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Die Erfindung betrifft eine Geschirrspülmaschine, insbesondere Haushaltsgeschirrspülmaschine, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Die im Hydraulikkreislauf einer Geschirrspülmaschine umgewälzte Spülflüssigkeit wird mittels Sprüheinrichtungen auf das im Spülraum angeordnete, zu reinigende Spülgut gesprüht. Als Sprüheinrichtung kann ein im Spülbetrieb rotierender Sprüharm eingesetzt werden, der unterhalb eines Geschirrkorbes angeordnet ist und das darin gestapelte Spülgut mit der Spülflüssigkeit mechanisch beaufschlagt.
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Aus der
DE 196 42 911 B4 ist eine Geschirrspülmaschine bekannt, die einen unteren und oberen Geschirrkorb aufweist. Unter beiden Geschirrkörben sind jeweils Sprüharme mit auf den Geschirrkorb gerichteten Sprühdüsen angeordnet. Der dem oberen Geschirrkorb zugeordnete Sprüharm ist an einer, an einem Auslassstutzen einer Flüssigkeitszuleitung ausgebildeten Lagerstelle drehgelagert, und zwar um eine vertikale Drehachse.
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Die Zeitdauer eines Spülgangs der Geschirrspülmaschine ist so bemessen, dass das Spülgut zuverlässig gereinigt wird. Die Zeitdauer des Spülgangs kann bei gleichem Reinigungsergebnis reduziert werden, wenn gleichzeitig der Flüssigkeitsdruck im Hydraulikkreislauf der Geschirrspülmaschine erhöht wird und/oder die Reinigungstemperatur der Spülflüssigkeit gesteigert wird. Beide Maßnahmen sind jedoch mit einem erhöhten Energieaufwand verbunden.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Geschirrspülmaschine, insbesondere Haushaltsgeschirrspülmaschine, bereitzustellen, bei der ohne Erhöhung des Energieaufwandes das Reinigungsergebnis gesteigert wird und gegebenenfalls die Spülzeiten reduzierbar sind.
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Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass in bekannten Geschirrspülmaschinen der Sprüharm sich lediglich in einer horizontal ausgerichteten Rotationsebene dreht, wodurch die Bandbreite an unterschiedlichen Auftreffwinkeln, mit denen die Flüssigkeitsstrahlen auf das Spülgut treffen, begrenzt ist. Somit können bei nicht optimal gestapeltem Spülgut Sprühschatten entstehen, die das Reinigungsergebnis beeinträchtigen können bzw. durch eine entsprechend gesteigerte Betriebsdauer ausgeglichen werden müssen.
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Vor diesem Hintergrund weist die erfindungsgemäße Sprüharm-Lagerstelle gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 mindestens ein zusätzliches Auslenkelement auf. Mittels des Auslenkelementes kann der Sprüharm nicht mehr nur alleine in einer horizontalen Rotationsebene, sondern in einer Taumelbewegung um die Drehachse gedreht werden, bei der der Sprüharm mit einem Neigungswinkel von der Drehachse ausgelenkt wird. Erfindungsgemäß kann daher der Sprüharm nicht nur in einer horizontalen Rotationsebene, sondern auch in dazu um den Neigungswinkel geneigte Rotationsebenen gedreht werden. Dadurch ergibt sich ein Sprühbild, bei dem die aus dem Sprüharm tretenden Flüssigkeitsstrahlen in einer im Vergleich zum Stand der Technik wesentlich vergrößerten Bandbreite an Auftreffwinkeln auf das Spülgut treffen können. Somit können sowohl Sprühschatten reduziert und gleichzeitig die Abtragsleistung erhöht werden, insbesondere ohne jedoch den Energieaufwand zu erhöhen. Mit der gesteigerten Abtragsleistung sowie der gesteigerten Flächenbeaufschlagung der Flüssigkeitsstrahlen kann zudem in wesentlich kürzerer Betriebsdauer ein mit herkömmlichen Spülgängen vergleichbares Reinigungsergebnis erzielt werden.
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Mit Hilfe des Auslenkelementes kann die Taumelbewegung des Sprüharms nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zwangsgeführt um einen gedachten, ortsfesten Schnittpunkt zwischen der Drehachse und einer Mittelachse des Sprüharms erfolgen. Die Mittelachse des Sprüharmes ist daher im Unterschied zum Stand der Technik nicht koaxial zur vertikalen Drehachse, sondern in unterschiedlich großen Neigungswinkeln zur vertikalen Drehachse ausgerichtet. Entsprechend kann die Mittelachse des Sprüharms bei der Durchführung der Taumelbewegung nicht nur koaxial zur Drehachse ausgerichtet sein, sondern darüber hinaus auch bis zu einem maximal von dem Auslenkelement vorgegebenen Neigungswinkel dazu geneigt sein.
