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Die Erfindung betrifft einen Reibungsdämpfer, insbesondere für eine Trommelwaschmaschine mit Schleudergang, der ein Tauchrohr und ein auf dem Tauchrohr unter der Wirkung eines mit einer Normalkraft beaufschlagten Reibbelages in einer Druck- und einer Zugrichtung axial verschiebbares Dämpfergehäuse umfasst.
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In Trommelwaschmaschinen mit Schleudergang sind bekanntermaßen zwischen dem im Wesentlichen aus dem Laugenbehälter und der in diesem angeordneten Wäschetrommel bestehenden Waschaggregat und dem Waschmaschinengehäuse Reibungsdämpfer angeordnet, um einen ruhigen und erschütterungsfreien Lauf der Trommelwaschmaschine zu gewährleisten. Die Wäschetrommeln werden mit verschiedenen – unterkritischen und überkritischen sowie kritischen – Drehzahlen angetrieben. Im kritischen Drehzahlbereich ist eine möglichst hohe Dämpfung erforderlich, während im Bereich der unter- und überkritischen Drehzahlen eine geringe Dämpfungswirkung realisiert werden soll.
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In Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung, das heißt der Aufwärtsbewegung oder der Abwärtsbewegung des Waschaggregats und der Größe seiner Auslenkung in der einen oder der anderen Richtung kann es einerseits zum Wandern oder Versetzen der Trommelwaschmaschine in der Aufwärts- oder Zugbewegung des Waschaggregats bzw. Reibungsdämpfers und andererseits zu erheblichen Bodenkräften und mit Geräuschen verbundenen Bodenschwingungen in der Abwärts- oder Druckbewegung des Waschaggregats bzw. Reibungsdämpfers kommen.
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In der
DE 37 25 100 A1 und der
EP 0 407 755 A1 werden Reibungsdämpfer mit in einem zylindrischen Gehäuse geführtem, mit einer Kolbenstange verbundenen Reibungskolben beschrieben, die mit konstruktiv aufwändigen Mitteln zur Erzielung einer amplitudenabhängiger Dämpfungswirkung ausgestattet sind. Aus der
EP 1 944 402 B1 ist ein für Trommelwaschmaschinen vorgesehener Reibungsdämpfer mit einem in einem zylindrischen Gehäuse verschiebbaren Kolben bekannt, bei dem durch einen vergrößerten Querschnittsbereich des Gehäuses eine positionsabhängige Änderung der Dämpfkraft bewirkt werden kann. Die beispielsweise aus der
DE 10 2008 038133 A1 bekannten Freilaufdämpfer, bei denen über eine Schaltung ein Freilauf realisiert wird und der Reibbelag erst ab einer bestimmten Auslenkung mitgenommen wird, weisen eine gegenüber Reibungsdämpfern deutlich kleinere Unwuchtaufnahme auf. Eine von der Größe der jeweiligen Auslenkung des Waschaggregats in dessen Auf- oder Abwärtsbewegung abhängige Regelung der Dämpfkraft bei gleichzeitig hoher Unwuchtaufnahme ist mit den bekannten Dämpfern nicht möglich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen konstruktiv einfach ausgebildeten Reibungsdämpfer für Trommelwaschmaschinen anzugeben, der eine von der Bewegungsrichtung und von der Größe der Auslenkung des Waschaggregats abhängige Dämpfung gewährleistet, um die Gefahr des Versetzens der Trommelwaschmaschine oder des Auftretens hoher Bodenkräfte und Bodenschwingungen zu verringern und Unwuchten zu reduzieren.