带有平衡装置的滚筒式洗衣机 本发明一股涉及一种带有平衡装置的滚筒式洗衣机，该平衡装置安装在沿水平轴旋转的转筒上。更确切地说，本发明涉及到带有这样一种平衡装置的滚筒式洗衣机，它的平衡是通过在转筒两侧形成的容腔中分别设置的许多球来实现的。
传统的滚筒式洗衣机通过转筒的旋转完成洗涤/脱水的任务。它带有平衡器以防止由于衣物在筒内的不均匀放置而导致的转筒产生异常的振动。有两种类型的平衡装置：一种重锤式平衡器，它通过具有预定重量的平衡块的装置来减小振动；另一种为液体式平衡器，它被设置到洗衣机的转筒上以抵抗衣物的平衡失调，限制振动的产生。
图7用图解的方式示意说明了带有平衡块的传统滚筒式洗衣机。
滚筒式洗衣机包括一个外壳1，用悬臂固定在外壳1中地桶2，一个能在桶2中旋转的转筒3。一台电动机8安装在桶体2的下面，使得转筒3绕着一根水平地设置于其中的轴(未在图中标出)旋转以执行洗涤/脱水的任务。预先确定重量的平衡块4a和4b，固定在桶2上以防止在洗涤/脱水的过程中产生的振动。平衡块4a固定在桶2的前面，其重量是11.4千克；平衡块4b固定在桶2的顶部，其重量是12.2千克。平稳块4a和4b都是由铸铁制成，靠螺栓4c与桶2相连接。
上述传统滚筒式洗衣机有下列缺点：
首先，使用平衡块的传统平衡器仅能降低在运行过程中产生的振动幅度而不能完全消除它们。其次，由于这些平衡块是相当重的，把它们安装在桶上有一定难度，并且使洗衣机的总重量增加，导致在构造和运输中的困难。第三，将平衡块固定到桶上的螺栓在长时期的使用过程中也会由于腐蚀或疲劳而松动，致使产生噪音，更严重的是，对平衡器以及洗衣机也会有损坏的可能性。
为了解决前面提到的问题，一种直接安装在洗衣机的转筒中的液体式平衡器在欧洲专利公开说明书EP 0390343A2中提出过。
图8画的是一个使用液体平衡器的传统滚筒式洗衣机。
图8的滚筒式洗衣机包括一个外壳1，一个用悬臂固定在外壳1中的桶2，一个被安装在桶2中能旋转的转筒3，一个安在桶2的下面使转筒3旋转的电动机8。桶2相当于一个水桶，转筒3与地面平行而不是直立的摆放安置在桶2内。水平支撑轴5的一端5a与转筒3的后部相连。轴5的另一端5b延伸到桶2的外面，通过驱动皮带6与发动机8相连接，以便发动机8能带动转筒3旋转。
这样一种滚筒式洗衣机的洗衣操作是通过转筒3旋转形成的肥皂水来完成的。衣服经洗涤和漂洗之后，多余的水在脱水过程中靠转筒3高速转动所产生的离心力而被去掉，这样衣物仅保持足以熨烫的湿度。
平衡器被设置在转筒3的前面以阻止在高速转动过程产生的振动。平衡器通过一个环形通道7和其中所含的液体(一般是一定量盐水)来实现的。
由于衣物聚焦在转筒3中的一个位置上使得通道7围绕S-S′旋转中心转动而不是绕转筒3的几何中心转动。封存在通道7中的液体运动以抑制来自于转筒3的几何中心O-O′以及它的旋转中心S-S′所产生的离心力的不平衡结果。
可是，在这样一种传统的滚筒式洗衣机中，液体常常是减少这种不平衡，降低转筒的振动幅度但不能完全消除振动。其结果，转筒偏离几何中心旋转，因此产生异常的振动，引起洗衣机的各部件例如轴承过早的磨损，且使洗衣机寿命降低。
此外，当转筒的不平衡值超过平衡量的极限值，液体平衡器就不能动态地平衡转筒。为了有效地补偿这种平衡，液体平衡器必须有很大的体积。可是在洗衣机上安装这样一个笨重的液体平衡器不是一件容易的事情。
本发明是一种带有改进的平衡装置的滚筒式洗衣机，它能满足上述需要。
本发明的一个目的是提供一种能消除转筒的振动，能防止转筒的旋转轴偏离它的几何中心的滚筒式洗衣机。
