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Die
Erfindung betrifft einen Kunststofflaugenbehälter für eine Wäschebehandlungsmaschine wie Waschmaschine
oder Waschtrockner, umfassend ein eine Trommel umgebendes zylinderförmig geformtes Behältnis, wobei
in einer der Stirnseitenwände
eine metallische Tragkontur mit einer hülsenartigen Nabe zur Aufnahme
einer Antriebswelle für
die Trommel zumindest bereichsweise in der Kunststoffmasse eingebunden
ist.
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Bekannt
sind Kunststofflaugenbehälter
für Waschmaschinen
in denen eine drehbar gelagerte Trommel angeordnet ist. Der Laugenbehälter umfasst
dabei einen zylinderförmigen
Behälter,
wobei zur Rückseite
der Maschine des zylinderförmigen Behältnisses
in der Stirnseitenwand eine metallische Tragkontur beispielsweise
in Form eines Lagerkreuzes mit einer hülsenartigen Nabe zur Aufnahme
einer Antriebswelle für
die Trommel und hier in der Kunststoffmasse eingebunden ist.
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Ein
derartiger Laugenbehälter
mit einer eingebundenen Tragkontur ist aus
EP 1 528 136 A2 bekannt.
Der Kunststofflaugenbehälter
wird in einer Spritzgussform geformt, wobei das metallische Lagerkreuz
oder die Tragkontur in der Form umspritzt wird. Die Anspritzung
erfolgt dabei über
einen so genannten Schirmanguss, der zentral über die Nabe zum vollständigen Füllen der
Spritzgussform vorgenommen wird. Beim Spritzformen muss darauf geachtet
werden, dass das Lagerkreuz allseitig mit Kunststoffschmelze umschlossen
wird. Bei dem vollständigen
Umspritzen eines gusseisernen Lagerkreuzes kommt es durch den wesentlich
größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten
des Kunststoffes im Vergleich zum Grauguss zu einem starken Aufschrumpfen
des Laugenbehälters
auf das Lagerkreuz oder die Tragkonstruktion. Hieraus resultieren sehr
große
Eigendehnungen, die den Kunststoff stark beanspruchen. Für die zusätzlichen
thermischen und mechanischen Lasten im Waschbetrieb bzw. Schleuderbetrieb
bleiben demnach kaum noch Reserven um die Lasten aufzunehmen und
es kommt z.B. zu einem frühzeitigen
Ausfall.
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Der
Erfindung stellt sich somit das Problem, einen Kunststofflaugenbehälter bereitzustellen,
der hinsichtlich den thermischen und mechanischen Belastungen verbessert
ist.
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Erfindungsgemäß wird dieses
Problem mit einem Laugenbehälter
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit einer Waschmaschine
gemäß Anspruch
8 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen
2 bis 7.
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Die
mit der Erfindung erreichbaren Vorteile bestehen darin, dass die
metallische Tragkontur in Folge Ihrer optimierten geometrischen
Auslegung bei thermischer Last eine Relativbewegung gegenüber der
Wandung des Kunststofflaugenbehälters
zulässt. Dies
ermöglicht
in vorteilhafter Weise, dass der Laugenbehälter nach dem Fertigungsprozess
kaum Eigendehnungen aufweist. Die Stirnwand des Laugenbehälters sowie
der Mantel können
sich ungehindert zusammen ziehen, so dass zwischen dem Laugenbehälter und
der inneren Ringfläche
der metallischen Tragkontur ein kleiner Spalt entsteht. Auf den äußeren Flächen der
seitlichen Flanken des Lagerkreuzringes findet dann eine Gleitbewegung
zur Wandung, hier zur Stirnwand des Laugenbehälters statt. Um dies zu ermöglichen,
ist es erforderlich, dass die äußere Umfangsfläche der
als Lagerkreuzring ausgebildeten Tragkontur frei von Kunststoff
bleibt. Dieser Bereich muss also an den Dichtstellen im Spritzgusswerkzeug
abgedichtet werden. Dazu sind die Dichtflächen am Lagerkreuzring vorher
spanend zu bearbeiten. Es ist ferner erforderlich, dass die seitlichen Flanken
im wesentlichen parallel zueinander liegen, da die Gleitbewegung
entlang der äußeren Flächen der
Flanken erfolgt.