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildeten Reibungsdämpfer gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Der Grundgedanke der Erfindung besteht in der auslenkungs- und richtungsabhängigen Änderung der auf den Reibbelag wirkenden Normalkraft, indem in dem Dämpfergehäuse separate, im Wesentlichen keilförmige, entlang einer in Richtung und Länge variablen schiefen Ebene im Dämpfergehäuse geführte, auf der dem Tauchrohr zugewandten Seite mit dem Reibbelag versehene Reibbelagsträger angeordnet sind, wobei der Reibungskoeffizient zwischen Dämpfergehäuse und Reibbelagsträgern geringer als zwischen dem Tauchrohr und dem auf den Reibbelagsträgern gehaltenen Reibbelag ist. Aufgrund der entlang einer zur Längsachse des Dämpfergehäuses geneigten Führungsebene beweglichen Reibbelagsträger kann die auf den Reibbelag wirkende Normalkraft in Abhängigkeit von der Größe der Auslenkung des am Waschaggregat gehaltenen Dämpfergehäuses und der Auslenkungsrichtung geändert werden und damit die Dämpfung an die Auslenkungsgröße und die Auslenkungsrichtung des Waschaggregats angepasst werden. Somit können zur Erhöhung der Unwuchtaufnahme große Auslenkungen deutlich stärker als kleine Auslenkungen gedämpft werden. In der Zugrichtung (Aufwärtsbewegung) kann zur Verringerung des Versatzes eine geringe Dämpfkraft ausgeübt werden, während zur Verminderung der auf den Boden wirkenden Kräfte in der Druckrichtung (Abwärtsbewegung) des Waschaggregats eine stärkere Dämpfkraft erzeugt werden kann.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung ist zur Erzielung einer sich in Abhängigkeit von der Größe der Auslenkung in Zugrichtung des Dämpfergehäuses verringernden und in Druckrichtung erhöhenden Normalkraft die schiefe Ebene durch eine im Dämpfergehäuse ausgeformte, sich konisch verjüngende Ausnehmung mit schrägen Gleitflächen zur Führung der Reibbelagsträger und mit einem unteren und einem oberen Anschlag für die Reibbelagsträger gebildet.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung ist die schiefe Ebene im Dämpfergehäuse durch eine doppeltkonische Ausnehmung mit unteren und oberen Anschlägen gebildet und der Reibbelagsträger ist als Doppelkonus ausgebildet. Zur Erzielung einer richtungs- und auslenkungsabhängig unterschiedlich großen Normalkraft und Dämpfwirkung sind ein nach oben verjüngter Teil der Ausnehmung und ein in diesem beweglicher oberer Keilabschnitt des Reibungsträgers sowie ein nach unten verjüngter Teil der Ausnehmung und ein in diesem beweglicher unterer Keilabschnitt des Reibungsträgers unterschiedlich lang ausgebildet.
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Zur Erzielung einer in Druckrichtung größeren Dämpfkraft sind der nach oben verjüngte Teil der Ausnehmung und der obere Keilabschnitt länger als der untere Teil der Ausnehmung und der untere Keilabschnitt ausgebildet.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Ausnehmung zur Erzielung eines Freilaufs zwischen Dämpfergehäuse und Reibbelagsträger und somit zur Erzeugung geringer Dämpfkräfte bei kleinen Auslenkungen des Dämpfergehäuses einen geraden Teil und der doppeltkonische Reibungsträger einen geraden mittleren Keilabschnitt aufweisen.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung ist die schiefe Ebene durch am Innenumfang des Dämpfergehäuses eingeformte, in spitzem Winkel zur Längsachse verlaufende Führungsnuten gebildet, in die von der Außenseite einer um ihre Längsachse drehbeweglichen Steuerhülse abstrebende Führungszapfen eingreifen. An der Innenseite der Steuerhülse sind aufeinanderfolgende, konkav gewölbte Keilabschnitte ausgebildet, die zum Anpressen des Reibbelags an das Tauchrohr entsprechend der Drehrichtung der Steuerhülse mit einer richtungsabhängig erhöhten oder reduzierten Normalkraft mit konvex gewölbten, zu den gewölbten Keilabschnitten in entgegengesetzter Richtung keilförmig ausgebildeten Reibbelagsträgern in Wirkverbindung stehen.