本发明的另一个目的是提供一种带有平衡装置的滚筒式洗衣机，它能更有效地抵消在转筒中的平稳失调。
为了实现上述本发明的目的，本发明的滚筒式洗衣机包括：一个外壳，一个在外壳中被水平悬吊的桶体，一个被水平安装在桶中的能旋转的转筒，一个带动转筒转动的发动机，至少在转筒两侧中的一侧设置有环形容腔的平衡装置，以及许多在各自容腔中自由移动的球体，它能够动态补偿在转筒旋转期间产生的平衡失调。
容腔要形成同心，并容纳有一定量指定粘度的液体。在内容腔中的球的直径要比外容腔中的球的直径要小，且外容腔的拐角要比内容腔的拐角的弯曲度要小。容腔通过联接转筒的侧板形成，侧板上有第一条向内形成的环形沟槽，另一块平板构件也有一条与侧板上的第一条环形沟槽相匹配的第二条环形沟槽。平板构件通过使用螺栓或铆钉与侧板相连。第一与第二两条沟槽设计成相互具有不同的深度，其中一条沟槽的深度要比球的半径要大。
容腔分别地被设置在转筒的两侧，每个容腔靠螺栓与转筒的外圆周相连从而固定在转筒的外表面上。第三条沟槽可以在转筒的侧板的某个与第一条沟槽相对应的部分上形成以便与第一块平板构件的第一条环形沟槽相匹配。
在这些图中：
图1是本发明带有使用球的平衡装置的滚筒式洗衣机的侧面图；
图2A和2B所描绘的是本发明的第一个优选实施例中的容腔联接结构，是图1“A”的放大图；
图3所描绘的是本发明的第二个优选实施例中的容腔联接结构；
图4所描绘的是本发明的第三个优选实施例中的容腔的联接结构；
图5所描绘的是本发明的第四个优选实施例的容腔联接结构；
图6所图示的是本发明由带有预定深度和弯曲拐角的容腔；
图7用图解的方式说明了一种传统的滚筒式洗衣机，它带有能减少转筒中平衡失调用的平衡块；
图8所示是使用一个液体平衡器的传统滚筒式洗衣机。
说明书将详细地说明本发明的优选的实施例，并结合附图用实例加以说明。
图1是本发明的在平衡装置中使用球的滚筒式洗衣机的侧面图。
图1的滚筒式洗衣机包括一个外壳10，一个固定在外壳10中的桶20，一个安在桶20内能旋转的转筒30，一台安装在桶20的下面能带动转筒30转动的电动机40。外壳10是一个方形体，桶20成圆柱形，它是靠设置在外壳10中四侧的四根减震弹簧12被水平固定。转筒30也是圆柱形的，被水平的安放在桶20中。每一根减震弹簧12的上端与壳体10相连，下端与桶20的顶部相连。一对减震器13被安装于桶20底部和壳体10之间。
开口11，21和32a分别开设在壳体10的前面，对应于壳体10位置上的桶20预定的位置以及转筒30相应的位置。一个门(未标出)安设在壳体10的顶部，它打开和关闭通往桶20和转筒30的入口。转筒30由一个圆柱形筒体31以及分别构成筒体31前后面的侧板32和33构成。许多孔31a被均匀的分布在柱体31上以便水能在转筒30和桶20之间自由地流动。许多升降机构(lifter)31b被设置在柱体31上，并被设计成向内凸出的“V”形，其彼此间的空间夹角为60°。在洗衣的过程中，升降机构31b提起和放下衣物。水平支撑轴41的一端41a与侧板33相连，侧板33构成了转筒30的后面，另一端41b延伸到桶20的后部并与第一个皮带轮42相连。皮带44被安装在第一个皮带轮42和第二个皮带轮43两者之间，皮带轮43与发动机40的主轴40a相连，以便发动机40的旋转力能被传递到转筒30上。
如上所述，轴41被一对安放在轴承座45内的轴承46a和46b水平地支撑。支撑构件47的远端向三个方向偏离并延伸到侧板33的边缘与转筒30的侧板33相连，这样轴41的一端41a与支撑构件47的中心相连。