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In
einer zweckmäßigen Ausführung besitzen die
seitlichen Flanken des Lagerkreuzringes eine ebene und glatte Oberfläche. Hierdurch
wird eine mögliche
Gleitbewegung entlang der äußeren Flächen der
Flanken erleichtert.
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Zur
Fertigung eines derartigen Laugenbehälters mit eingefasster metallischer
Tragkontur, die eine Relativbewegung in der Kunststoffmasse zulässt, besteht
das Spitzgusswerkzeug aus mehreren Werkzeugbacken, die nach dem
Spritzgussprozess auseinander gefahren werden, damit der Laugenbehälter mit
dem umspritzten Lagerkreuzring geformt werden kann. Dabei ist die
Tragkontur aus einem Ring gebildet in dessen Zentrum die hülsenartige Nabe
mittels radial angeordneten Streben eingebunden ist. Der Ring weist
hierbei in vorteilhafter Weise im Querschnitt eine U-Form auf, an
dessen Bodenseite die Streben angeordnet sind, die radial mit der äußeren Mantelfläche der
Nabe verbunden sind. Somit ergibt sich für die Tragkontur ein mit Speichen
besetztes Rad, in dessen Zentrum die Nabe angeordnet ist. Der Ring
gleicht hierbei einer Art Felge, wobei die Bodeninnenseite des Ringes
eine leicht gewölbte Formgebung
aufweist und wobei die Enden der Wölbungslinie in die Innenkante
der Schenkel der U-Form übergeht.
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Die
stumpf endenden Schenkelenden der U-Form werden dabei derart von
dem Spritzgusswerkzeug abgedeckt, dass keine Kunststoffmasse in das
offene U eindringen kann. Insbesondere an diesem durch das Spritzgusswerkzeug
abgedeckten Bereich wird ein Endspannungsfreiraum für die Tragkontur
geschaffen, so dass in diesem Bereich insbesondere die Relativbewegungen
der Tragkontur in Bezug zu der Kunststoffmasse erfolgen können.
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In
Weiterbildung der Erfindung weisen hierbei die Streben eine T-Form
auf, dessen waagerechter Schenkel zur Stirnwandseite des Behältnisses weisend
angeordnet ist. Die Streben sind hierbei zur besseren Kraftübertragung
mit einem T-förmigen Profil
ausgestattet, wobei die dickere Seite auf der dem Laugenbehälter zugewandten
Seite platziert ist und die darauf befindliche dünne Rippe des T's auf der dem Laugenbehälter abgewandten
Seite. Die Anbindungsstellen der Streben zu der Nabe bzw. dem äußeren Ring
sind großzügig verrundet
ausgebildet um Spannungsspitzen zu vermeiden. Die Streben des Lagerkreuzringes
weisen über
die übrige
Länge einen
konstanten Querschnitt auf, damit eventuelle Ausdehnungs- bzw. Schrumpfungsprozesse
des Laugenbehälters
entlang der Arme in Richtung Zentrum nicht behindert werden.
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In
einer vorteilhaften Ausführung
weist die Stirnwand auf der zum Inneren des Laugenbehälters gerichteten
Seite mit eine wesentlichen glatte und ebenen Oberfläche auf.
Hierdurch wird verhindert, dass sich an der Stirnwand auf der Behälterinnenseite
Schmutz oder Schimmel ablagert. Sie Stabilität der Stirnwand wird durch
die Ausbildung der metallischen Tragkontur bereitgestellt.
