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Die Erfindung betrifft einen Schwingungstilger
für eine
Waschmaschine mit einem Gehäuse,
einem über
mindestens eine Aufhängeinrichtung
an dem Gehäuse
angeordneten Laugenbehälter,
einer in dem Laugenbehälter über einen
Motor drehbaren Waschtrommel und zumindest einer Ausgleichsmasse
in Wirkverbindung mit dem Laugenbehälter zur Erhöhung der
Laufruhe.
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In vielen haushaltstechnischen Bereichen tritt
bei vibrations- bzw. schwingungserzeugenden Vorrichhngen, wie z.B.
Waschmaschinen, das Problem einer ungewollten Schwingungs- bzw. Vibrationsübertragung
auf. Man ist daher bestrebt, diese Vorrichtungen zu isolieren, so
daß man
eine Entkopplung jeder Vibrations- oder Schwingungsquelle von dem
sie umgebenden Gehäuse
erzielt. Herkömmlicherweise
versucht man dabei, die Schwingungen durch das Anbringen von zusätzlichen
Gewichten, im Folgenden als Ausgleichsmassen bezeichnet, zu minimieren.
In der Praxis zeigt sich aber, daß dieses Verfahren nicht zufriedenstellend
ist, da die hierdurch erzielte Laufruhe im Verhältnis zur Beladung mit Ausgleichsmassen
ungenügend
ist.
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In der
DE 198 22 465 A1 wird eine
kasten- oder rohrförmige
Manschette für
eine Waschmaschine offenbart, die ein Stützteil in Form einer Gitterstruktur
sowie ein von diesem Stützteil
getragenes, feuchtigkeitsundurchlässiges, biegeschlaffes Schlauchteil
aufweist, das als dünnwandiger
Elastomerschlauch ausgebildet sein kann. Die nach allen Richtungen
hinreichend elastische Manschette soll richtungsunabhängig eine
Schwingungsübertragung eines
in einem Waschmaschinengehäuse
befindlichen Laugenbehälters
auf eben jenes Waschmaschinengehäuse
unterbinden. Neben einem für
Elastomere typischen Aushärten,
d.h. einer Alterungsunbeständigkeit
und einen damit verbundenen Verlust an Elastizität, können sich Elastomere als alleinige Schwingungsdämpfer bei
Waschmaschinen aufgrund ihrer geringen Dämpfungswirkung nicht durchsetzen.
Bei den auftretenden großen
Amplituden ist man auf den Einsatz von Ausgleichsmassen angewiesen,
um eine effiziente Schwingungstilgung zu erzielen.
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Die
DE 199 61 463 A1 offenbart ein als Toplader-Waschmaschine
bzw. -Waschtrockner ausführbares
Haushaltsgerät
mit einer kombinierten Befestigungs- sowie Dichtungseinrichtung,
z.B. in Form einer Dichtmanschette, die bevorzugt als elastischer Faltenbalg
ausgebildet sein kann. Optional ist eine Fertigung der Dichtmanschette
aus elastischem Kunststoff oder Gummi vorgesehen, und die Befestigungseinrichtung
kann Stahlfederelemente mit unterschiedlicher Federhärte aufweisen,
die bevorzugt an der Außenseite
des Faltenbalges der Dichtmanschette angeordnet sein können. Nachteilig
ist bei diesem Stand der Technik, daß das Haus haltsgerät aufgrund
seiner konstruktionellen Ausgestaltung im wesentlichen nur für Topladerwaschmaschinen
geeignet ist.
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Der
DE 28 15 596 A1 ist eine Aufhängung zur
elastischen Aufnahme und Dämpfung
der Schwingungen von Waschmaschinenbehältern zu entnehmen, die aus
einer gelenkigen oder teleskopischen Anordnung und einer spiralförmigen Kompressionsfeder
mit Dämpfungseinrichtungen
besteht. Bei der Dämpfungseinrichtung
erfolgt im wesentlichen ein senkrechter Kraftabtrag zur Schwingungsdämpfung auf
ein oder mehrere Reibungselemente, wodurch eine variable Längsdämpfung bereitgestellt wird,
die proportional zu den auszugleichenden Lasten ist. Die Reibungsdämpfung kann
z.B. durch unterschiedliche Materialwahl der Reibungselemente oder
trockene Schmiermittel entsprechend eingestellt werden. Für eine elastische
Befestigung der Aufhängungs-
und Dämpfungselemente
kann eine vorgespannte spiralförmige
Zugfeder in einer elastomeren Umhüllung vorgesehen sein. Die
Vorrichtung soll eine wesentliche Verringerung bzw. sogar gesamte
Unterdrückung
von übliche
n Ausgleichsmassen ermöglichen.
