Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, im Betriebszustand
einer Waschmaschine eine für
den Benutzer sichtbare Verformung der Faltenbalgmanschette und die
dabei entstehenden Geräusche
zu reduzieren.
Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe dadurch gelöst,
dass bei einer Waschmaschine der eingangs genannten Art dem sichtbaren
inneren Manschettenkranz ein ringförmiges Versteifungselement zugeordnet
ist, das eine Ausbreitung von Verformungskräften vom mittleren und äußeren Manschettenkranz
her auf den inneren Manschettenkranz vermindert.
Die
Erfindung gibt also die Vorstellung auf, dass beim Betrieb der Waschmaschine
die Faltenbalgmanschette zur Erfüllung
ihrer Funktion immer als Ganzes einer Verformung unterliegen muss. Denn
bei einer durchschnittlichen Taumelbewegung, bei der ein Trommelhals
der Wäschetrommel
an der Faltenbalgmanschette gerade noch nicht anläuft, kann
die dabei auftretende Relativverschiebung zwischen dem Rand der
Beschickungsöffnung
des Laugenbehälters
und dem des Maschinengehäuses
im allgemeinen von der Außenfalte
der Manschette, also dem mittleren und äußeren Manschettenkranz aufgenommen
werden. Daher ist der sichtbare innere Manschettenkranz der Faltenbalgmanschette
so weit versteift, dass er zumindest bei einer durchschnittlichen
Taumelbewegung der Wäschetrommel
keinen Faltenwurf zeigt. Vielmehr erfolgt eine Faltung in den Bereich
der nicht sichtbaren Außenfalte
der Manschette hinein.
Gleichwohl
geht die Erfindung nicht so weit, den inneren Manschettenkranz vollständig zu
versteifen. Sie schließt
die Möglichkeit
einer Verformung des inneren Manschettenkranzes für den Fall
von Belastungsspitzen nicht aus. Dieser tritt jedenfalls dann auf,
wenn die Taumelbewegung der Wäschetrommel so
stark ist, dass der Trommelhals an der Faltenbalgmanschette anläuft oder
das gesamte schwingende System, beispielsweise während des Schleuderns, außergewöhnlich große Relativbewegungen
vollführt.
Dieser Belastung muss die Manschette natürlich in ihrer Gesamtheit nachgeben.
Daher kann der innere Manschettenkranz nicht steif ausgebildet sein. Unter
diesen Bedingungen ist daher ein Faltenwurf in seinem Bereich nicht
gänzlich
zu verhindern.
Um
diesen Anforderungen gerecht zu werden, also einerseits bei einer
durchschnittlichen Beanspruchung der Manschette einer Faltenbildung entgegenzuwirken,
und andererseits bei Belastungsspitzen eine Verformung der Manschette
zu ermöglichen,
ist das Versteifungselement parallel zur Umfangslinie der Beschickungsöffnung ringförmig angeordnet.
Es stellt damit eine versteifende Wirkung auf die Faltenbalgmanschette
rings um die Beschickungsöffnung
sicher Diesen Anforderungen genügen
Versteifungselemente, die die Ringform des inneren Manschettenkranzes
einerseits bis zu einer bestimmten Kraft stützend aufrechterhalten, aber
andererseits bei Überschreiten
dieser Kraft elastisch nachgeben. Zu diesem Zweck kann das Versteifungselement
nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung aus einem verdickt
ausgebildeten Bereich der Faltenbalgmanschette bestehen. Diese ringförmige Verdickung
lässt sich
ohne großen
Mehraufwand bei der Herstellung der Faltenbalgmanschette verwirklichen.
Sie stellt kein Zusatzteil dar, das in die Manschette integriert
werden müsste,
und bietet daher keine Schwierigkeiten hinsichtlich ungewollter
Interaktionen zwischen der Manschette und einem separaten Versteifungselement.
Zudem kann sie in ihren Abmessungen sehr variabel und durch eine
Variation ihrer Dimensionen dem Bedarf entsprechend einfach angepasst
werden.
Nach
einer dazu alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann als Versteifungselement
ein flexibler Metallring verwendet werden, der an oder in den Gummi
der Faltenbalgmanschette vulkanisiert ist. Diese Variante ist zu
bevorzugen, wenn das Versteifungselement aus Platzgründen nur
einen geringen Querschnitt aufweisen kann.
Schließlich kann
der flexible Metallring auch zusätzlich
an oder in der ringförmigen
Verdickung angeordnet sein und so die Vorteile beider Varianten
eines Versteifungselements in einer dritten miteinander vereinigen.
