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Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Ausgleichen einer Unwucht von Wäschetrommeln in einer Wäscheschleuder oder einer zum Schleudern eingerichteten Waschmaschine mit mindestens einem geschlossenen Ring, der konzentrisch zu ihrer Drehachse mit ihr fest verbunden ist und eine ringförmige Kammer mit einer Rollbahn aufweist, auf der eine Anzahl von möglichst idealen Kugeln aus einem Material hoher Dichte frei beweglich enthalten sind.
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Eine solche Vorrichtung ist aus
DE 1118739 B bekannt. Darin ist ein Ausführungsbeispiel beschrieben, in dem die Kugeln aus einem gehärteten Stahl bestehen. Auch in jüngeren Beispielen dieser Art sind solche Kugeln regelmäßig aus Stahl gefertigt.
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Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art hält man die lichte Weite der Rollbahn und den Durchmesser der Kugel möglichst so klein, dass wenig Bauraum innerhalb einer Wäschetrommel beansprucht wird, der das Fassungsvermögen der Wäschetrommel einschränken würde. Dies führt allerdings dazu, dass eine größere Anzahl von Kugeln vorzusehen ist, um auf eine genügend wirksame, bewegliche Ausgleichmasse aller Kugeln zu kommen, die zum Ausgleichen allfällig auftretender Unwuchtkräfte erforderlich ist. Zwar könnte man den Ring dieser Ausgleichsvorrichtung auf der Außenseite der Trommel anordnen, um die Wirkung der Ausgleichsmasse zu verstärken; jedoch erforderte diese Anordnung dann einen größeren Bauraum zwischen der Wäschetrommel und dem Laugenbehälter, der dessen Außenabmessungen wiederum vergrößern würde. Um auch in diesem Fall einen ausreichenden Schwingraum zur Verfügung zu haben, müsste folglich auch das Außengehäuse der Wasch- oder Schleudermaschine entsprechend größer sein.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausgleichvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, durch die der Bauraum innerhalb der Wäschetrommel möglichst klein gehalten wird. Gleichzeitig soll aber der resultierende Schwerpunkt aller durch die Kugeln gebildeten Ausgleichsmassen möglichst fern von der Drehachse der Wäschetrommel gelegen sein, um deren Wirkung größtmöglich einzurichten.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit dem Merkmal des Kennzeichens im Anspruch 1 dadurch gelöst, dass das Material der Kugeln eine wesentlich höhere Dichte als die von Stahl aufweist. Diese Maßnahme führt dazu, dass bei etwa gleich großer Gesamt-Ausgleichsmasse die Anzahl der Kugeln deutlich verringert werden kann, ohne ihren Durchmesser und damit den Bauraum für die Ausgleichsvorrichtung zu vergrößern. Gleichzeitig rückt aber der Schwerpunkt mit der Gesamtmasse aller Kugeln mit nunmehr geringerer Anzahl von der Drehachse der Wäschetrommel weg, was die Wirksamkeit des Unwuchtausgleichs verbessert.
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Bevorzugt weist der Ring einen äußeren Durchmesser auf, der größer als der 0,9 fache Durchmesser der Wäschetrommel und kleiner gleich dem Durchmesser der Wäschetrommel ist. Hierdurch kann die Wirkung des Unwuchtausgleichs weiter gesteigert werden, ohne dass zusätzlicher Bauraum bereitgestellt werden muss. Unter einem in
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Material der Kugeln Wolframcarbid. Wolframcarbid hat eine Dichte von 15,63 g/cm3, die damit fast doppelt so hoch liegt wie bei Stahl (7,85 g/cm3). So kann die Anzahl der Kugeln in einem Ring von beispielsweise 20 auf 11 verringert werden. Dennoch ist die Gesamt-Ausgleichsmasse noch größer, und ihr Schwerpunkt liegt noch ferner von der Drehachse der Wäschetrommel als mit 20 Kugeln.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Material der Kugeln eine Legierung von Wolframcarbid mit Stahl oder Kunststoff mit einer Dichte zwischen 7,85 und 15,63 g/cm3 sein. Eine Legierung dieser Art kann die Geräusche verringern, die von auf der Rollbahn des Rings abrollenden und aufeinander stoßenden Kugeln während des Betriebs ausgehen können. Am geringsten sind solche Geräusche mit einer Kunststofflegierung.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform, bei der die Kugeln mit einer Schicht aus Kunststoff ummantelt sind, kann für die Vermeidung von Roll- und Stoßgeräuschen einen noch größeren Effekt erzielen.
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Die Merkmale der Unteransprüche können – soweit dies technisch nicht ausgeschlossen ist – untereinander und/oder mit weiteren aus der nachfolgenden Beschreibung offenbarten Merkmalen beliebig miteinander kombiniert werden, ohne die Erfindung zu verlassen.