Die konstruktionell sehr aufwendige Aufhängung läßt jedoch dieses Dämpfungssystem
unter einem eher negativen Aspekt hinsichtlich der kommerziellen
Verwertbarkeit erscheinen. So ist eine aufwendige Konstruktion doch
immer mit erhöhten
Kosten verbunden und somit ebenfalls unattraktiv für Nachrüstungen.
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Aus der
US 5,564,537 ist ein passives, adaptives
Schwingungskontrollsystem bekannt, bei dem ein kombiniertes Feder-
und Massenschwingungsabsorptionssystem unter Verwendung eines Schwingungssensors,
einer elektrischen Steuereinheit sowie eines Aktuators online nachjustiert
werden kann. Gemäß einer
Ausführungsform
kann die Steifigkeit der Feder derart eingestellt werden, daß eine Schwingungsdämpfung vorwiegend über diese
Federkonstante erfolgt. Zudem kann unter Berücksichtigung mehrerer vorhandener
Anregungsfrequenzen eine Vielzahl von adaptiven und/oder rein passiven Schwingungsabsorptionssystemen
hintereinander geschaltet werden, um die vorhandenen Schwingungsfrequenzen
zu minimieren. Eine Variation der Masse des Schwingungsabsorptionssystems
kann hierbei über
eine flüssigkeits-
oder sandbefüllbare Kammer
bereitgestellt werden. Nachteilig ist bei diesem Schwin gungskontrollsystem,
daß es
durch die Bauweise unter Verwendung eines Sensors und einer elektrischen
Steuereinheit störanfälliger und
kostenaufwendiger wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es daher, den gattungsgemäßen Schwingungstilger
für Waschmaschinen
derart weiterzuentwickeln, daß die Nachteile
des Standes der Technik überwunden
werden. Insbesondere soll ein Schwingungstilger geliefert werden,
der eine effiziente Schwingungsdämpfung
durch einen konstruktionell einfachen und robusten Aufbau erzielt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß zumindest
eine Dämpfermasse und
zumindest eine Tilgermasse anstelle zumindest einer Ausgleichsmasse
angeordnet sind, die Dämpfermasse
eine Aussparung aufweist, im Bereich der Aussparung zumindest ein
Federelement und die Tilgermasse angeordnet sind, und die Tilgermasse über das
Federelement mit der Dämpfermasse
verbunden ist.
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Dabei wird vorgeschlagen, daß die Dämpfermasse
das Federelement und die Tilgermasse zumindest bereichsweise umschließt.
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Bevorzugt ist vorgesehen, daß das Federelement
zumindest einen Elastomerkörper
umfaßt.
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Nach der Erfindung kann dabei vorgesehen sein,
daß der
Elastomerkörper
die Tilgermasse zumindest bereichsweise umschließt.
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Ferner wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
daß der
Elastomerkörper
an die Dämpfermasse und/oder
die Tilgermasse, zumindest bereichsweise, anvulkanisiert und/oder
durch Adhäsion,
Verschraubung oder Klemmung befestigt ist.
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Bevorzugte erfindungsgsemäße Ausführungsformen
sind dadurch gekennzeichnet, daß der Elastomerkörper eine
Profilierung aufweist, wobei die Profilierung vorzugsweise der Dämpfermasse
zugewandt ist.
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Dabei kann vorgesehen sein, daß die Profilierung
zumindest einen Steg zur Verbindung des Elastomerkörpers mit
der Dämpfermasse
und/oder zumindest einen Anschlag, vorzugsweise zwei Anschläge symmetrisch
zu dem Steg, für
die Dämpfermasse
aufweist.
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Ferner wird vorgeschlagen, daß der Elastomerkörper Aussparungen
zur Einstellung der Federkonstante aufweist.
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Des weiteren kann nach der Erfindung
vorgesehen sein, daß die
Tilgermasse und das Federelement ein Schwingungssystem mit einer
Eigenfrequenz bilden, die im Bereich der Resonanzdrehzahl des Laugenbehälters liegt,
wobei vorzugsweise die Eigenfrequenz über die Federkonstante einstellbar ist.
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Schließlich wird erfindungsgemäß auch vorgeschlagen,
daß eine
Vielzahl von Schwingungssystemen, jeweils umfassend eine Tilgermasse
und ein Federelement und mit einer Eigenfrequenz, wobei vorzugsweise
die Eigenfrequenzen aufeinander abgestimmt sind, insbesondere zur
Tilgung breitbandiger Resonanzen.
