁54之間的較高粘液連結作用，來確保第一抵衡質量塊80a引導第二抵衡質量塊80b，所以可以無需鄰接表面90a。可以對圖5-10中示出了的實施例進行類似的變化。
本發明的范圍不局限于上述實施例。將能理解抵衡質量塊的形狀可以進行幾乎無限地變化，只要能實現基本的平衡功能。實際上，設置在上述單個自動平衡裝置內的抵衡質量塊的形狀可以彼此不同，并且不必相同。可以提供不同數量的質量，并且可以提供用于限制質量塊相對位置的替代方法。在本發明范圍內設想的另外替代裝置是使用滾筒后壁，以形成自動平衡裝置的室外壁的一部分。其它變化對本領域的讀者來說將是顯而易見的。
權利要求
1.一種自動平衡裝置，用于平衡在旋轉體內出現的失衡質量，所述自動平衡裝置包括具有外壁和軸線的室；被限制在所述室內的圓形路徑內繞所述軸線自由移動的第一和第二抵衡質量塊；以及粘性流體，所述粘性流體設置在所述室內以便當所述裝置使用時在所述室的外壁和每個所述抵衡質量塊之間提供粘液連結作用，其特征在于，所述抵衡質量塊適合于和/或排列成，在使用中使第一抵衡質量塊引導第二抵衡質量塊，并且設置有限制設備以在所述裝置使用時防止第一抵衡質量塊超過第二抵衡質量塊大于大致180°。
2.如權利要求1所述的自動平衡裝置，其中所述限制設備適合于確保第二抵衡質量塊落后第一抵衡質量塊的角度總是小于大致180°。
3.如權利要求1或2所述的自動平衡裝置，其中設置有限制設備，以防止第一抵衡質量塊落在第二抵衡質量塊的后面。
4.如權利要求3所述的自動平衡裝置，其中所述限制設備適合于確保第一抵衡質量塊總是引導第二抵衡質量塊。
5.如前述權利要求中任何一個權利要求所述的自動平衡裝置，其中第一抵衡質量塊的慣性矩小于第二抵衡質量塊的慣性矩。
6.如權利要求5所述的自動平衡裝置，其中所述第一抵衡質量塊的質量中心比第二抵衡質量塊的質量中心更靠近所述軸線。
7.如前述權利要求中任何一個權利要求所述的自動平衡裝置，其中所述第一抵衡質量塊和所述室的外壁之間的粘液連結作用大于第二抵衡質量塊和所述室的外壁之間的粘液連結作用。
8.如權利要求7所述的自動平衡裝置，其中所述第一和第二抵衡質量塊的結構適合于使第一抵衡質量塊和所述室的外壁之間的粘液連結作用比第二抵衡質量塊和所述室的外壁之間的粘液連結作用更高。
9.如權利要求8所述的自動平衡裝置，其中在使用中，所述粘性流體與第一抵衡質量塊接觸的表面積比第二抵衡質量塊的大。
10.如權利要求8所述的自動平衡裝置，其中第一抵衡質量塊的表面具有成形或起紋理的部分，所述成形或起紋理部分面向所述室的外壁。
11.如權利要求8所述的自動平衡裝置，其中第一抵衡質量塊比第二抵衡質量塊更靠近所述室的外壁。
12.如前述權利要求中任何一個權利要求所述的自動平衡裝置，其中所述這些抵衡質量塊在所述室內被支撐一輪軸上，并與所述軸線同心地延伸。
13.如前述權利要求中任何一個權利要求所述的自動平衡裝置，其中第一和第二抵衡質量塊被沿著所述軸線隔開。
14.如前述權利要求中任何一個權利要求所述的自動平衡裝置，其中所述限制設備被設置在第一和第二抵衡質量塊上。
15.如權利要求14所述的自動平衡裝置，其中所述限制設備包含至少一個突出物，所述突出物從所述這些抵衡質量塊之一的表面向另一抵衡質量塊延伸，以便與另一抵衡質量塊的至少一個鄰接表面接合。
16.如權利要求15所述的自動平衡裝置，其中所述另一抵衡質量塊具有第一鄰接表面，所述第一鄰接表面被定位和布置成，當突出物與其接合時，可防止第一抵衡質量塊超過第二抵衡質量塊大于大致180°。
17.如權利要求16所述的自動平衡裝置，其中另一抵衡質量塊具有第二鄰接表面，所述第二鄰接表面被定位和布置成這樣，以便當突出與其接合時，防止第一抵衡質量塊落在第二抵衡質量塊的后面。
18.如權利要求16或17所述的自動平衡裝置，其中所述這些鄰接表面位于第一抵衡質量塊上，并且所述或每個突出物位于第二抵衡質量塊上。
19.如權利要求1-13中任何一個權利要求所述的自動平衡裝置，其中所述限制設備被設置在軸環上，所述軸環位于第一和第二抵衡質量塊之間。
20.如權利要求19所述的自動平衡裝置，其中所述限制設備包括從所述軸環向外延伸的第一和第二突出物，以便與第一和第二抵衡質量塊的造形接合，從而防止第一抵衡質量塊超過第二抵衡質量塊大于大致180°。