Die
beste Wirkung des Versteifungselements ist zu erwarten, wenn es
möglichst
auf den gesamten sichtbaren Bereich der Faltenbalgmanschette, also auf
den gesamten inneren Manschettenkranz einwirkt. Da die Faltenbalgmanschette
und mithin der innere Manschettenkranz gehäuseseitig an dem Rand der Beschickungsöffnung des
Maschinengehäuses festgelegt
ist, stellt es eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung dar,
wenn das Versteifungselement in einem Bereich des inneren Manschettenkranzes
angeordnet ist, der einem Trommelhals der Trommel am nächsten liegt.
Der innere Manschettenkranz erstreckt sich somit zwischen der Befestigung
der Faltenbalgmanschette am Maschinengehäuse einerseits und dem Versteifungselement
nahe dem Trommelhals andererseits. Er spannt sich folglich zwischen
zwei Widerlagern auf und deckt den sichtbaren Bereich der Manschette
im wesentlichen ab. Vorteilhafterweise ist das Versteifungselement
auf der nicht sichtbaren Seite des inneren Manschettenkranzes angeordnet,
um die Ansichtsfläche
des inneren Manschettenkranzes nicht zu beeinträchtigen.
Die
Anordnung des Versteifungselements nahe dem Trommelhals bietet einen
weiteren Vorteil: Da das Versteifungselement als Verdickung, also
als Materialkonzentration, in der Faltenbalgmanschette ausgebildet
ist und an der Stelle der Manschette angeordnet ist, die im Betrieb
bei anlaufendem rotierendem Trommelhals großer Belastung ausgesetzt sein kann,
schützt
das Versteifungselement an dieser Stelle die Manschette zugleich
gegen Durchreiben und verhindert eine verschleißbedingte Undichtigkeit.
Mit
der Versteifung des inneren Manschettenkranzes verlagert sich die
Faltenbildung wunschgemäß in die
Außenfalte
der Faltenbalgmanschette. Dieser Effekt lässt sich noch dadurch unterstützen, dass
der Faltenbildung in diesem Bereich Vorschub geleistet wird. Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist daher in dem
verdeckten Abschnitt der Faltenbalgmanschette ein Gelenkabschnitt
angeordnet, der eine Verformung der Faltenbalgmanschette in diesem
Bereich begünstigt.
So wird die Wirkung des Versteifungselements verstärkt und
sichergestellt, dass der sichtbare Bereich bei durchschnittlichen
Belastungen zuverlässig
von Faltenbildung verschont bleibt.
Ein
Abschnitt der Faltenbalgmanschette wirkt als Gelenk, sobald er früher als
seine Umgebung eine Verformung ermöglicht. Vorliegend lässt er sich
am einfachsten durch eine besondere Formgebung in der Außenfalte
ausbilden. Erfindungsgemäß wird dies
dadurch erzielt, dass der Gelenkabschnitt von einem materialdünneren Bereich
zwischen zwei materialdickeren, vorzugsweise verdickten Bereichen
der Faltenbalgmanschette gebildet ist. Bei dieser Ausbildung des
Gelenkabschnitts ist die Dimensionierung und Herstellung besonders
einfach. Der Gelenkabschnitt lässt
sich problemlos in die Faltenbalgmanschette integrieren und kann
herstellungsseitig an nahezu jeder beliebigen Stelle der Außenfalte
angeordnet werden.
Seiner
Funktion entsprechend definiert der Gelenkabschnitt diejenige Länge der
Faltenbalgmanschette zwischen dem Rand des Laugenbehälters und
dem des Maschinengehäuses,
der für
eine Verformung durch Faltung zur Verfügung steht. Um eine ungleichmäßige Belastungsverteilung
und eine dadurch bedingte unnötige
Materialbeanspruchung weitgehend zu vermeiden, ist der unter einer
Durchschnittsbelastung verformbare Bereich der Manschette möglichst
lang auszubilden. Daher stellt es eine vorteilhafte Weiterbildung
der Erfindung dar, wenn sich der Gelenkabschnitt in dem verdeckten Abschnitt
der Faltenbalgmanschette unmittelbar an das Versteifungselement
anschließt.
Damit ist die größtmögliche Länge der
Manschette, nämlich
die gesamte Länge
der Außenfalte
für eine
Verformung unter einer durchschnittlichen Belastung zur Verfügung gestellt.
Daher muss keine gegenüber
herkömmlichen
Faltenbalgmanschetten abweichende Dimensionierung vorgenommen werden,
so dass sich Material- und Herstellungsaufwand nicht nennenswert
von bekannten Manschetten unterscheiden.