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Das erfindungsgemäße Auslenkelement kann ohne größere bauliche Anpassung in eine an sich bekannte Sprüharmlagerung integriert werden. Besonders einfach kann das Auslenkelement in eine Sprüharmlagerung des unterhalb des Bodens eines Oberkorbes vorgesehenen Sprüharmes vorgesehen werden. In diesem Fall kann der von der Spülraum-Rückwand in den Spülraum ragende Abschnitt einer Flüssigkeitszuleitung in einem 90°-Krümmer enden. Die Endung des Krümmers kann zweckmäßigerweise durch einen zum Spülbehälter-Boden ragenden Lagerzapfen verlängert sein, der insbesondere an einem außenseitig des Krümmers befindlichen Bajonett-Verschluss lösbar gehaltert ist. Auf dem senkrecht nach unten ragenden Lagerzapfen ist der obere Sprüharm insbesondere mit einem Nabenabschnitt gleitgelagert. Der Nabenabschnitt ist zudem zweckmäßigerweise in Gleitkontakt auf einer unteren Lagerplatte des Lagerzapfens abgestützt. Der Lagerzapfen ist vorzugsweise flüssigkeitsdurchlässig gestaltet, um eine Flüssigkeitsströmung von der Flüssigkeitszuleitung in den Sprüharm zu gewährleisten.
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Für eine leichtgängige Drehlagerung kann der Nabenabschnitt des Sprüharms zweckmäßigerweise über ein axiales sowie radiales Lagerspiel gegenüber dem drehfesten Lagerzapfen frei verstellbar sein. Das axiale/radiale Lagerspiel ist dabei insbesondere so bemessen, dass selbst bei der erfindungsgemäßen Auslenkung des Sprüharms durch das Auslenkelement eine leichtgängige Drehlagerung gewährleistet bleibt, ohne dass es zu Verkantungen oder dergleichen kommt.
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Bevorzugt kann der Nabenabschnitt des Sprüharms nicht, wie im Stand der Technik, unmittelbar auf der unteren Lagerplatte des Lagerzapfens drehbar abgestützt sein, sondern unter Zwischenlage des zusätzlichen Auslenkelementes. Das Auslenkelement kann in diesem Fall nahezu ohne Bauraum-Vergrößerung in die Sprüharmlagerung integriert werden.
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Zur Durchführung einer Taumelbewegung des Sprüharms kann das Auslenkelement vorzugsweise eine Kulissenfläche, insbesondere eine aus der Horizontalen geneigte Schrägfläche, aufweisen. Auf der Schrägfläche des Auslenkelements kann sich der Sprüharm-Nabenabschnitt mit seiner ebenfalls schräg gestellten Stirnfläche drehbar abstützen. Bei einer Drehung des Sprüharm-Nabenabschnittes mit Bezug auf die Schrägfläche des Auslenkelementes erfolgt daher automatisch eine Neigung des Sprüharmes. Bei einer Relativdrehung um 180° ergibt sich in diesem Fall ein maximaler Neigungswinkel, der identisch mit dem Winkelversatz zwischen der Schrägfläche und einer Horizontalebene ist.
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Im Hinblick auf eine bauraumgünstige Anordnung kann das Auslenkelement vorzugsweise als ein separates ringförmiges Bauteil um den drehfesten Lagerzapfen angeordnet sein. Das ringförmige Auslenkelement ist mit seiner, dem Sprüharm-Nabenabschnitt abgewandten Stirnseite insbesondere in Gleitkontakt auf der Lagerplatte des Lagerzapfens abgestützt. Zudem ist das ringförmige Auslenkelement mit seiner oberen, schräggestellten Stirnseite unmittelbar in gleitfähiger Anlage mit dem Sprüharm-Nabenabschnitt.
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Bevorzugt kann das Auslenkelement derart angeordnet sein, dass die Mittelachse des Sprüharms innerhalb eines gedachten, kegelförmigen Hüllkörpers beliebig neigungsverstellbar ist. Zur Ausführung der erfindungsgemäßen Taumelbewegung ist die Kegelspitze des kegelförmigen Hüllkörpers identisch mit dem oben erwähnten Schnittpunkt zwischen der ortsfesten Drehachse und der Sprüharm-Mittelachse.
