CN102330319A - 洗衣机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种洗衣机，包括外筒(10)，外筒(10)包括由壁(25)限定边界的壳(20)，所述壳是由聚合物材料模制而成的单个部件；所述壳(20)包括至少一个连接到所述壁(25)的嵌入件(30)，所述嵌入件(30)由导热率比形成壳(20)的材料的导热率低的材料制造，以在嵌入件所在的地方对壳进行局部隔热。
Description
技术领域
本发明涉及一种洗衣机，洗衣机包括适于容纳可旋转滚筒的外筒，在滚筒内部放置有洗涤/干燥负载。
在本申请中，表述“洗衣机”既指只适合洗涤和漂洗衣物的“标准”洗衣机，也指适合洗涤、漂洗以及干燥衣物的洗衣干衣机。
背景技术
在家用器具领域，节省能耗和降低能耗的需求是十分迫切的。事实上，由于消费者已经逐渐意识到家用器对总能耗的影响，对于制造商来说，他们的器具被分类为属于低能耗类别如欧洲A、A+或A++是很重要的。
因此，在洗衣机领域，制造商通常试着合适地改进他们的产品以满足上述需求。
为了最小化其能耗而改进/设计一种器具的缺点在于，由于器具的制造通常所需的额外加工步骤，同样的产品变得更贵，并且因此消费者支付的最终价格更高。因此关键的是在降低能耗的需求和器具的最终成本之间找到合适的平衡，尤其重要的是和市场标准相比，成本不应当太高。
在DE4332684中揭示了一种具有外筒的洗衣机，外筒用于容纳可转动地设置的滚筒。为了提供具有最佳隔热性能的外筒，外筒制成为具有中空壁或双层壁。外筒的中空体的内壁由抗碱液材料组成。隔热材料被引入该外筒体的腔中。
申请人已经注意到，尽管在DE4332684揭示的洗衣机中由于围绕整个外筒设置的隔热片材使得与没有该隔热层的洗衣机的能耗相比节省了能耗，但这种外筒本身十分复杂(中空且通过多层结构形成)，且因此需要若干昂贵的制造步骤。
在EP0835729中，揭示了通过注射成型方法制造大尺寸的且很重的塑料部件，根据该发明的改进的方法产生了局部化的区域，其中所述塑料部件在表面凹痕中的热传导率更高，所述表面凹痕对应于模具中设置的用于在所述部件模制后将该部件移除的顶出器。在一优选的实施方式中，该部件的外表面具有一组与表面凹痕相对应的底部封闭的凹坑，所述凹坑通过小的肋条的格栅形成并彼此垂直地设置。该部件的厚度从位于腔外围的最大值向着对应于所述凹坑的主体部分的底部的最小值改变。
发明内容
申请人已经发现，在洗衣机外筒上连接由隔热材料制造的嵌入件，通过减少热能扩散，在洗涤周期的加热和维持阶段节省了能耗。
对于术语“洗衣机外筒”，其是指适于安装在洗衣机上的外筒，所述洗衣机更通俗地讲是指在工作周期的至少某个阶段在其中发生热耗散的洗衣机。此外，根据本发明的洗衣机可以是前开门式或顶开门式洗衣机。
本发明涉及的洗衣机是具有外筒的洗衣机，外筒包括由聚合物材料制造的壳；优选地该外筒是模制的聚合物外筒，其整体上是由两个半壳形成，所述两个半壳通过任何合适的手段结合到一起而大体形成空心的圆柱。应当理解的是，外筒可以由任意数量的壳制成，只要每个壳被模制成一体的聚合物部件即可。可以理解的是，在壳本身模制过程中或模制之后，附加部件可以附连到每个壳上，比如具有机械功能的部件(例如滚筒轴可转动地连接到其上的轴承等)，有利地是大体上由金属材料或铸铁制造的元件。这些元件可以是例如与壳共同模制(co-mold)，或者在模制工序后附连到壳上。在任何情形下都可以将壳视为是由聚合物材料模制而成的单个部件，即便其它部件附连/固定到壳上也是如此。
每个壳由外壁限定边界，外壁限定出彼此相对的内和外表面。
申请人已经发现，不止在由隔热材料制造的嵌入件连接到整个外筒时能够节省能耗，而且在这样的嵌入件仅连接到外筒的一部分时同样也能够节省能耗。这减少了外筒本身的构造成本，与此同时减少了需要的材料的量。