转筒30包括一对平衡装置50，它们分别被安装在侧板32和33的两边以消除在旋转过程中产生的振动和不平衡。平衡装置50彼此相对的反向配置，于是在旋转过程中产生偏移运动，增强平衡的性能。平衡装置50是通过环形容腔51a和51b和球体52a和52b来实现的，环形容腔51a和51b形成在侧板32和33的内侧和外侧部位；而球体52a和52b分别地被装在容腔51a和51b中，并沿着相应的容腔移动以抑制转筒30中的平衡失调。
容腔51a和51b中包含有一种预定粘度的液体例如一种油，以使球52a和52b的运动更容易，也增强了平衡性能。换句话说，当在转筒30中存在不平衡时，球52a和52b以及液体重新定位到一个预定的位置上以抵制不平衡。如果不平衡的值不超过平衡装置的平衡量的预定极阻值，则球52a和52b会彼此靠得很近的移动使振动幅度为零，所以容腔中的液体不流动。
如果不平衡的值超过了平衡重量的极限值，在球已移动到它们平衡位置后，液体也流动来抵消不平衡，由此消除转筒30的不平衡状态。
每一个平衡装置50包括至少一个容腔和许多置于其中的球。内容腔51a和外容腔51b与轴同心并径向地彼此间间隔预定距离。它们用焊接加以密封。内容腔51a中的球52a被设计成比外容腔51b中的球52b要小，使得在内容腔51a和外容腔51b的平衡效果上存在一定差异，以确保更准确地平衡作用。
平衡作用与离心力成正比例(F＝MRW2)，内层平衡装置的控制效果被设计成比外层平衡装置的控制效果要小，这是通过减少装在内容腔51a中的球52a的质量来实现，这样总的控制技术就更加完善。
容腔51a和51b的联接结构将在下面作更详细地说明。
正如上面所说的，平衡装置50安置在侧板32和33上并形成对称，在侧板32上的容腔51a和51b的结构将以举例的方式加以说明。内容腔51a和外容腔51b虽然在大小上不同但都有相同的结构，内容腔51a现在作为一个例子加以说明。
图2A和2B是图1“A”的放大图，每张图都描绘了容腔51a和51b的联接结构。
容腔51a是由以转筒30的侧板32上向内形成的第一条沟槽32b和与它相对应的向外形成的第二条沟槽53a组合构成的。更确切地说，第二条沟槽53a是在另一块平板构件53上形成的，平板构件53与转筒30的侧板32通过使用小的螺栓70而连接起来。然后把螺母72拧到螺栓上，其螺栓头71要与转筒30的内侧相接触。在容腔51a的两边各自形成弯曲部分32c和53b，密封材料90被装填在弯曲部分32c和53b两者之间，并压紧密封以消除在容腔51a和51b中油的泄漏。
图3描绘是本发明的第二个优选实施例的容腔的联接结构。
容腔51a是由转筒30的侧板32上向内形成的第一条沟槽32b和与它相对应的向外形成的第二条沟槽53a组合构成的。更具体地讲，第二条沟槽53a在另一块平板构件53上形成，平板构件53靠使用铆钉80与转筒30的侧板32相连。铆钉80从转筒30的外部压入从而把板53和侧板32固定在一起。在容腔51a的两边形成弯曲部分32c和53b，密封材料90被装填在弯曲部分32c和53b两者之间，并压紧密封以防止液体泄漏。
图4描绘的是本发明的第三个优选实施例的容腔联接结构。
容腔51a是由转筒30的侧板32上向内形成的第一条沟槽32b和与它相对应的向外形成的第二条沟槽53a组合构成的。第二条沟槽53a是在另一块平板构件53上形成的，平板构件53靠焊接与转筒30的侧板32相连。
图5描绘的是本发明的第四个优选实施例的容腔的联接结构。