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Die innerhalb des gedachten, kegelförmigen Hüllkörpers beliebige Neigungsverstellung der Sprüharm-Mittelachse kann in einfacher Weise erreicht werden, wenn das Auslenkelement insbesondere mit einer im Vergleich zur Sprüharm-Drehzahl reduzierten Drehzahl um den Lagerzapfen drehbar ist. Der Drehantrieb des Auslenkelementes kann in unterschiedlicher Weise erfolgen, bevorzugt jedoch ohne zusätzlichen Energieaufwand.
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Vor diesem Hintergrund kann der im Spülbetrieb rotierende Sprüharm über Antriebselemente vorzugsweise unmittelbar trieblich mit dem Auslenkelement verbunden sein. Dadurch kann eine Bewegungsübertragung zwischen dem rotierenden Sprüharm und dem Auslenkelement erfolgen. In einer besonders einfachen und effektiven Ausführungsform können die Antriebselemente jeweils am Sprüharm-Nabenabschnitt und am Auslenkelement als Schleifkontaktnocken angeformt sein. Die Schleifkontaktnocken können sich in Vertikalrichtung einander geringfügig überlappen. Die Überlappung ist dabei derart bemessen, dass sich bei einer Sprüharm-Drehung zumindest eine kurzzeitige Bewegungskopplung der beiden Schleifkontaktnocken einstellt. Die kurzzeitige Bewegungskopplung bewirkt, dass sich das Auslenkelement um einen Drehwinkel um den Lagerzapfen verstellen kann. Befinden sich demgegenüber die beiden Schleifkontaktnocken außer Schleifkontakt, so ist es für eine einwandfreie Neigungsverstellung bevorzugt, wenn das Auslenkelement im Gegensatz zum rotierenden Sprüharm stillsteht. Dies kann zweckmäßigerweise dadurch erreicht werden, dass die aus der Haftreibung zwischen der unteren Stützfläche des Auslenkelementes und der unteren Lagerplatte resultierenden Reibungskraft insbesondere größer gestaltet ist als eine entgegenwirkende Kraft, die aus einer Gleitreibung zwischen der oberen Steuerfläche des Auslenkelementes und der zugewandten Stirnfläche des Sprüharm-Nabenabschnittes resultiert. Somit ergibt sich bei entkoppelten Schleifkontaktnocken eine Haftreibung zwischen dem Auslenkelement und der Lagerplatte, bei der das Auslenkelement stillsteht, bis die Schleifkontaktnocken wieder bewegungsgekoppelt werden.
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Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen der Erfindung können dabei – außer z. B. in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
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Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen, jeweils in einer schematischen Prinzipskizze:
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1 eine schematisch dargestellte Geschirrspülmaschine im Längsschnitt;
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2 in einer Teilschnittansicht eine Sprüharmlagerung bei einem oberen Sprüharm in einer Schnittdarstellung, der nach dem erfindungsgemäßen Konstruktionsprinzip gelagert ist,
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3 in einer teilweisen Seitenansicht den oberen Sprüharm der 1 und 2; und
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4 eine Ansicht zur Veranschaulichung der Taumelbewegung des Sprüharms von 1 und 2.
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In den folgenden Figuren sind einander entsprechende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Dabei sind nur diejenigen Bestandteile einer Geschirrspülmaschine mit Bezugszeichen versehen und erläutert, welche für das Verständnis der Erfindung erforderlich sind. Es versteht sich von selbst, dass die erfindungsgemäße Geschirrspülmaschine weitere Teile und Baugruppen umfassen kann.
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In der 1 ist ein Spülbehälter 1 einer Geschirrspülmaschine gezeigt. Der Spülbehälter 1 weist einen oberen sowie einen unteren Geschirrkorb 2, 3 auf, die über eine frontseitige Gerätetür 4 zugänglich sind. Gemäß der 1 wird zum Spülen von in den Geschirrkörben 2, 3 gestapeltem Spülgut Spülflüssigkeit mittels einer nicht dargestellten Umwälzpumpe jeweils durch ein Steigrohr zu zwei drehbaren Sprüharmen 6, 7 gefördert, die jeweils unterhalb des oberen und unteren Geschirrkorbes 2, 3 angeordnet sind.