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Anhand der in der angehängten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nachstehend näher erläutert. In der Zeichnung zeigen
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1 eine Frontlader-Waschmaschine einer typischen Bauform in einer von vorn gesehenen, durchsichtigen Darstellung,
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2 eine Ausgleichseinrichtung in einem geschlossenen Ring mit zwanzig in ihm frei laufenden Kugeln aus Stahl,
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3 eine Ausgleichseinrichtung gemäß 2 mit zehn Kugeln aus Wolframcarbid,
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4 eine Ausgleichseinrichtung gemäß 2 und
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5 zum Vergleich mit 3 und 4 eine Ausgleichseinrichtung gemäß 4 mit einem Ring mit weniger weiter Kammer und kleineren Kugeln als in 4, aber aus einer Wolframcarbid-Kunststoff-Legierung.
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Die in 1 dargestellte Waschmaschine ist von einem Gehäuse 1 eingehüllt, das eine Bedienblende 2 mit einer dahinter angebrachten, hier nicht besonders dargestellten Steuerungseinrichtung enthält. Eine Wäschetrommel 3, die zusammen mit dem sie umschließenden Laugenbehälter 4, dem Antriebsmotor 5 und dem Getriebe 6 zu einem auf Federbeinen 7 gegen die Bodenplatte 8 des Gehäuses 1 aufgestellten Schwingsystem 9 vereinigt ist, hat an der Innenseite ihres Trommelmantels mindestens einen Ring 10 einer Ausgleichsvorrichtung, die hier nur durch eine gestrichelte Kreislinie angedeutet ist.
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Die Darstellungen der 2 bis 5 sind nicht im realistischen Maßstab gezeichnet, um die Einzelheiten der Kugelanordnungen deutlicher zu charakterisieren. Sie zeigen aber vor allem die Verhältnisse von Veränderungen der Massenschwerpunkte beim Einstellen der Dichte der Kugelmaterialien. Realistischerweise sind die Kugeln 14 viel kleiner, im Durchmesser etwa 1:20 bis 1:25 gegen den Durchmesser der Wäschetrommel 3, der hier mit 989 mm entgegen einem realistischen Durchmesser von ca. 480 mm anzunehmen ist.
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In 2 bis 5 ist die Wäschetrommel 3 jeweils im Schnitt rechtwinklig zu ihrer Drehachse 11 dargestellt. Von der Wäschetrommel 3 ist hier besonders deutlich der geschnittene Trommelmantel 12 zu erkennen, an dessen Innenfläche sich jeweils ein Ring 13 mit innen frei beweglich angeordneten Kugel 14 anschmiegt. Der Ring 13 ist mit der Wäschetrommel 3 auf beliebige Weise fest verbunden. Die Kugeln 14 sind nur um soviel kleiner im Durchmesser, dass sie gerade noch zusammen mit einer dünnöligen Flüssigkeit (z. B. Silikonöl) in die lichte Weite der Rollbahn-Kammer im Ring 13 passen und sich dennoch frei entlang der Rollbahn bewegen können. Während eines unwuchtigen Schleuderprozesses werden sie sich – anders als hier in Ruhe dargestellt – innerhalb des Ringes 13 so verteilen, dass ihre Massen den innerhalb der Wäschetrommel 3 unwuchtig verteilten Wäschemassen gegenüber liegen. Dabei kann es sein, dass im Betrieb durchaus nicht alle im Ring 13 vorhandenen Kugeln 14 gemeinsam einen entsprechenden Ringsektor einnehmen.
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Der Ring 13 in 2 enthält beispielsweise zwanzig Stahlkugeln 14 mit 45 mm Durchmesser und jeweils rund 375 g Masse; die Gesamtmasse der Kugeln 14 beträgt also 7,5 kg. Sie verteilen sich in Ruhe über ein Winkelsegment von 120°. Dabei erreichen die am weitesten oben liegenden Kugeln 14 ein Niveau NO mit einem Abstand zum Niveau NU der unteren Kugeln von ca. 275 mm. Der gemeinsame Schwerpunkt S2 der Gesamtmasse der Kugeln 14 liegt mit dem Niveau NS2 ca. 360 mm unterhalb der Drehachse 11 der Wäschetrommel 3.
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Im Ring 13 der 3 sind in einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung nur die Hälfte, nämlich zehn, Kugeln 15 desselben Durchmessers wie in 2 gelagert. Folglich nehmen die Kugeln 15 nur ein Ringsegment von 55° ein. So misst der Abstand der Niveaulinien NO und NU nur noch rd. 100 mm. Das Material ist in diesem Falle Anspruch 2 folgend Wolframcarbid und hat eine Dichte von 15,63 g/cm3. Damit beträgt die Masse einer Kugel 15 bereits rund 745 g, alle zehn Kugeln zusammen also 7,45 kg, sogar noch etwas weniger als alle Kugeln 14 in 2. Dennoch wandert der gemeinsame Schwerpunkt S3 mit rund 425 mm um 65 mm (Abstand NS2 zu NS3) weiter nach außen (von der Drehachse 11 der Wäschetrommel 3 entfernt) als bei dem Beispiel mit Stahlkugeln 14 in 2. Obwohl also keine maßlichen Veränderungen an der Trommelkonstruktion vorgenommen worden sind, die Wäschetrommel 3 also in dieselben Abmessungen der Waschmaschine hinein passt, hat die mit der Wäschetrommel 3 in 3 verbundene Ausgleichsvorrichtung eine deutlich bessere Wirkung als die der 2.