因此，根据本发明，本发明的外筒的壳包括至少一个由隔热材料构成的嵌入件，其中术语“嵌入件”不仅仅指由具有隔热性能的材料制造的、对应于壳的壁的一部分定位的部件，还指对应于壳的壁的一部分或全部壁而定位的隔热材料层(例如隔热涂料层)。
在本文中，具有隔热性能的材料指的是导热率比形成壳的材料的导热率低的材料。
根据第一方面，本发明涉及一种洗衣机，包括外筒，外筒包括由壁限定边界的壳，所述壳被模制为由聚合物材料构成的单个部件，所述壳包括至少一个连接到所述壁的嵌入件，所述嵌入件由导热率低于形成壳的材料的导热率的材料形成。
根据第二方面，本发明涉及一种制造洗衣机的方法，洗衣机包括外筒，外筒具有壳，所述方法包括步骤：将用于形成外筒的壳的第一聚合物材料以及用于形成连接到所述壳的嵌入件的第二聚合物材料注射入模具，从而使得所述嵌入件和所述壳共同模制(co-mold/co-molding)，所述第二聚合物材料具有比形成壳的所述第一聚合物材料的导热率低的导热率。
根据第三方面，本发明涉及一种不同的制造洗衣机的方法，洗衣机包括外筒，外筒具有壳，所述方法包括步骤：
在模具中提供由第二聚合物材料制造的嵌入件，在所述模具中注入用于形成所述壳的第一聚合物材料，从而使得所述壳包覆成型(over-mold/over-molding)在所述嵌入件上，所述第二聚合物材料具有比形成壳的所述第一聚合物材料的导热率低的导热率。
嵌入件的存在使得壳局部隔热，提升了耐热性，尤其在热耗散较大的这些区域。
在至少一个上述方面，本发明可以具有下面优选特征的至少一个。
优选地，嵌入件通过下面任意的可替代方法连接到壳上：通过机械紧固装置，通过胶粘，通过模制或通过涂覆。
更优选地，外筒和嵌入件共同模制。
根据不同的优选实施方式，外筒包覆成型在嵌入件上。
根据一优选实施方式，嵌入件可以覆盖所述壳的内和/或外表面的一部分。
替代地或附加地，嵌入件可以部分地嵌入壳的壁。
更优选地，嵌入件完全嵌入壳的壁。在隔热嵌入件位于外筒的壁内的情形中，嵌入件阻碍热量从外筒的内部(其中产生热)向外部传播，减少了嵌入件径向外侧的外筒材料(即位于嵌入件和外筒壁的外表面之间的材料)的热。这样，节省了能耗，且与此同时，外筒的内部或外部的可用空间没有减少。事实上，在滚筒和外筒之间的或者在外筒和洗衣机的外壳之间的洗衣机的空间(即容积)十分有限并保持最小化，从而不增加洗衣机本身的整体尺寸。因此优选地不希望在上述空间设置任何附加元件。因此将嵌入件嵌入外筒壁节省了能耗而不减少可用空间。根据一优选实施方式，嵌入件在外筒的壁内靠近外筒的内壁定位，以使上面提到的位于嵌入件径向外侧的外筒壁的构成材料的被加热部分的最小效应最大化。
优选地，形成嵌入件的材料的导热率在0.05和0.001W/(mK)之间。
根据一替代或附加的特征，在一优选实施方式，外筒包括固定到壳上的加热元件且嵌入件与加热元件相对应地定位。嵌入件优选位于壳的底部，在这里由于热的洗涤水和衣物负载，热扩散是较高的。优选地，但不是必须地，在本发明的第三方面中，在模具中提供嵌入件的步骤包括以下步骤：
在模具中注入形成所述嵌入件的第二聚合物材料；
使第二聚合物材料固化；
在所述第二聚合物材料固化后注入所述第一聚合物材料。
换句话说，在壳包覆成型到嵌入件上的过程中，嵌入件可以以其最终形状(例如已经模制和固化)设置在模具中，并且在其上注入形成壳的第一聚合物材料；或者可以在相同模具中顺序地执行嵌入件和壳的模制，即首先注入和模制形成嵌入件的材料并使其固化，然后在其上注入和模制形成壳的材料并使其固化。
附图说明
下面将在附图的基础上更好的描述本发明。附图显示：
图1示出了根据本发明实现的前开门式洗衣机的外筒的第一实施方式的简化的剖视图；
图2是图1中外筒的仰视图；
图3是图2的外筒沿A-A线的放大的部分剖视图；
图4是在分解状态下的图2的外筒的前视图；
图5-9是根据本发明实现的外筒的另外五个实施方式的示意性剖视图。
具体实施方式