容腔51a是由带有向内形成的第一环形沟槽54a的第一平板构件54和与第一环形沟槽54a相对应的带有向外形成的另一个环形沟槽55a的第二平板构件55组合构成的。第一平板构件54与第二平板构件55靠焊接连接在一起，紧紧地固着于升降机构31b外表面上的螺栓60被用来将构件54和55固定到侧板32上。
所以，靠焊接把构件54和55连接到一起的部分不暴露在转筒30的内部，因此就消除了在连接部位的腐蚀与氧化生锈的现象，使得转筒30的内部很光滑。螺栓60被安置在升降机构316的外表上，螺栓头62与放置在后部的一个平衡装置50的外部相接触。螺母61拧到螺栓60上，该螺母处在位于前部的另一个平衡装置50的前面以使前后平衡装置50能连在一起，而转筒30位在其中。螺栓60固紧在内容腔51a和外容腔51b两者之间。(参考图1)
为了形成内容腔51a，第三个沟槽32d在侧板32的一个部位形成，其与第一块平板构件54的第一个沟槽54a相对应，以便与第一个沟槽54a相匹配，第一和第二块平板构件54和55的组合被设计成与侧板32紧密贴合在一起。
现在参考图6，容腔的内部结构在下面被详细地说明。
形成容腔51a和51b的平板构件53和侧板32两者间的接触点不在位于球52a和52b中心所形成的平面内。这是因为第一个沟槽32b的深度h2与第二个沟槽53a的深度h1不同，以便于球52a和52b可沿着容腔自由移动的缘故。换句话说，第一个沟槽32b与第二个沟槽53a分别被设计成有不同的深度h2和h1，第二个沟槽53a的深度h1要比球52a和52b的每个半径“r”要大，另外，第二个沟槽53a的深度h1要比容腔51a和51b的总深度“h”的一半要大。
内容腔51a与外容腔51b的拐角被设计成圆形的，从而形成弯曲部分R1和R2。弯曲部分R1的曲率与弯曲部分R2的曲率不同以便球52a和52b沿着各自的内外容腔51a和51b以同样的速度移动。换句话说，如果曲率差异不存在的话，那么相对小而轻的球52a在内容腔51a中的移动速度要比在外容腔51b中球52b要快。内容腔51a的弯曲部分R1应比外容腔51b的相应部分更弯一些以保证球52a和52b沿着各自的内外容腔51a和51b以相同的速度运动。
下面所说明的是涉及带有本发明平衡装置的滚筒式洗衣机的操作。
洗衣机在洗衣过程中靠转筒30的搅动去除衣服上的污物。在洗衣操作的脱水过程中，衣物处在转筒30的底部。如果转筒30在高速旋转下变得不平衡，转筒30的离心力将使球52a和52b沿着容腔51a和51b移动到能再次平衡筒30的位置上，于是消除了转筒30的振动和偏心旋转。
更具体地说，一旦在转筒30中存在不平衡，由球51a，51b和液体组成的运动体就能处在与不平衡相反一面位置上。当不平衡的值保持在球所能平衡量的极限值以下时，球51a和51b彼此间靠近运动以抵消振动(即：让几何中心和转筒30的旋转中心相同)。当振动幅度降为零时，在容腔51a和51b中液体的流动是最小的。如果不平衡的值超过了平衡量的极限值，在球已移动到它们平稳位置后，液体然后也移动以抵消不平衡，于是抵消了筒30的不平衡状态。
如上陈述，本发明的球体能让振动幅度变为零，并抵消在转筒中的不平衡，因此消除了转筒总的变形。本发明的平衡装置也可以防止被用来支撑转筒旋转的各部件的不必要的磨损以及磨擦产生的噪音。平衡装置同时使用球和液体，具有优越的平衡性能，而且减小了其体积。
平衡装置的容腔很容易通过螺栓、螺母或焊接来形成，靠焊接把平板构件和侧板连接在一起的部分不暴露在转筒的里面，这样就防止了在这些连接处腐蚀与氧化的产生。此外，每个容腔的连接部分不要与每个球的中心在一条直线上以便容腔中的球能自由地移动。