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Beim Vergleich der Ausführungsvarianten zwischen 4 und 5 kommt es auf eine noch andere Änderung an. Die Variante gemäß 4 folgt wieder den Stand der Technik mit Stahlkugeln 14 wie in 2; sie ist nur für den direkten optischen Vergleich mit einer Ausführungsform der Erfindung gemäß 5 wiederholt.
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Die Ausführungsform gemäß 5 enthält bei sonst identischen Abmessungen der Wäschetrommel 3 wie in den anderen Beispielen einen Ring 16 mit einer geringeren lichten Weite als bei 4. Er ist entsprechend der in Absatz [0019] ausgeführten maßlichen Bedingungen mit zwanzig Kugeln 17 gefüllt, die einen Durchmesser von 35 mm haben. Sie bestehen aus einer Legierung aus Wolframcarbid und einem hartelastischen Kunststoff. Beim Abrollen auf der Kugelrollbahn im Ring 16 und beim Gegeneinanderschlagen machen diese Kugeln 17 daher weniger Geräusche als die Kugeln 15 in 3. Natürlich vermindert sich die Dichte durch diese Legierung, z. B., auf 11 g/cm3. Die einzelne Kugel 17 hat daher nur noch eine Masse von rund 247 g. Alle zwanzig Kugel 17 haben daher zusammen eine Masse von 4,94 kg gegenüber 7,5 kg der zwanzig Stahlkugeln 14 in 2 und 4. Sie schließen aber nur noch einen Winkel von 97° zwischen sich ein, und der Abstand vom oberen Niveau NO zum unteren Niveau NU verringert sich auf 193 mm gegenüber 275 mm beim Stand der Technik (2 und 4). Dadurch entfernt sich der gemeinsame Schwerpunkt S5 von der Drehachse 11 der Wäschetrommel 3 bei der Variante der Erfindung nach 5 gegenüber dem Stand der Technik um 22 mm, nämlich von 360 mm auf 382 mm. Selbst bei geringeren Abmessungen des Rings 16 gemäß 5 gegenüber dem der 2 kann also noch die Wirkung des Massenausgleichs verbessert werden, wenn das Material der Kugeln 15 bzw. 17 eine gegenüber dem Stand der Technik höhere Dichte erhält.
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Die Vorteile der Erfindung sind daher:
- 1. Die Wirksamkeit einer Ausgleichsvorrichtung wird erhöht je weiter der Kugelschwerpunkt S am Umfang des Trommeldurchmessers liegt. Da Wolframcarbid eine höhere Dichte (15,63 g/cm3) als Stahl (7,85 g/cm3) besitzt, kann die Kugelanzahl verringert werden, ohne einen gravierenden Gesamtmasseverlust der Ausgleichsvorrichtung hinnehmen zu müssen. Durch die Reduktion der Kugelanzahl wandert der Schwerpunkt S näher an den Trommelumfang.
- 2. Die Verwendung des Werkstoffes Wolframcarbid als Legierungsbestandteil in Kunststoffkugeln hat einen akustischen Vorteil im Bereich der Ausgleichsvorrichtung. Beim Zusammentreffen von Metallkugeln in einer Ausgleichsvorrichtung entsteht ein Kollisionsgeräusch. Bei der Verwendung von Kunststoffkugeln mit Wolframcarbid als Legierungsbestandteil kann das Geräusch ohne Dichteverluste gegenüber herkömmlichen Stahlkugeln gedämpft werden. Anstelle der Anwendung einer Legierung aus Wolframcarbid und Kunststoff kann auch eine Kunststoffummantelung der Wolframcarbidkugeln in Erwägung gezogen werden.
- 3. Durch die Verwendung von Wolframcarbid als Werkstoff oder Legierungsbestandteil können Kugeldurchmesser reduziert werden, ohne einen bedeutenden Gesamtmasseverlust der Kugeln 17 hinnehmen zu müssen. Der Volumenverlust in der Wäschetrommel, der bei Anwendung einer Ausgleichsvorrichtung immer entsteht, kann dadurch reduziert werden. Der Volumenverlust kann durchaus auf die Hälfte des herkömmlichen Volumenverlusts reduziert werden. Realistische Abmessungen bei Haushaltwaschmaschinen sind entgegen der vorstehend beschriebenen Beispiele, wenn der Durchmesser der Wäschetrommel 3 beispielsweise 480 mm betragen würde. Dann wären die Kugeln 14 der 2, 3 und 4 ca. 19 mm im Durchmesser und die der 5 ca. 15,3 mm. Die Gesamtmasse aller Kugeln 14 wäre im Stand der Technik etwa 569 g, im Beispiel der 3 etwa 593 g für die Kugeln 15 und für die Kugeln 17 im Beispiel der 5 etwas mehr als 560 g.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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