在附图中，相同的或是实现相同功能的部件使用相同的附图标记。此外，在某些情况下，附图会极为简化且会省略一些部件以提高附图的清楚性，从而更好地显示并描述本发明。
首先参照附图1，洗衣机的外筒整体上以附图标记10表示。虽然在附图中示出了前开门式洗衣机的外筒，但是可以理解的是，本发明的教导同样可以应用到前开门式和顶开门式结构的组合式洗衣干衣机中。
除了外筒10，本发明的洗衣机的附加部件被认为在现有技术中是已知的且因此不再进一步描述。
外筒10包括聚合物壳20-——优选两个(但可以多于两个)聚合物壳(都标记为20且在图1和3中可见)，所述聚合物壳优选通过注射成型工艺模制形成。
每个壳是由聚合物材料构成的一体式部件，即，它被模制成单个塑料件。两个壳20——称为前壳和后壳——例如通过焊接彼此连接；替代性地，壳可以包括凸缘，凸缘通过螺栓或任何其它合适的技术连接在一起。两个连接的壳20大致形成圆柱形空心形状。优选地，前、后壳的连接是不透水的，从而在其中安装了本发明外筒的机器的洗涤或干燥过程中不会出现泄露。在由两个壳限定的圆柱的内部并且与这样限定的圆柱同轴地，外筒10支承并容纳有滚筒(未图示)，滚筒适于绕其轴线旋转并容纳待要在洗衣机的工作周期中进行洗涤/干燥的衣物。滚筒和用于使滚筒旋转的电机组件在行业中是公知的部件，因此不再进一步描述。附加的部件例如由金属材料制成的用于滚筒轴的轴承45可以有利地固定到任意的壳20上。这些附加的部件可以在壳的模制过程中或是在模制阶段后连接和/或固定到壳上。
每个壳20由壁25限定边界，所述壁限定出在操作过程中面向滚筒(未示出)的内表面21以及和内壁相对的外表面22。壁25包括圆柱状包封件29，包封件29具有被基部28封闭的一端，从而当两个壳20连接时，两个基部28彼此相对。在操作时，在洗涤周期，除了洗涤负载之外，内表面21还和洗涤液(参见附图3，其中示出了“水位”WL，即在洗涤周期期间水达到的高度)接触。如果在壳20的具体部件的描述中不管是指内表面还是外表面都没有关系，那么将简单地使用词语“壳的表面”以避免繁琐。
在附图表示的该前开门式洗衣机的实施例中，外筒10的前壳20包括与它的基部28相对应的开口11来放入和取出待要洗涤/干燥的衣物。
在没有示出的顶开门式洗衣机的实施例中，用于放入/取出衣物的开口有利地在外筒10所包括的一个或多个壳的圆柱状包封件29中获得。
有利地，外筒10包括用于洗涤液的进入和排出的入口和出口(其中之一的出口12在图1和3中示出)；所述入口和出口优选根据标准的外筒构造来布置。
塑料壳20优选由热塑性聚合物形成，更优选的是由聚丙烯形成，机械加固剂或填充物(例如矿物或玻璃纤维)可以加入其中。市场上现有的、本发明的壳20可以由其形成的材料有例如
形成本发明的外筒10的壳20的材料的导热率通常在0.2-0.6W/(mK)之间。
根据本发明，壳20包括至少一个嵌入件30，嵌入件30由导热率比形成壳20的材料的导热率低的材料形成，且优选地所述导热率在0.001和0.05W/(mK)之间。优选的用于形成嵌入件30的材料是以下任意一种或其任意组合：膨胀的或发泡的聚合物如聚氨酯、膨胀的聚烯烃、膨胀的聚苯乙烯如膨胀的
等；或真空隔热板(VIP)；或毛毡类如矿物质/玻璃纤维、合成纤维、纤维素材料、气凝胶等；或气泡膜；或木头等；只要它们具有隔热性能就行。
嵌入件30可以例如如下形成：例如通过热处理，使包含在嵌入件30的聚合材料制剂中的合适的成分(“发泡剂”)或膨胀添加剂反应，聚合材料可以膨胀或发泡。替代性地，可以在聚合物组分中加入(例如注射入)膨胀气体，在模制阶段，由于其中包括的高压力步骤，膨胀气体部分溶解在聚合物中，然后当模具内的压力下降时，气体释放，因此产生气泡并使聚合物膨胀。
壳20可以包括单个嵌入件30、多个相同类型的嵌入件(即由相同材料形成的嵌入件)或多个不同类型的嵌入件(即由可能具有不同导热率的不同材料形成)。