Das
Prinzip der Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es
zeigen
1 und 1a einen
schematischen Schnitt durch eine Waschmaschine nach dem Stand der
Technik und
2 eine
Schnittansicht durch einen Abschnitt einer Waschmaschine mit einer
Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Faltenbalgmanschette.
Nach 1 umfasst
eine Waschmaschine üblicherweise
ein Maschinengehäuse 1,
in dem ein Laugenbehälter 2 angeordnet
ist, der eine liegende Wasch- und Schleudertrommel 3 beinhaltet.
Der Laugenbehälter 2 ist über einen
Pumpensumpf mit einer Ablaufpumpe 4 verbunden, die bei
Bedarf eine Waschflotte aus dem Laugenbehälter 2 abpumpt. Der
Laugenbehälter 2 und
die Trommel 3 sind an einer Stirnseite der Trommel 3 in
einem Lager 5 mit Bezug zueinander gelagert. Während der
Laugenbehälter 2 dort
nicht drehend gehaltert ist, ist die Trommel 3 um eine
mindestens annähernd
horizontal verlaufende Drehachse D drehbar und fliegend gelagert. Das
Lager 5 wiederum ist in einer senkrecht zur Drehachse D
aufgespannten vertikalen Ebene durch nicht dargestellte, radial
gespannte Zugfedern im Maschinengehäuse 1 gehalten.
An
der dem Lager 5 der Trommel 3 gegenüberliegenden
Frontseite weist die Waschmaschine eine Beschickungsöffnung 6 auf,
die das Maschinengehäuse 1,
den Laugenbehälter 2 und
die Trommel 3 durchsetzt und ein Beladen der Waschmaschine
ermöglicht.
Die Beschickungsöffnung 6 ist
durch ein türartig
einseitig angeschlagenes und schwenkbares Bullauge verschlossen,
das ein Fenster 7 aus Glas oder Kunststoff enthält und daher
auch während
des Betriebs der Waschmaschine einen Einblick in die Trommel 3 zulässt.
Der
Abdichtung der Waschmaschine im Bereich der Beschickungsöffnung 6 dient
eine Faltenbalgmanschette 8, die am jeweiligen Rand zur
Beschickungsöffnung 6 sowohl
des Maschinengehäuses 1 als
auch des Laugenbehälters 2 einen
Abstand A zwischen Maschinengehäuse 1 und
Laugenbehälter 2 dichtend überbrückt und
um den Umfang der Beschickungsöffnung 6 herum
verläuft.
Während des
Betriebs der Waschmaschine, insbesondere beim Schleudern, erfährt die
Trommel 3 zusammen mit dem Laugenbehälter 2 erhebliche Schwingungen,
wohingegen das Maschinengehäuse 1 fest
steht. Die Schwingungen betreffen den Laugenbehälter 2, weil er und
die Trommel 3 in dem Lager 5 gemeinsamen gelagert
sind. Die Manschette 8 muss diese Relativbewegung zwischen
Maschinengehäuse 1 und
Laugenbehälter 2 ausgleichen.
Diesem Zweck ist die Faltenbalgmanschette 8 einerseits hinsichtlich
ihres Materials und andererseits hinsichtlich ihrer Form angepasst.
Sie besteht zum einen aus elastischem Material, vorzugsweise aus
Gummi, und weist zum anderen einen in einem drehachsenparallelen
Querschnitt betrachtet Z-förmigen
Querschnitt mit einem Faltenbalg 9 auf. Der Faltenbalg 9 ermöglicht auch
dauerhaft große
Relativbewegungen zwischen Maschinengehäuse 1 und Laugenbehälter 2, ohne
eine schädigende
Dehnung der Manschette 8 zu bewirken. Er umfasst einen
durch das gläserne Fenster 7 hindurch
sichtbaren inneren Manschettenkranz 10 und eine verdeckt
angeordnete Außenfalte. Die
Außenfalte
setzt sich aus einem mittleren Manschettenkranz 11 und
einem äußeren Manschettenkranz 12 zusammen.
Der äußere Manschettenkranz 12 verläuft im wesentlichen
parallel zum inneren Manschettenkranz 10, wohingegen der
mittlere Manschettenkranz 11, der den äußeren 12 mit dem inneren
Manschettenkranz 10 verbindet, in dem Z-förmigen Faltenbalg 9 ihnen
gegenüber
in einem Winkel geneigt ist.