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Die Führungsnut umfasst einen senkrechten mittleren Teil zur Realisierung eines Freilaufbetriebs bei kleinen Auslenkungen des Dämpfergehäuses, einen oberen schrägen Teil zur Erzeugung einer großen Dämpfkraft in Zugrichtung und einen entgegengesetzt schräg verlaufenden unteren Teil zur Erzeugung einer großen Dämpfkraft in Druckrichtung des Dämpfergehäuses.
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Die schrägen Teile der Führungsnut können zur Erzielung einer unterschiedlich großen Normalkraft und damit einer unterschiedlichen großen Dämpfkraft in Zugrichtung und in Druckrichtung unterschiedlich lang ausgebildet sein.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist ein konisches oder doppeltkonisches Tauchrohr zur Änderung der über die keilförmigen Reibbelagsträger auf den Reibbelag wirkenden Normalkraft in Abhängigkeit von der absoluten Position zum Zweck der Begrenzung der Absenkung des Dämpfergehäuses bei großen Beladungsmengen im Wasch- und Spülgang vorgesehen. Dadurch können bei weiter steigender Beladungsmenge Bauraumvorteile erzielt werden, indem beispielsweise die Auslenkung des Türdichtrings im Wasch- und Spülgang verringert werden kann.
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Aufführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematisierte Schnittansicht eines Reibungsdämpfers mit einem als Keil wirkenden separaten Reibbelagsträger zur auslenkungsabhängigen sowie in Zug- und Druckrichtung unterschiedlichen Dämpfung der Schwingungen eines Waschaggregats einer Trommelwaschmaschine;
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2 einen Längsschnitt eines Reibungsdämpfers mit als Doppelkeil ausgebildeten separaten Reibbelagsträgern zur richtungs- und auslenkungsabhängigen Schwingungsdämpfung;
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3 eine Schnittansicht eines Reibungsdämpfers mit einer in einer Drehbewegung auf die separaten Reibbelagsträger wirkenden Steuerhülse;
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4 eine im Dämpfergehäuse ausgebildete Führungsnut zum Verdrehen der Steuerhülse bei der Auslenkung des Dämpfergehäuses; und
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5 ein teilweise konisch ausgebildetes Tauchrohr zur positionsabhängigen Begrenzung der Auslenkung des Waschaggregats
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Der in 1 gezeigte Reibungsdämpfer umfasst ein zylindrisches Dämpfergehäuse 1, das an seinem oberen Ende 2 an ein Waschaggregat einer Trommelwaschmaschine (nicht dargestellt) anlenkbar ist, und ein koaxial in dem Dämpfergehäuse 1 geführtes Tauchrohr 3, das an seinem aus dem Dämpfergehäuse 1 herausragenden unteren Ende 4 mit dem Waschmaschinengehäuse (nicht dargestellt) verbunden wird. In dem Dämpfergehäuse 1 ist koaxial eine konische, sich in Richtung zu dessen oberem Ende 2 hin verjüngende Ausnehmung 5 ausgebildet, in der separate, entsprechend der Verjüngung der Ausnehmung 5 keilförmig gestaltete Reibbelagsträger 6 angeordnet sind, deren dem Tauchrohr 3 zugewandte Innenfläche mit einem die Umfangsfläche des Tauchrohres 3 kontaktierenden Reibbelag 8 belegt ist. 1 zeigt das zylindrische Gehäuse 1 nach der Aufwärtsbewegung (Zugrichtung) des mit diesem verbundenen Waschaggregats (nicht dargestellt) in einer entsprechend dem Pfeil A nach oben ausgelenkten Position. Die Reibbelagsträger 6 befinden sich am unteren Anschlag 9 des