嵌入件30固定到壳20，且优选但不是必须地，嵌入件与连接到外筒10的加热部件(例如参见图3和4示出的加热电阻40)相对应地定位。嵌入件30优选位于壳20的下部(这里所述的“下”是相对于洗衣机在使用时被定义为洗衣机竖直轴线的竖直轴线而言)；在洗涤过程中，壳20的下部与加热的水接触。然而，嵌入件30可以位于外筒10的任意区域。嵌入件30可以有利地具有板状，即它可以是聚合物材料层，其形状设计为与壳壁25的其上连接嵌入件的那部分的轮廓一致。
作为在图2和3中示出的本发明的实施方式的第一实施例，外筒10由两个壳20形成并包括位于外筒10的下部的单个嵌入件30，嵌入件30覆盖前、后壳20外表面22的与其圆柱状包封件29对应的部分。嵌入件30通过紧固装置32如螺纹件、钩、卡扣安装装置或类似物固定到壳20上。
根据图5和6示出的本发明的不同实施方式，壳20可以包括一个或多个嵌入件30，嵌入件30可以对应于壳的外表面22或内表面21(尽管在提到的附图中没有示出，但是无论在壳20的内表面21还是外表面22中均可以设置一个或多个嵌入件30)固定到壳20上，即嵌入件30可以与壁25的内和/或外表面接触。提到的附图是简化的附图以更好的突出嵌入件的位置，因此外筒10的很多细节被省略了。
根据图8和9示出的附加的不同的实施方式，在壳20的壁25的内和/或外表面21，22中形成有凹部27，每个凹部均填充有嵌入件30。应当理解的是，尽管在图5-9中，同时对应于壳20的上部和下部设置嵌入件，但是它们可以根据其中的单个部分进行设置。此外，可以只设置一个嵌入件。
除了上述在本发明的不同实施方式中描述的壳20和嵌入件30之间的紧固方式——即如螺纹件的紧固装置或在壳20上形成凹部27然后将嵌入件嵌入其中的方式——之外，根据本发明的不同实施方式，嵌入件同样可以粘到壳20上。
根据本发明的替代性的不同实施方式，还可以利用不同于机械连接或粘接的处理方式例如通过模制来实现嵌入件30和壳20之间的连接。
在图7中，示出了本发明的另一优选实施方式，其中嵌入件30(其可以是多个嵌入件或者也可以是单个嵌入件)嵌入壳20的壁25中。应当理解的是，每个嵌入件30可以完全地嵌入壁25中或者只部分地嵌入其中，即任何嵌入件30的一部分可以在内和/或外表面露出。更优选地，嵌入件30完全嵌入壁25中。
根据本发明的洗衣机的外筒优选根据下述方法形成。
在第一优选实施方式，嵌入件30在壳20上包覆成型。首先将形成壳20的聚合物材料注射入模具型腔，然后对应于壳的内表面的一部分和/或对应于壳的外表面的一部分在固化的壳上包覆成型具有隔热性能的材料——例如优选的膨胀的/可膨胀的聚合物。替代性地，为了形成嵌入件30的材料可以注射入其中的凹部27，或者为了最终使材料完成膨胀，可以提供模具的一些移动或调整。
根据形成本发明的外筒10的第二实施方式，形成壳20的聚合物材料包覆成型在形成嵌入件30的聚合物材料上。在根据本发明的方法的包覆成型实施方式的第一变型中，首先将形成嵌入件30的材料注射到模具中，然后进行膨胀和固化阶段，然后将形成本发明的外筒的壳的材料包覆成型在它上面。同样在该实施例中，可以包括模具的一些调整或移动的步骤。
在本发明的方法的包覆成型实施方式的一变型中，嵌入件30在已经形成(例如已经模制和固化)之后定位在模具中，然后注射形成壳的聚合物材料。
在本发明的另一实施方式中，壳材料和嵌入件材料共同注射到模具中，且完全并行地或至少部分并行地进行两种材料的固化，获得共同模制的壳20和嵌入件30。
通过上述三种形成本发明的外筒的方法——其中使用模制步骤来将嵌入件30连接到壳20上，图5，6，7，8和9示出的所有实施方式都可以实现。
为了提升壳和嵌入件的相互结合，特别是当嵌入件覆盖或涂履壳的内和/或外表面的一部分时，可选地，可以在其上应用了嵌入件的壳表面上或与壳表面接触的嵌入件表面上执行表面处理阶段。