Ist
die Trommel 3 ungleichmäßig beladen,
so dass die Wäschefracht
in der Trommel 3 eine Unwucht bildet, so wird die Trommel 3 im
Betrieb dadurch in Schwingungen versetzt. Die Schwingungen übertragen
sich über
die gemeinsame Lagerung 5 der Trommel 3 und des
Laugenbehälters 2 auch
auf diesen. Gegenüber
dem Maschinengehäuse 1 führt der
Laugenbehälter 2 Relativbewegungen
durch, wodurch der Abstand A in zum Teil schneller Folge mal größer und
mal kleiner wird.
Diese
Bewegungen muss die Faltenbalgmanschette 8 aufnehmen. Sie
führen
zu einer Verschiebung der beiden Maschettenkränze 10, 12 gegeneinander,
und zwar nicht nur in horizontaler, sondern auch in vertikaler Richtung.
Da sie jeweils an ihren einander abgewandten Rändern am Maschinengehäuse 1 bzw.
am Laugenbehälter 2 befestigt
sind, wird eine Längenänderung
des Abstands A durch eine Verdrehung des mittleren Manschettenkranzes 11 ausgeglichen.
Mit der Verdrehung verformen sich folglich auch die jeweils freien
Ränder
der Manschettenkränze 10, 12.
Diese
Verformung der Faltenbalgmanschette 9 verläuft, entlang
der ringförmigen
Beschickungsöffnung 6 betrachtet,
nicht zwingend einheitlich. Denn der Laugenbehälter 2 und die Trommel 3 schwingen aufgrund
der gefederten Aufhängung
des Lagers 5 zum einen gemeinsam in Richtung der Drehachse
D, womit sich der Abstand A allseitig um die Beschickungsöffnung 6 herum
gleichsinnig vergrößert oder verringert.
Diese Bewegung kann so stark werden, dass die Trommel 3 mit
ihrem Trommelhals 13 an der Faltenbalgmanschette 9,
insbesondere an dem inneren Manschettenkranz 10, mit dem
er in etwa auf gleicher Höhe
liegt, anläuft.
Der Laugenbehälter 2 und die
Trommel 3 taumeln außerdem
zusammen mit der Lagerung 5 als Drehmittelpunkt in einer
nicht dargestellten Aufhängung
des schwingenden Aggregats im Gehäuse 1, so dass an
einer Stelle der Beschickungsöffnung
sich der Abstand A vergrößert, während er
sich an einer anderen Stelle, beispielsweise an einer bezüglich der
Drehachse D gegenüberliegenden
Stelle, verringert.
Diese
zum Teil einander überlagernden
Bewegungen des Laugenbehälters 2 gegenüber dem feststehenden
Maschinengehäuse 1 führen zu
ebensolchen Verformungen der Faltenbalgmanschette 8. Sie
erzeugen neben den bereits beschriebenen Verformungen der einzelnen
Manschettenkränze 10, 11, 12 auch
Faltungen, die durch das gläserne
Fenster 7 hindurch von außen beobachtet werden können.
In 2 ist
eine Schnittansicht durch einen Abschnitt einer Waschmaschine mit
einer Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Faltenbalgmanschette 20 dargestellt.
Sie setzt sich zusammen aus einem von außen sichtbaren inneren Manschettenkranz 21 und
einer nicht sichtbaren Außenfalte
aus einem mittleren Manschettenkranz 22 und einem äußeren Manschettenkranz 23.
Der mittlere Manschettenkranz 22 verbindet den äußeren 23 und
den inneren Manschettenkranz 21 entlang deren freien Rändern 24, 25.
Wie bekannte Manschetten ist auch die Manschette 20 über einen
festen Rand 26 des inneren Manschettenkranzes 21 an
einem Maschinengehäuse 1 und über einen
festen Rand 27 des äußeren Manschettenkranzes 25 an
einem Laugenbehälter 2 befestigt.
In dem Laugenbehälter 2 ist
eine herkömmliche
Trommel 3 angeordnet, deren Trommelhals 13 in
der Nähe
des freien Randes 24 des inneren Manschettenkranzes 21 angeordnet
ist.
Am
freien Rand 24 am Übergang
des inneren Manschettenkranzes 21 zum mittleren Manschettenkranz 22 ist
eine Verdickung in der Form einer auf den Trommelhals 13 hin
gerichteten Nase 28 angeformt. Sie geht am mittleren Manschettenkranz 22 über in einen
Gelenkabschnitt 29, der durch eine Materialverjüngung des
Querschnitts des mittleren Manschettenkranzes 22 gebildet
ist. Daran schließt
sich eine Wulst 30 an, die als Materialverdickung ausgebildet
ist.