Dämpfergehäuses 1. Der Reibungskoeffizient zwischen dem Reibbelag 8 und dem Tauchrohr 3 ist deutlich größer als der Reibungskoeffizient zwischen den Reibbelagsträgern 6 und dem Dämpfergehäuse 1. Aufgrund der über das Dämpfergehäuse 1 und die Reibbelagsträger 6 aufgebrachten Vorspannung wird der Reibbelag 8 in dieser Position mit einer minimalen Normalkraft an das Tauchrohr 3 gepresst. Bewegt sich das Dämpfergehäuse 1 aufgrund der Abwärtsbewegung (Druckrichtung) des Waschaggregats entsprechend Pfeil B abwärts, reicht die geringe Haftreibung zwischen den schrägen Flächen des Dämpfergehäuses 1 und den Reibbelagsträgern 6 zunächst nicht aus, den Reibbelag 8 am Tauchrohr 3 zu verschieben. Das heißt, der Reibbelag 8 bleibt in der nach der vorangegangenen Aufwärtsbewegung erreichten Position am Tauchrohr 3. Durch die Abwärtsbewegung des Dämpfergehäuses 1 und damit dessen sich nach oben verjüngender Ausnehmung 5 werden die Reibbelagsträger 6 mit dem Reibbelag 8 stärker an das Tauchrohr 3 gepresst, so dass sich die Normalkraft und damit die Reibkraft erhöhen. Nach Erreichen der maximalen Reibkraft bzw. des oberen Anschlags 10 des Dämpfergehäuses 1 rutscht der Reibbelag 8 entlang dem Tauchrohr 3. Bei der anschließenden Aufwärtsbewegung des Waschaggregats und damit des Dämpfergehäuses 1 entsprechend dem Pfeil A in Zugrichtung drückt der Reibbelag 8 die gegenüberliegenden keilförmigen Reibbelagsträger 6 auseinander, so dass sich die Normalkraft und damit die Reibkraft verringern. Wenn der Reibbelagsträger 6 den unteren Anschlag 9 des Dämpfergehäuses 1 erreicht, wird der Reibbelag 8 von den Reibbelagsträgern 6 entlang dem Tauchrohr 3 mit gegenüber der Abwärtsbewegung verminderter Reibkraft bewegt. Richtungsabhängig wird somit in Zugrichtung eine geringere Dämpfkraft als in Druckrichtung erzeugt.
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Bei Reibungsdämpfern wird die Dämpfkraft bekanntermaßen durch die auf den Reibbelag wirkende Normalkraft und den Reibkoeffizienten zwischen dem Tauchrohr und dem an diesem wirkenden Reibbelag erzeugt. Mit dem gemäß 1 ausgebildeten Reibungsdämpfer ist es möglich, die Reibkraft bei konstantem Reibungskoeffizienten in Abhängigkeit von der Größe der Auslenkung (der Schwingungsamplitude) des Waschaggregats in Zug- und Druckrichtung durch Änderung der auf den Reibbelag 8 wirkenden Normalkraft zu variieren und dadurch Unwuchten zu verringern und insbesondere die Gefahr des Versetzens infolge einer hohen Zugwirkung bei der Aufwärtsbewegung oder von Bodenschwingungen infolge einer hohen Druckwirkung bei der Abwärtsbewegung zu verringern. Die Änderung der Normalkraft in Abhängigkeit von der Auslenkungsgröße und der Auslenkungsrichtung des Waschaggregats erfolgt durch separate, innerhalb des Dämpfergehäuses 1 nach dem Keilprinzip entlang einer schiefen Ebene axial bewegliche Reibbelagsträger 6 mit an dem Tauchrohr 3 wirkendem Reibbelag 8, wobei der Reibkoeffizient zwischen Reibbelag 8 und Tauchrohr 3 deutlich größer als der Reibkoeffizient zwischen dem Dämpfergehäuse 1 und dem Reibbelagsträger 6 ist. Bei der Relativbewegung zwischen dem Dämpfergehäuse 1 und dem Tauchrohr 3 bewegt sich zunächst nur der Reibbelagsträger 6 entlang der Schräge des Dämpfergehäuse 1, ehe ab einer bestimmten Auslenkung das Tauchrohr 3 entlang dem Reibbelag 8 bewegt wird und somit entsprechend der jeweiligen Auslenkung und Auslenkungsrichtung eine variable Normalkraft auf den Reibbelag wirkt.