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Der äußere Ring
des Lagerkreuzes weist zwischen den Dichtflächen eine umlaufende Vertiefung
auf, die nach dem Spritzprozess frei von Kunststoff verbleibt. Diese
Fläche
eignet sich ideal für
die Anformungen bzw. für
das nachträgliche
Montieren von weiteren Funktionselementen wie z.B. Federeinhängungen
oder Motorbefestigungen. Diese Möglichkeit
stellt einen wesentlichen Vorteil der Tragkonturgeometrie dar, weil
die obere und untere Fläche des
Lagerkreuzringes aus funktioneller Sicht auch wichtig für eine gute
Kraftübertragung
zum Lagerkreuzring im Laugenbehälter
im Wasch- und Schleuderbetrieb darstellt.
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Um
insbesondere die von Kunststoffmasse ausgesparten Bereiche an der
Tragkontur zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass die Spritzgussform aus
mehreren Werkzeugbacken besteht, die jeweils mit einem Bereich die
Schenkelenden abdecken. Hierbei ist eine Werkzeugbacke mit einer
axialen Entformungsrichtung im Werkzeug angeordnet, wobei die anderen
Backen mit einer radialen Entformungsrichtung vorgesehen werden.
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Die
Erfindung betrifft auch eine Wäschebehandlungsmaschine,
wie Waschmaschine oder Waschtrockner mit einem Kunststofflaugenbehälter nach
den beschriebenen Merkmalen.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt
und wird nachfolgend näher
beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen metallischen Tragkontur
für einen
Kunststofflaugenbehälter;
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2 eine
geschnittene Ansicht gemäß der Schnittlinie
A/A in 1;
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3 eine
weitere geschnittene Ansicht gemäß der Schnittlinie
B/B in 1;
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4a, 4b, 4c einen
Teilbereich der metallischen Tragkontur, und hier insbesondere den
Ringbereich in geschnittener Darstellung mit eingefasster Kunststoffmasse
in Darstellungen der Relativbewegung und
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5 eine
schematische Darstellung einer Waschmaschine.
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In 5 ist
eine Waschmaschine 14 mit einem Laugenbehälter 2 in
einer Seitenansicht als Schnittdarstellung skizziert. Der Laugenbehälter 2 besteht
zumindest aus einem zylindrischen Behältnis 31, das eine
Trommel 32 umgibt. Das zylindrische Behältnis 31 wird durch
zumindest eine Stirnwand 21 geschlossen. In der Stirnwand 21 ist
eine metallische Tragstruktur 1 mit einem Lagerkreuzring 8 und
einer Nabe 3 eingebunden, welche die Antriebswelle 33 für die Trommel 32 aufnimmt.
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Die 1 zeigt
in der Perspektive eine metallische Tragstruktur 1 für einen
Kunststofflaugenbehälter,
wie er beispielsweise in der 2, 3 und 5 mit
dem Bezugszeichen 2 für
eine Waschmaschine dargestellt ist.
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Wie
in 2 und 3 dargestellt, wird dabei zur
Herstellung des erfindungsgemäßen Laugenbehälters 2 die
metallische Tragstruktur 1 in einem Spritzgusswerkzeug 5,
welches insbesondere aus den Werkzeugbacken 5.1 und 5.2 gebildet
wird, derart eingebunden, dass die Kunststoffmasse 4, so
wie es sich insbesondere in der 4a darstellt,
nur bereichsweise bzw. teilweise die Tragstruktur 1 einbindet.
Somit wird erkennbar, auch aus der Zusammenschau der Einzeldarstellungen
in den 4a bis 4c, dass
die von der Kunststoffmasse 4 ausgesparten Bereiche 6 bei
thermischen Belastungen in Grenzbereichen der unterschiedlichen
Materialien (Kunststoff/Metall) Relativbewegungen zulassen, so dass
sich, wie in 4b dargestellt, bei der Schrumpfung
der Kunststoffmasse 4 ein Spalt 7 bildet, der
sich bei Ausdehnung der Kunststoffmasse 4 wieder schließt, wie
in der 4c dargestellt.