21.如權利要求20所述的自動平衡裝置，其中所述限制設備包括從所述軸環向外延伸的第一和第二突出物，以便與第一和第二抵衡質量塊的造形接合，從而防止第一抵衡質量塊落在第二抵衡質量塊的后面。
22.如前述權利要求中任何一個權利要求所述的自動平衡裝置，其中在所述室內設置有至少一個另外抵衡質量塊，所述布置是這樣的，即在使用中，第一抵衡質量塊引導所述另外或每個另外抵衡質量塊，并且所述限制設備適合于在所述裝置使用時防止第一抵衡質量塊超過所述另外或任何另外抵衡質量塊大于大致180°。
23.如權利要求22所述的自動平衡裝置，其中所述另外或每個另外抵衡質量塊和所述室的外壁之間的粘液連結作用小于第一抵衡質量塊和所述室的外壁之間的粘液連結作用。
24.如權利要求22所述的自動平衡裝置，其中所述另外或每個另外抵衡質量塊的慣性矩大于第一抵衡質量塊的慣性矩。
25.如權利要求22-24中任何一個權利要求所述的自動平衡裝置，其中所述限制設備適合于防止第一抵衡質量塊落在所述另外或任何另外抵衡質量塊的后面。
26.如權利要求22-25中任何一個權利要求所述的自動平衡裝置，其中在所述室內設置有一個另外抵衡質量塊。
27.如前述權利要求中任何一個權利要求所述的自動平衡裝置，其中所述粘性流體是油。
28.一種實質上如以上參考附圖所述的自動平衡裝置。
29.一種洗衣機，包括繞軸線可旋轉的滾筒和前述權利要求中任何一個權利要求所述的自動平衡裝置，所述室和滾筒被排列成使它們的軸線同線。
30.一種操作如權利要求29所述的洗衣機的方法，包括以下步驟(a)以低于洗衣機臨界速度的速度旋轉所述滾筒和自動平衡裝置，同時允許每個抵衡質量塊繞所述軸線自由地旋轉；(b)使第一抵衡質量塊引導第二和任何另外抵衡質量塊；(c)防止第一抵衡質量塊超過第二和任何另外抵衡質量塊大于大致180°；以及(d)將所述滾筒的轉速增加到所述洗衣機臨界速度之上的速度。
31.如權利要求30所述的方法，其中通過使第一抵衡質量塊以比第二和任何另外抵衡質量塊更高的速度旋轉，使第一抵衡質量塊引導第二和任何另外抵衡質量塊。
32.如權利要求30或31所述的方法，包括另外的步驟(e)檢測由于所述滾筒內失衡負載和抵衡質量塊的存在而引起的所述滾筒振幅幅度的變化，(f)檢測振幅的最小幅度；以及(g)將所述滾筒的轉速增加到所述洗衣機臨界速度之上的速度，在所述振幅幅度處于或接近最小量時開始所述速度的增加。
33.如權利要求32所述的方法，其中形成洗衣機部件的電動機用來使所述滾筒旋轉，并且通過測量所述電動機的轉速來檢測所述振幅幅度。
34.如權利要求32所述的方法，其中形成洗衣機部件的電動機用來使所述滾筒旋轉，并且通過測量由所述電動機所用的電流來檢測所述振幅幅度。
35.如權利要求30-34中任何一個權利要求所述的方法，其中所述滾筒的轉速以5rpm/s到50rpm/s之間的速率，從低于所述洗衣機臨界速度的速度增加到高于所述洗衣機臨界速度的速度。
36.如權利要求35所述的方法，其中所述滾筒的轉速以5rpm/s到15rpm/s之間的速率，從低于所述洗衣機臨界速度的速度增加到高于所述洗衣機臨界速度的速度。
37.一種操作實質上如以上參考附圖所述的洗衣機的方法。
全文摘要
本發明提供一種自動平衡裝置，用于平衡在旋轉體內出現的失衡質量，所述自動平衡裝置(50)包括具有外壁(54)和軸線(18)的室(56)；被限制在所述室(56)內的圓形路徑內繞所述軸線(18)自由移動的第一和第二抵衡質量塊(80a，80b)；以及粘性流體(60)，所述粘性流體(60)設置在所述室(56)內以便在所述室(56)外壁(54)和每個所述抵衡質量塊(80a，80b)之間提供粘液連結作用。使所述抵衡質量塊(80a，80b)適應于和/或排列成以便在使用中第一抵衡質量塊(80a)引導第二抵衡質量塊(80b)。并且設置限制設備(90a，92a，94a，94b)以便當所述裝置使用時防止第一抵衡質量塊(80a)超過第二抵衡質量塊(80b)大于大致180°。這個裝置在臨界速度時使旋轉體的振幅最小化。這樣的裝置在洗衣機領域具有特殊應用，在洗衣機內失衡質量的位置和尺寸是不能預料的，并且需要使旋轉體的轉速從相對低的速度增加到相對高的速度。
文檔編號D06F37/22GK1671977SQ03811682
公開日2005年9月21日 申請日期2003年5月6日 優先權日2002年5月22日
發明者D·M·瓊斯 申請人:戴森技術有限公司