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2 zeigt eine gegenüber dem in 1 dargestellten Reibungsdämpfer erweiterte Ausführungsvariante, mit der die Dämpfkraft richtungsabhängig, das heißt in Zugrichtung (Pfeil A) und in Druckrichtung (Pfeil B), erhöht werden kann. Das Dämpfergehäuse 11 weist eine doppeltkonische Ausnehmung 12 auf, die ausgehend von einem mittleren geraden Teil 13 mit zum Tauchrohr 3 parallelen Seitenwänden einen sich in Zugrichtung, das heißt zum oberen Anschlag 10’ hin, verjüngenden oberen Teil 14 und einen sich in Druckrichtung, das heißt zum unteren Anschlag 9’ hin, verjüngenden unteren Teil 15 aufweist. Der obere Teil 14 der Ausnehmung 12 ist höher als der untere Teil 15. Die Reibbelagsträger 16 sind als Doppelkeil ausgebildet und weisen einen längeren oberen Keilabschnitt 17, einen unteren kürzeren Keilabschnitt 18 sowie einen zwischen diesen befindlichen mittleren geraden Abschnitt 19 auf. Aufgrund des gegenüber dem unteren Keilabschnitt 18 längeren oberen Keilabschnitts 17 ist die auf den Reibbelag 8 wirkende Normalkraft in Druckrichtung (Pfeil B) größer als die in Zugrichtung (Pfeil A) auf den Reibbelag 8 wirkende Normalkraft. Die Dämpfwirkung des Reibungsdämpfers kann somit sowohl in Abhängigkeit von der Auslenkungsgröße des Waschaggregats als auch in Abhängigkeit von dessen Auslenkungsrichtung geändert werden. Wenn, wie in 2 dargestellt, der Reibbelagsträger 16 noch einen mittleren geraden Abschnitt 19 und die Ausnehmung 12 noch einen mittleren geraden Teil 13 aufweist, dann wird bei der Bewegung des Dämpfergehäuses 11 am Tauchrohr 3 in diesem Bereich die Haftkraft zwischen Tauchrohr 3 und Reibbelag 8 soweit verringert, dass in Abhängigkeit vom Reibungskoeffizienten zwischen dem Reibbelagsträgern 16 und dem Dämpfergehäuse 11 ein Freilauf erreicht wird und somit bei kleinen Auslenkungen keine Dämpfkräfte wirksam werden und damit auch keine Bodenkräfte übertragen werden.
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3 zeigt eine Schnittansicht einer noch anderen Ausführungsform eines richtungs- und auslenkungsabhängig wirksamen Reibungsdämpfers.
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Der am Tauchrohr 3 sitzende Reibbelag 8 wird über an der Außenfläche in Umfangsrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn keilförmige, gewölbte Reibbelagsträger 20 mithilfe einer Steuerhülse 21 an das Tauchrohr 3 gepresst. Die Steuerhülse 21 weist von ihrer Außenumfangsfläche abstrebende Führungszapfen 22 auf, die jeweils in eine in die Innenumfangsfläche des Dämpfergehäuses 23 eingeformte Führungsnut 24, die in der vorliegenden Ausführungsvariante die in 4 gezeigte Form hat, eingreifen. Die Steuerhülse 21 bildet an ihrer Innenumfangsfläche eine Kontur aus aufeinanderfolgenden, sich im Uhrzeigersinn bogenförmig verjüngenden Keilabschnitten 25, die mit der Außenfläche der keilförmig gewölbten Reibbelagsträger 20 in Wirkverbindung stehen. Die Reibbelagsträger 20 und der Reibbelag 8 werden mit einer bestimmten Mindestkraft über die Steuerhülse 21 verdrehsicher an das Tauchrohr 3 gepresst.