根据本发明的另一不同的实施方式，嵌入件30涂覆在壳20上，即壳(即它的外和/或内表面)完全被嵌入件涂覆或仅其一部分被涂覆。在该实施方式，嵌入件可以是例如涂料，例如气凝胶涂层(Aerogel coating)。
实施例1
在图2和3示出的外筒10由或填充有矿物纤维(滑石、碳酸钙等)或金属纤维或玻璃纤维的聚丙烯形成，且外筒包括机械紧固到前、后壳20的外表面上的单个嵌入件30。嵌入件由膨胀的聚乙烯形成，其具有等于0.044W/(mK)的导热率以及大约30-40kg/m3的密度。
实施例2
壳20的外表面22使用气凝胶涂层涂覆，涂层可以覆盖壳的全部表面或部分表面。涂层的导热率是大约0.017W/(mK)且所获得的嵌入件30的厚度大约是0.2mm。嵌入件30可以承受-40℃-125℃的温度范围。
Claims (15)
1.一种洗衣机，包括外筒(10)，外筒(10)包括由壁(25)限定边界的壳(20)，所述壳是由聚合物材料模制而成的单个部件，其特征在于，所述壳(20)包括至少一个连接到所述壁(25)的嵌入件(30)，所述嵌入件(30)由导热率比形成所述壳(20)的材料的导热率低的材料制造，以在嵌入件所处的位置处对所述壳进行局部隔热。
2.根据权利要求1所述的洗衣机，其中所述嵌入件(30)包括膨胀的和/或发泡的聚合物材料。
3.根据权利要求1或2所述的洗衣机，其中所述壁(25)限定了内表面(21)和外表面(22)，所述嵌入件(30)覆盖所述内表面和/或所述外表面的一部分。
4.根据上述权利要求中任一项所述的洗衣机，其中所述嵌入件(30)至少部分地嵌入所述壁(25)中。
5.根据权利要求4所述的洗衣机，其中所述嵌入件(30)全部嵌入所述壁(25)中。
6.根据前述权利要求中任一项所述的洗衣机，其中所述嵌入件(30)通过机械紧固装置(32)和/或胶粘连接到所述壁(25)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的洗衣机，其中所述嵌入件(30)和所述壳(20)共同模制。
8.根据前述权利要求中任一项所述的洗衣机，其中所述嵌入件(30)包覆成型在所述壳(20)上。
9.根据前述权利要求中任一项所述的洗衣机，其中所述壳(20)包覆成型在所述嵌入件(30)上。
10.根据前述权利要求中任一项所述的洗衣机，其中所述嵌入件(30)涂覆在所述壳(20)上。
11.根据前述权利要求中任一项所述的洗衣机，其中所述壁(25)包括凹部(27)，所述嵌入件(30)嵌入所述凹部中。
12.根据前述权利要求中任一项所述的洗衣机，包括加热部件(40)，所述嵌入件(30)与所述加热部件(40)相对应地或相邻地连接到所述壁(25)。
13.一种洗衣机的制造方法，所述洗衣机包括外筒(10)，外筒具有壳(20)，所述制造方法包括如下步骤：将用于形成所述外筒(10)的所述壳(20)的第一聚合物材料和用于形成连接到所述壳(20)的嵌入件(30)的第二聚合物材料注射入模具中，从而使得所述嵌入件(30)和所述壳共同模制，所述第二聚合物材料具有比形成所述壳(20)的所述第一聚合物材料的导热率低的导热率。
14.一种洗衣机的制造方法，所述洗衣机包括外筒(10)，所述外筒具有壳(20)，所述制造方法包括如下步骤：在模具中提供由第二聚合物材料制造的嵌入件(30)，在所述模具中注入用于形成所述壳(20)的第一聚合物材料，从而使得所述壳(30)包覆成型在所述嵌入件(30)上，所述第二聚合物材料具有比形成所述壳(20)的所述第一聚合物材料的导热率低的导热率。
15.根据权利要求14的制造方法，其中在模具中提供嵌入件(30)的步骤包括以下步骤：
在模具中注入用于形成所述嵌入件(30)的第二聚合物材料；
使第二聚合物材料固化；
在所述第二聚合物材料固化后注入所述第一聚合物材料。
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