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Wie
die metallische Tragstruktur 1 sich aufbaut, ist insbesondere
aus den 1, 2 und 3 deutlicher
zu erkennen. So ist die Tragkontur 1 aus einem Ring 8 gebildet,
in dessen Zentrum die hülsenartige
Nabe 3 mittels radial angeordneter Streben 9 eingebunden
ist. Der Ring 8 weist hierbei im Querschnitt eine U-Form
auf, die deutlicher aus der 2, aber
auch aus der 4a zu erkennen ist. So sind
am inneren Umfang 11 des Ringes 8 die Streben 9 angeordnet,
die radial mit der äußeren Mantelfläche 12 der
Nabe 3 verbunden sind. Der Ring 8 weist im Schnitt
eine U-Form auf und bildet dabei eine Bodeninnenseite 13,
welche eine leicht gewölbte
Formgebung aufweist, die in die Innenkanten der senkrecht stumpf
endenden Schenkel 18 und 19 der U-Form übergeht.
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Wie
aus der 1 deutlich wird, weisen die Streben 9 eine
T-Form auf, wobei dessen waagerechter Schenkel 20 zur Stirnwandseite 21 des
Behältnisses
weisend angeordnet ist. Die Streben 9 als solches sind
in ihren Anbindungsstellen 22 von der Mantelfläche 12 bzw.
Bodenunterseite 23 verrundet ausgebildet. In vorteilhafter
Weise sind insbesondere zwischen den Anbindungsstellen 22 und 23 über die Mantelfläche 12 der
Nabe 3 radial verteilt zusätzliche Rippen 24 angeordnet,
so dass ein verzahnter Verbund zwischen Kunststoffmasse 4 und
Tragkontur 1 und hier insbesondere der Nabe 3 gegeben
ist. Die zum Inneren des Laugenbehälters 2 gerichtete
Seite der Stirnwand 21 ist im wesentlichen glatt und eben ausgeführt. Dies
gilt besonders für
die Bereiche, die nicht von der metallischen Tragkontur 1 auf
der Außenseite überdeckt
sind.
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Die 2 und 3 zeigen
insbesondere die Einbindung der metallischen Tragkontur 1 in
das Spritzgusswerkzeug 5. Wie bereits oben schon erwähnt, wird
die erfindungsgemäße bereichsweise und
teilweise Einbindung der Tragkontur 1 in die Kunststoffmasse 4 dadurch
erreicht, dass das Spritzgusswerkzeug 5 aus mehreren Werkzeugbacken
besteht, wobei in dieser Detailansicht nur zwei Werkzeugbacken 5.1 und 5.2 dargestellt
sind. Dabei decken die Werkzeuge 5.1 und 5.2 die äußere Umfangsfläche 6 des
Ringes 8 so ab, dass die Schenkelenden 18 und 19 dichtend
von Werkzeug 5.1 und Werkzeug 5.2 abgedeckt werden,
so dass dieser Bereich frei von Kunststoffmasse 4 bleibt,
wenn das Spritzgusswerkzeug 5 geschlossen ist. Dabei wird deutlich,
dass das Werkzeug 5.1 eine axial gerichtete Entformungsrichtung 25 aufweist,
wobei hingegen das Werkzeug 5.2 eine radiale Entformungsrichtung 26 in
Bezug zum Laugenbehälter 2 aufweist.
In 3 ist der Bereich der Streben 9 dargestellt,
die sich von der Nabe 3 ausgehend einstückig zur äußeren Umfangsfläche 6 erstrecken.