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Bei kleinen Auslenkungen des Waschaggregats befinden sich die Führungszapfen der Steuerhülse in dem senkrechten Teil 26 der Führungsnut 24. In dieser Position werden die Reibbelagsträger 20 und der Reibbelag 8 nicht am Tauchrohr 3 bewegt, so dass ein Freilauf realisiert wird, bei dem keine Dämpfkräfte wirksam werden und somit auch keine Bodenkräfte übertragen werden.
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Bei größeren Auslenkungen wird die Steuerhülse 21 entsprechend der jeweiligen Bewegungsrichtung des Waschaggregats und damit des mit den Führungsnuten 24 versehenen Dämpfergehäuses 23 mithilfe des schräg verlaufenden oberen Teils 27 der Führungsnut 24 in Zugrichtung im Uhrzeigersinn verdreht, so dass der Reibbelag 8 über die Steuerhülse 21 und die Reibbelagsträger 20 mit einer bis zum Erreichen des oberen Anschlags der Führungsnut 24 größer werdenden Normalkraft an das Tauchrohr 3 gepresst und die Dämpfkraft erhöht wird. Nach Erreichen des oberen Anschlags und weiterer Auslenkung wird der Reibbelag 8 bei gleichbleibender Normalkraft und Dämpfkraft am Tauchrohr 3 verschoben.
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Beim Wechsel der Bewegungsrichtung wird die Steuerhülse 21 durch die Bewegung der Führungszapfen 22 in der Führungsnut 24 entgegen dem Uhrzeigersinn zurück gedreht und damit die Dämpfkraft reduziert. Bei der weiteren Auslenkung des Dämpfergehäuses in Druckrichtung gelangen die jeweiligen Führungszapfen 22 in den unteren schrägen Teil 28 der Führungsnut 24. Die Steuerhülse 21 wird bis zum Erreichen des unteren Anschlages der Führungsnut 24 im Uhrzeigersinn verdreht, um dadurch die Normalkraft entsprechend der Größe der Auslenkung bis zum Erreichen des unteren Anschlags zu erhöhen.
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5 zeigt noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung eines an einem oder beiden Enden konisch erweiterten Tauchrohres 7, mit dem zusätzlich eine Positionskontrolle realisiert werden kann. In Abhängigkeit von der Einschubtiefe und der damit einhergehenden Durchmesserveränderung wird die auf den Reibbelag wirkende Normalkraft in Abhängigkeit von der absoluten Position eingestellt. Bei einer großen Beladung des Waschaggregats kann dadurch dessen unzulässig hohe Absenkung während des Waschens und Spülens vermieden werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dämpfergehäuse
- 2
- oberes Ende von 1
- 3
- Tauchrohr
- 4
- unteres Ende von 3
- 5
- konische Ausnehmung in 1
- 6
- keilförmiger separater Reibbelagsträger
- 7
- konisch erweitertes Tauchrohr
- 8
- Reibbelag
- 9, 9’
- unterer Anschlag von 1
- 10, 10’
- oberer Anschlag von 1
- 11
- Dämpfergehäuse
- 12
- doppeltkonische Ausnehmung
- 13
- gerader Teil von 12
- 14
- nach oben verjüngter Teil von 12
- 15
- unterer Teil von 12
- 16
- Reibbelagsträger als Doppelkeil
- 17
- oberer Keilabschnitt von 16
- 18
- unterer Keilabschnitt von 16
- 19
- mittlerer, gerader Keilabschnitt von 16
- 20
- gewölbter keilförmiger Reibbelagsträger
- 21
- Steuerhülse
- 22
- Führungszapfen
- 23
- Dämpfergehäuse mit Führungsnuten
- 24
- Führungsnut
- 25
- gewölbte Keilabschnitte von 21
- 26
- senkrechter Teil der Führungsnut
- 27
- oberer schräger Teil von 24
- 28
- unterer schräger Teil von 24
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3725100 A1 [0004]
- EP 0407755 A1 [0004]
- EP 1944402 B1 [0004]
- DE 102008038133 A1 [0004]