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Der unterhalb des Bodens 8 des oberen Geschirrkorbes 2 vorgesehene Sprüharm 6 weist gegen den Oberkorb 2 sowie gegen den Unterkorb 3 gerichtete Sprühdüsen 9, 10 auf. Wie aus der 1 weiter hervorgeht, wird horizontal im Bereich des Bodens 8 des oberen Geschirrkorbes 2 ein Leitungsabschnitt einer Flüssigkeitszuleitung 11 gehaltert, die in etwa in Bautiefenrichtung y mittig im Spülraum in einem 90°-Krümmer bzw. Auslassstutzen 12 endet. Der Endanschnitt des Auslassstutzens 12 weist, insbesondere vertikal nach unten, in Richtung Boden des Spülbehälters.
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An der Auslassseite des Krümmers 12 ist der obere Sprüharm 6 drehbar gelagert. Hierzu ist gemäß der 2 der 90°-Krümmer 12 mittels eines in etwa hohlzylindrischen, hülsenförmigen Lagerzapfens 13 verlängert. Der hohlzylindrische Lagerzapfen 13 weist gemäß der 2 an seiner oberen Stirnseite Rastnasen 14 auf, die Bestandteil eines nicht näher gezeigten Bajonett-Verschlusses zur lösbaren Befestigung am 90°-Krümmer 12 sind.
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Der hohlzylindrische Lagerzapfen 13 bildet eine Lagerstelle zur Sprüharmlagerung, bei der ein radial äußerer, hülsenförmiger Sprüharm-Nabenabschnitt 15 in Gleitlagerung um den radial inneren Lagerzapfen 13 läuft. Der Lagerzapfen 13 ist an seiner dem Spülbehälterboden zugewandten Stirnseite über eine rotationssymmetrisch zur Drehachse A hochgewölbte Stirnwand 16 geschlossen. Die Stirnwand 16 ist radial außen mit einem Zylinderabschnitt 14' nach unten bis zu einer flanschartig radial nach außen abragende Lagerplatte 17 verlängert.
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In dem oberhalb der Stirnwand 16 befindlichen Mittelabschnitt des Lagerzapfens 13 sowie in dem hülsenförmigen Nabenabschnitt 15 sind jeweils Flüssigkeitsdurchtrittsöffnungen 19, 20 eingebracht. Diese verbinden die Zuleitung 11 strömungstechnisch mit einem Strömungsraum 18 des Sprüharms 6, der die Spülflüssigkeit zu den Sprühdüsen 9, 10 führt.
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Gemäß der 2 weist der hülsenförmige Nabenabschnitt 15 innenseitig einen Ringbund 21 auf, der über ein radiales Lagerspiel r in Gleitlagerung auf einer radial äußeren Lauffläche 22 des Lagerzapfens 13 ist. Der Ringbund 21 des Nabenabschnittes 15 ist auf einer Ringschulter 23 des Lagerzapfens 13 vertikal abgestützt. Zudem weist der Lagerzapfen 13 am Übergang zwischen der Stirnwand 16 und dem Zylinderabschnitt 14' eine zweite radial vorragende Lauffläche 25 auf, die ebenfalls über ein Radialspiel beabstandet von einer Innenwandung des Nabenabschnittes 15 ist. Um eine leichtgängige Drehbewegung des Sprüharms zusammen mit einer später beschriebenen geringfügigen Taumelbewegung T zu gewährleisten, ist das Radialspiel r sowie auch ein Axialspiel a zwischen dem Sprüharm 6 und dem Lagerzapfen 13 entsprechend groß dimensioniert.
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Der Nabenabschnitt 15 ist mit seiner unteren Stirnseite 26 nicht unmittelbar auf der Lagerplatte 17 des Lagerzapfens 13 abgestützt, sondern unter Zwischenlage zumindest eines ringförmigen Auslenkelementes 27. Das Auslenkelement 27 weist gemäß der 2 eine nach oben gewandte Steuerfläche 28 auf, die über einen Winkel φ aus einer Horizontalebene geneigt ist. Entsprechend ist auch die auf der Steuerfläche 28 abgestützte Stirnfläche 26 des Nabenabschnittes 15 um den Winkel φ schräggestellt. An seiner, der Steuerfläche 28 gegenüberliegenden, nach unten gewandten Stirnseite weist das Auslenkelement 27 einen flanschartig ausgeweiteten Tragabschnitt 29 auf, der auf der Lagerplatte 17 des Lagerzapfens 13 aufliegt.