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Das
Spritzgusswerkzeug 5 besteht somit in dem skizzierten Abschnitt
des Lagerkreuzrings 8 aus zumindest zwei Werkzeugbacken 5.1 und 5.2,
die nach dem Spritzgussprozess auseinander gefahren werden, damit
der Laugenbehälter 2 mit
der als Lagerkreuzring ausgebildeten Tragstruktur 1 entformt werden
kann. In den 2 und 3 sind die
Werkzeugbacken 5.1 und 5.2 mit den jeweiligen
Formungsrichtungen visualisiert. Bei diesem Prinzip bietet es sich
an, die Ebene der Werkzeugtrennung in den Bereich zwischen den beiden
Abdichtstellen des Lagerkreuzringes 8 zu legen. Es sind
jedoch auch von diesem Prinzip abweichende Werkzeugkomponenten denkbar.
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Der äußere Ring 8 bietet
neben den bereits anfangs beschriebenen Eigenschaften die Möglichkeit,
nachträglich
weitere Funktionselemente zu befestigen. Hierzu ist die umlaufende
Vertiefung 13 vorgesehen, die im Schnitt eine zwischen
dem Schenkelenden 18 und 19 nach innen gewölbte Form
hat, welche auch nach dem Spritzgussprozess frei von Kunststoff
ist. Als Funktionselemente sind Anformungen in der Vertiefung 13 zur
Federeinhängung
oder Motor befestigung denkbar. Diese Möglichkeit stellt einen weiteren
wesentlichen Vorteil des neuen Lagerkreuzringes 8 dar.
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In 4a ist
in einer Schnittdarstellung der äußere Ring 8 vergrößert dargestellt.
Die seitlichen Flanken 29 und 30 des Lagerkreuzringes 8 sind
aus funktioneller Sicht wichtig für eine gute Kraftübertragung
von der Tragstruktur 1 in den Laugenbehälter 2 im Wasch- und
Schleuderbetrieb. Die Flanken 29, 30 liegen parallel,
zumindest im wesentlichen parallel zueinander. Hierdurch wird eine
Gleitbewegung des Ringes 8 innerhalb der ausgehärteten Kunststoffmasse 4 zugelassen
bzw. ermöglicht.
Um die mögliche
Gleitbewegung zu erleichtern bzw. zuverlässiger zu gestalten, besitzen
die seitlichen Flanken 29, 30 eine ebene und glatte
Oberfläche.
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Auf
Grund des derart ausgebildeten bzw. geformten Lagerkreuzrings 8 ist
es nun möglich,
dass zwischen Außenring 8 der
Tragstruktur 1 und dem Kunststofflaugenbehälter 2 bei
thermischer Last z.B. Abkühlung
und damit Schrumpfung oder Aufheizung und damit Ausdehnung eine
Relativbewegung möglich
ist, wie dies in der 4b und 4c in
den Einzeldarstellungen deutlich wird. In 4b wird
durch den dargestellten Pfeil 27 verdeutlicht, wie die
Kunststoffmasse 4 gegenüber
dem Ring 8 schrumpfen kann unter Bildung eines Spaltes 7.
In 4c ist verdeutlicht, wie die Ausdehnung der Kunststoffmasse 4 in
Pfeilrichtung 28 unter Schließung des Spaltes 7 erfolgt.
Dies führt
dazu, dass der Kunststofflaugenbehälter 2 nach dem Fertigungsprozess
kaum Eigendehnungen aufweist. Der Laugenbehälterboden sowie der Mantel
kann sich nahezu ungehindert zusammen ziehen, so dass zwischen Laugenbehälter 2 und der
inneren Ringfläche
der Tragkontur 1 ein kleiner Spalt 7 entsteht.
Auf der oberen Flanke 29 und der unteren Flanke 30 des
Lagerkreuzringes 8 findet dann eine Gleitbewegung des Kunststofflaugenbehälters 2 statt.
Um dies zu ermöglichen,
ist die äußere Umfangsfläche 6 des
Lagerkreuzringes 8 frei von Kunststoffmasse 4.
Dieser Bereich wird an den Dichtstellen 18, 19 im
Spritzgusswerkzeug 5 abgedichtet (2 und 3).