Die
Nase 28 bildet ein Versteifungselement am inneren Manschettenkranz 21,
die ihn zwischen sich und seiner Befestigung am Maschinengehäuse 1 einfasst.
Sie verläuft
gleichmäßig am inneren
Manschettenkranz 21 entlang der Umfangslinie der Beschickungsöffnung und
ist als Teil des freien Randes 24 ausgebildet. Sie stellt
so eine ringförmige
Versteifung des freien Randes 24 dar. Sie dehnt sich auf
der einer Ansichtsfläche
abgewandten Seite des inneren Manschettenkranzes 21 aus.
Damit ist sie für
einen Benutzer nicht ohne weiteres zu erkennen, womit die Faltenbalgmanschette 20 für ihn optisch
einen herkömmlichen
Eindruck vermittelt.
Die
an die Nase 28 anschließende Folge von Gelenkabschnitt 29 und
Wulst 30 sind am mittleren Manschettenkranz 22 und
daher ebenfalls in einem dem Benutzer gegenüber verdeckten Bereich angeordnet.
Auch sie verlaufen gleichförmig
entlang der gesamten Umfangslinie der Beschickungsöffnung. Der
Gelenkabschnitt 29 stellt einen besonders nachgiebigen
Bereich der Außenfalte
dar, der daher in einem gegenüber
mechanischen Beanspruchungen durch rotierende Teile der Waschmaschine
oder durch Wäschestücke geschützt in der
Außenfalte und
zwischen der Nase 28 und der Wulst 30 angeordnet
ist.
Sowohl
die Nase 28 als auch die Wulst 30 dagegen bieten
aufgrund ihrer Materialdicke einer Verformungskraft Widerstand.
Die Nase 28, der Gelenkabschnitt 29 und die Wulst 30 zusammen
definieren daher gezielt einen Bereich in der Außenfalte, der sich bei einer
vom Laugenbehälter 2 auf
die Faltenbalgmanschette 20 aufgebrachten Kraft verformt, während die übrigen Bereiche
daran zunächst
weitgehend unbeteiligt bleiben. Bei einer ansteigenden Krafteinwirkung
verformt sich aufgrund ihrer Querschnittsform und ihrer gegenüber dem
inneren Manschettenkranz 21 größeren Länge zunächst die Außenfalte, in dem der innere 23 gegenüber dem
mittleren Manschettenkranz 22 entlang des freien Randes 25 knickt
und sich der äußere 23 und/oder
der mittlere Manschettenkranz 22 verfalten. Gegen eine
dadurch bedingte Faltung schützt
den inneren Manschettenkranz 21 vor allem die Nase 28,
die sich einer Faltung versteifend entgegenstellt.
Erst
bei einer Belastungsspitze, nämlich dann,
wenn der Laugenbehälter 2 soweit
ausgelenkt wird, dass der Trommelhals 13 am freien Rand 24 anläuft und
diesen in Richtung auf das Maschinengehäuse 1 hin drängt, erfährt der
innere Manschettenkranz 21 eine Stauchung, die zu einer
Wellenbildung seiner Ansichtsfläche
führt.
Erfolgt das Anlaufen des Trommelhalses 13 am freien Rand 24 infolge
einer starken Taumelbewegung des Laugenbehälters 2, so dass der
Trommelhals 13 nur in einem Teilbereich seines Umfangs
mit dem freien Rand 24 in Kontakt tritt, gibt die ringförmig verlaufende
Nase 28 in dem entsprechenden Bereich aufgrund ihrer elastischen Verformbarkeit
nach und ermöglicht
ein Ausweichen der Faltenbalgmanschette 20 und mithin eine
Verformung des inneren Manschettenkranzes 21.
Die
Versteifungswirkung kann auch dadurch erreicht werden, dass in den
beschriebenen verdickten Bereichen 28 und 30 jeweils
oder wahlweise ein flexibler Metallring an- oder einvulkanisiert
ist. Dies kann auch zusätzlich
bei einer Materialverdickung vorgesehen sein.
Der
freie Rand 24 ist durch das Anlaufen des rotierenden Trommelhalses 13 erheblichem
Verschleiß ausgesetzt.
Stellt sich die Nase 28 einer Anlaufkraft des Trommelhalses 13 versteifend
entgegen, so wird der Verschleiß erhöht. Um keine
verschleißbedingte
Undichtigkeit der Faltenbalgmanschette 20 zu bekommen,
ist die Dimensionierung der Nase 28 zusätzlich gegen Durchreiben während der
normalen Lebensdauer der Waschmaschine ausgelegt.