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Der Erfindung liegt somit die Erkenntnis
zugrunde, daß durch
den Austausch mindestens einer der am Laugenbehälter angeordneten Ausgleichsmassen,
die als Unwuchtmasse bzw. Dämpfermasse fungiert,
durch eine Kombination aus einer Dämpfermasse, mit einem Feder-Masse-System die
Schwingungsübertragung
der Trommel auf das Gehäuse wesentlich
reduziert werden kann, wobei vorzugsweise gleichzeitig eine Verstimmung
des schwingenden System in der Art erfolgt, daß die Waschmaschine bei keiner
der herkömmlich
verwendeten Betriebsfrequenzen eines Schleudervorganges in die Resonanz
gefahren werden kann.
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Vorteilhafterweise können hierzu
die üblicherweise
an einem Laugenbehälter
einer Waschmaschine angebrachten Ausgleichsmassen "umgerüstet" werden, indem diese
Ausgleichsmassen durch Umstrukturierung in erfindungsgemäße Dämpfer und
Schwingungstilger umgewandelt werden, nämlich jeweils durch Bereitstellen
einer Aussparung, in die ein Elastomerkörper und eine mit diesem verbundene
Tilgermasse eingebaut werden. Das System aus Waschmaschine und Schwingungstilger ermöglicht somit
bei geeigneter Abstimmung eine Reduzierung der zur Dämpfung notwendigen
Ausgleichsmasse, wodurch das Gewicht der Waschmaschine verringert
werden kann.
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Ebenso vorteilhaft zeichnet sich
bei einer Schwingungsreduzierung des Laugenbehälters die Möglichkeit aus, diesen größer dimensionieren
zu können,
da der zuvor im Stand der Technik benötigte Schwingraum entfällt, bei
ansonsten gleichbleibender Dimensionierung des Waschmschinengehäuses, wodurch
einerseits mehr Wäsche
pro Waschgang verwendet werden kann, oder aber andererseits eine größere Fallhöhe für eine effektivere
Waschwirkung genutzt werden kann.
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Ferner können bei der vorteilhaft erwirkten höheren Laufruhe
einzelne Komponenten, wie Einfüll-
und Entlüftungsschläuche, Ablaufbälge und Manschetten
konstruktiv einfacher und somit kostengünstiger ausgeführt werden,
da eine aufwendigere vibrationstaugliche Konstruktion entfällt.
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Weitere Merkmale und Vorteile der
Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, in der
eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform
anhand von schematischen Zeichnungen im Einzelnen erläutert ist.
Dabei zeigt:
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1 eine
Querschnittsansicht einer Waschmaschine mit einem erfindungsgemäßen Schwingungstilger;
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2 eine
vergrößerte Detailquerschnittsansicht
des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers aus 1; und
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3 eine
schematische Darstellung des Schwingungsverhaltens einer herkömmlichen Waschmaschine
mit und ohne erfindungsgemäßem Schwingungstilger.
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Wie aus 1 zu ersehen ist, weist eine Waschmaschine 1 mit
einem erfindungsgemäßen Schwingungstilger 2 einen
in einem auf Aufstellfüßen 3 gelagerten
Gehäuse 4 befindlichen
Laugenbehälter 5 mit
einer Trommel (nicht dargestellt) auf. Ein Zugang zur Trommel wird über eine Öffnung 6 mit
einem Bullauge (nicht dargestellt) bereitgestellt, wobei das Bullauge über eine
Bullaugendichtung 7 mit dem Laugenbehälter 5 verbunden ist.
Der Laugenbehälter 5 ist
an der oberen Wandung 8 des Gehäuses 4 über eine
Halterung in Form einer Tragfeder 9 aufgehängt. Der
Antrieb der Trommel erfolgt über
einen im Bereich der Unterseite 10 des Laugenbehälters 5 angeordneten
Motor 11. Zur Reduzierung einer Schwingungsübertragung
von der Trommel über
den Laugenbehälter 5 auf
das Gehäuse 4 während des
Betriebes der Trommel durch den Motor 11, zum Beispiel
bei einem Schleudervorgang, sind zum einen ein separater Dämpfer 12,
der gleichzeitig als Unterstützung
des Laugenbehälters 5 dient,
in Kombination mit dem erfindungsgemäßen Schwingungstilger 2 an
der Unterseite 10 des Laugenbehälters 5 und einer
Ausgleichsmasse 13 an der Oberseite 14 des Laugenbehälters 5 angeordnet.