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Im Spülbetrieb wird in bekannter Weise die Spülflüssigkeit von der Zuleitung 11 über den 90°-Krümmer 12 sowie den hohlzylindrischen Lagerzapfen 13 in den Strömungsraum 18 des Sprüharms 6 geleitet. Der Sprüharm 6 rotiert dabei um die vertikale Drehachse A, die durch den feststehenden Lagerzapfen 13 definiert ist. Aufgrund der über den Winkel φ schräggestellten Steuerfläche 28 des Auslenkelementes 27 neigt sich jedoch der Sprüharm im Laufe einer Umdrehung um den Lagerzapfen 13 um den Neigungswinkel φ, wodurch der Sprüharm aus seiner horizontalen Rotationsebene R in eine Taumelbewegung T gebracht wird, wie sie in der 4 veranschaulicht ist. Bei der Taumelbewegung T kippt die Mittelachse M des Sprüharms 6 ausgehend von ihrer in der 2 und 3 gezeigten, zur Drehachse A koaxialen Lage bis zum Erreichen eines 180°-Drehwinkels um den Neigungswinkel φ. Mit Erreichen des 360°-Drehwinkels kippt die Mittelachse M des Sprüharms 6 wieder in ihre Ausgangsstellung zurück, wie sie in der 3 gezeigt ist. Das Auslenkelement 27 ist über den flanschartig ausgeweiteten Tragabschnitt 29 in Haftreibung mit der Lagerplatte 17. Die Haftreibung zwischen dem Tragabschnitt 29 des Auslenkelements 27 und der Lagerplatte 17 ist dabei so bemessen, dass das Auslenkelement 27 alleine aufgrund der Gleitreibung zwischen der Nabenabschnitt-Stirnfläche 26 und der Auslenkelement-Steuerfläche 28 nicht mitdreht.
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Gemäß der 2 und 3 sind radial außerhalb der Steuerfläche 28 bzw. der unteren Stirnfläche 26 des Nabenabschnittes 15 jeweils Schleifkontaktnocken 31, 32 am Nabenabschnitt 15 sowie am Auslenkelement 27 angeformt. Die Schleifkontaktnocken 31, 32 wirken als Antriebselemente, die das Auslenkelement 27 bei rotierendem Sprüharm 6 mit geringerer Drehzahl in Drehung versetzen können.
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Wie in der 2 gezeigt ist, überlappen die Schleifkontaktnocken 31, 32 einander um ein sehr geringes Übermaß v. Das Übermaß v ist derart bemessen, dass bei einer Drehbewegung des Sprüharmes 6 die Schleifkontaktnocken 31, 32 kurzzeitig in Schleifkontakt kommen und dadurch den Sprüharm 6 mit dem Auslenkelement 27 bewegungskoppeln. Dadurch wird eine kurzzeitige Bewegungsübertragung zwischen dem Sprüharm 6 und dem ansonsten stillstehenden Auslenkelement 27 hergestellt, wodurch das Auslenkelement 27 bei jeder Umdrehung des Sprüharms 6 um einen geringfügigen Drehwinkel um den Lagerzapfen 13 verstellt wird. Auf diese Weise kann sich die Mittelachse M des Sprüharms 6 innerhalb eines gedachten, kegelförmigen Hüllkörpers H (4) beliebig neigungsverstellen. Die Kegelspitze des kegelförmigen Hüllkörpers H ist identisch mit einem in der 2 gezeigten Schnittpunkt S zwischen der Drehachse A und der Sprüharm-Mittelachse M.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Spülbehälter
- 2, 3
- Geschirrkörbe
- 4
- Gerätetür
- 6, 7
- Sprüharme
- 8
- Geschirrkorb-Boden
- 9, 10
- Sprühdüsen
- 11
- Flüssigkeitszuleitung
- 12
- 90°-Krümmer
- 13
- Lagerzapfen
- 14'
- Zylinderabschnitt
- 14
- Rastnasen
- 15
- Nabenabschnitt
- 16
- Stirnwand
- 17
- Lagerplatte
- 18
- Strömungsraum
- 19, 20
- Flüssigkeitsöffnungen
- 21
- Ringbund
- 22
- Laufflächen
- 23
- Ringschulter
- 25
- Lauffläche
- 26
- Stirnfläche des Nabenabschnittes 15
- 27
- Auslenkelement
- 28
- Steuerfläche
- 29
- Halteabschnitt
- 30
- Stützfläche
- 31, 32
- Schleifkontaktnocken
- y
- Bautiefenrichtung
- v
- Übermaß
- φ
- Neigungswinkel
- H
- Hüllkurve
- M
- Mittelachse des Sprüharms 6
- A
- Drehachse
- S
- Schnittpunkt
- T
- Taumelbewegung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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