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In 2 ist
eine vergrößerte Detailansicht des
erfindungsgemäßen Schwingungstilgers 2 gezeigt,
der anstelle einer Ausgleichsmasse 13 eine im wesentlichen
U-förmig
ausgebildete Unwucht- oder Dämpfermasse 16 mit
einer rechteckförmigen
Aussparung 17, einen Elastomerkörper 18 und eine weitere
Masse in Form einer Tilgermasse 19 aufweist. Die Tilgermasse 19 ist
von der Aussparung 17 gänzlich
aufgenommen, so daß die
Tilgermasse 19 bündig
mit der Dämpfermasse 16 abschließt. Zudem
ist die Tilgermasse 19 über
den Elastomerkörper 18 mit der
Dämpfermasse 16 verbunden,
wobei der Elastomerkörper 18 bevorzugt
an den Massen, der Dämpfermasse 16 und
der Tilgermasse 19, anvulkanisiert ist, aber auch durch
jede herkömmliche
Befestigungsmethode, wie z.B. Adhäsionsmittel, Klemmen, Schrauben
oder dergleichen an der Tilgermasse 19 und/oder der Dämpfermasse 16 befestigt
sein kann. Die Verbindung zwischen der Tilgermasse 19 und
der Dämpfermasse 16 wird über einen
im Elastomerkörper 18 ausgebildeten
Steg 20 bereitgestellt. Des weiteren weist der Elastomerkörper 18 eine
Profilierung an seiner der Dämpfermasse 16 zugewandten
Seite in Form zweier Anschläge 21 auf,
die bei einer größeren Vibrationsbewegung
des Laugenbehälters 5 als verstärkte Prallanschläge bei einer
hohen elastischen Verformung des Steges 20 dienen.
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Die Anschläge 21 sind hier symmetrisch
zu den Flanken des Steges 20 ausgebildet, können aber auch
unterschiedliche Höhen
oder allgemein unterschiedliche Bemaßungen aufweisen.
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Herkömmlich läuft eine Fliehkraft im Takt
der Umdrehungen der Trommel unter ständiger Änderung der Richtung um. Dieser
Fliehkraft wird durch den erfindungsgemäßen Schwingungstilger 2 eine Tilger-Kraft
entgegengesetzt, deren Wirkung über den
gesamten Drehzahlbereich der Trommel von dem Abstimmungsverhältnis der
Erregermasse und der Tilgermasse, der Steifigkeit und der Dämpfung abhängt. Die
Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers 2 auf
das Schwingungsverhalten des Laugenbehälters 5 äußert sich
dahingehend, daß die
bei einer bestimmten Betriebsfrequenz im hohen Frequenzbereich auftretende
Resonanz in der Schwingungsamplitude, dargestellt durch Kurve 1 in 3, durch den Einbau des
Schwingungstilgers 2 eine drastische Reduktion und eine
Verschiebung zu niedrigeren Betriebsfrequenzen erfährt, ähnlich der
in 3 gezeigten Kurve 2.
Der Wiederanstieg der Resonanzkurve bei höheren Frequenzen führt auf
ein zweites Maximum, das aber hier ohne Bedeutung ist, da es außerhalb
des Frequenzbereiches liegt, in dem Waschmaschinen herkömmlicherweise betrieben
werden. Demnach werden im gesamten Frequenzbereich die in der Waschmaschine 1 auftretenden
Vibrationen durch den erfindungsgemäßen Schwingungstilger 2 stark
gedämpft,
ohne daß ein komplizierter
Aufbau vonnöten
ist.
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Die in der voranstehenden Beschreibung, den
Zeichnungen sowie den Ansprüchen
offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch
in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung
in ihren verschiedenen Ausführungsformen
wesentlich sein.
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- 1
- Waschmaschine
- 2
- Schwingungstilger
- 3
- Aufstellfuß
- 4
- Gehäuse
- 5
- Laugenbehälter
- 6
- Öffnung
- 7
- Bullaugendichtung
- 8
- obere
Wandung
- 9
- Tragfeder
- 10
- Unterseite
- 11
- Motor
- 12
- Dämpfer
- 13
- Ausgleichsmasse
- 14
- Oberseite
- 16
- Dämpfermasse
- 17
- Aussparung
- 18
- Elastomerkörper
- 19
- Tilgermasse
- 20
- Steg
- 21
- Anschlag