DE202014103664U1

DE202014103664U1 - Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen eines Körpers

Info

Publication number: DE202014103664U1
Application number: DE202014103664.4U
Authority: DE
Original assignee: Seuffer GmbH and Co KG
Current assignee: AST Advanced Sensor Technologies International GmbH
Priority date: 2014-08-06
Filing date: 2014-08-06
Publication date: 2015-08-07
Anticipated expiration: 2024-08-07

Abstract

Dämpfungsvorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen eines schwingungsfähig angeordneten Körpers (2), mit
– einem Gehäuse (12) und einem in Inneren des Gehäuses (12) ausgebildeten Hohlzylinder (14), in den in axialer Richtung des Gehäuses (12) beweglich ein Kolben (15, 15.1, 15.2) angeordnet ist,
– einem ersten und zweiten im Hohlzylinder (14) gebildeten Reibungsbereich (R1, R2), die durch einen Zwischenbereich (21) mit einer ersten vorbestimmten axialen Länge (ZB) beabstandet sind und in dem keine Reibung auftritt, und
– einer an der äußeren Oberfläche des Kolbens (15, 15.1, 15.2) ausgebildeten Reibungsfläche (19) mit einer zweiten vorbestimmten axialen Länge (RK1, RK2), wobei
– die erste vorbestimmte axiale Länge (ZB) des Zwischenbereichs (21) größer ist als die zweite vorbestimmte axiale Länge (RK1, RK2) der Reibungsfläche (19) des Kolbens (15, 15.1, 15.2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dämpfungsvorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen eines schwingungsfähig angeordneten Körpers, und insbesondere eine Dämpfungsvorrichtung zur Bereitstellung einer Dämpfung mit einer Kennlinie mit einem vorbestimmten Freilauf.
Dämpfungsvorrichtungen in der Eingangs genannten Art können in vielfältiger Weise in Maschinen angewendet werden, wobei Schwingungen der Maschine oder Teile derselben als schwingungsfähig angeordnete Körper gedämpft werden können. Hierzu ist die Dämpfungsvorrichtung als Teil einer Aufhängevorrichtung für den schwingungsfähigen Körper vorgesehen. Ein bekannter Verwendungszweck für derartige Dämpfungsvorrichtungen sind Waschmaschinen oder Wascheinrichtungen, bei denen ein in einem Gehäuse angeordneter Laugenbehälter mit einer darin drehbar angeordneten Waschtrommel elastisch in dem Gehäuse der Waschmaschine aufgehängt ist. Hierzu dienen einerseits Federelemente zur Bereitstellung der elastischen Aufhängung sowie andererseits Dämpfungseinrichtungen oder Dämpfungselemente unterschiedlicher Art, um insbesondere bei Schwingungen des Laugenbehälters (während des Schleuderbetriebs der Waschmaschine) eine entsprechende Dämpfung zu bewirken, sodass die Amplitude der Schwingung ein bestimmtes Maß nicht überschreitet. Ein Schwingen des Laugenbehälters tritt auf, wenn bei unterschiedlichen Schleuderdrehzahlen der Waschmaschine und einer zu erwartenden Unwucht infolge der Ladungsmasse (Waschgut) sowie einer ungleichmäßigen Verteilung desselben in der Waschtrommel ein Schwingen auftritt. Mit den geringeren Schwingungsamplituden des Laugenbehälters in der Waschmaschine kann eine größere Laufruhe beim Schleudern und eine erheblich geringere Geräuschentwicklung erreicht werden.
In diesem Zusammenhang offenbart die Druckschrift DE 10 2006 027 295 A1 ein Verfahren zur Ermittlung der Beladung einer Waschmaschine, wobei der Laugenbehälter mittels elastischer Aufhängungselemente schwingungsfähig in einem Gehäuse der Waschmaschine aufgehängt ist. Der Umfang der Beladung (Masse) der Waschmaschine bzw. des Laugenbehälters wird ermittelt durch einen Vergleich von Aufhängungskräften eines jeweiligen Aufhängungselements und von Dämpferkräften jeweiliger Dämpfungseinrichtungen, die hierzu eine nicht lineare Kennlinie aufweisen. Eine Erfassung erfolgt in unbeladenem und in beladenem Zustand der Waschmaschine. Der Dämpfer ist in Form einer Reibungsdämpfereinheit angeordnet, wobei ein Kolben in einem Zylinder des Dämpfers im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet ist und in Verbindung mit einem entsprechenden Reibbelag innerhalb eines vorbestimmten Bereichs zur Bereitstellung einer vorbestimmten Kennlinie beweglich angeordnet ist.
Die Druckschrift DE 102 25 335 A1 offenbart eine Waschmaschine mit einem System zur Bestimmung des Gewichts der in der Trommel vorhandenen Wäsche, wobei der Dämpfer einen Zylinder und darin einen in Verbindung mit einer Reibung beweglich angeordneten Kolben aufweist und wobei die Kolbenstange gleitend mit dem Kolben verbunden ist und relativ zu diesem in Verbindung mit entsprechenden Federn verschiebbar angeordnet ist. Wird die Kolbenstange relativ zu dem Kolben gegen die Federkraft verschoben, so üben die Federn eine Kraft auf den Kolben auf, und bei Überschreiten einer vorbestimmten Größe der Kraft kann der Kolben reibend gegenüber dem Zylinder bewegt werden. Auf diese Weise kann die Kolbenstange in einem vorbestimmten Umfang relativ zu dem Kolben im Zylinder bewegt werden, bevor sich der eigentliche Kolben im Zylinder reibend bewegt.
Die Druckschriften DE 199 50 474 A1 und DE 100 46 712 A1 offenbaren Dämpfungseinrichtungen bzw. Dämpfer, insbesondere für Waschmaschinen, wobei der jeweilige Dämpfer ein Gehäuse und einen aus dem Gehäuse herausragenden beweglichen Stößel aufweist. Die Position des Stößels wird mittels einer Messeinrichtung zur Erfassung der Einschub-Tiefe des Stößels in das Gehäuse bestimmt. Der Dämpfer umfasst ferner eine Reibungs-Dämpfungs-Einheit zur Erzeugung einer vorgegebenen Reibungsdämpfung zwischen dem Gehäuse und dem beweglichen Stößel, wobei im Bereich einer vorgegebenen Änderung der Einschub-Tiefe der Stößel gegenüber dem Gehäuse annähernd haftreibungsfrei jedoch durch ein Fluid gedämpft verschiebbar ist.
Bei den bekannten Dämpfungselementen mit verschiedenartigem Aufbau liegt beispielsweise der Schwerpunkt auf der Basis einer Reibungsdämpfung, sodass bei der Bewegung eines schwingenden Teils einer Maschine, wie eines Laugenbehälters einer Waschmaschine, ein Kolben mit einer vorbestimmten Reibung innerhalb eines Zylinders des Dämpfungselements bewegt wird und infolge der Reibung dämpfende Kräfte auf die Schwingung des Laugenbehälters ausübt. Im Allgemeinen ist hierbei die von dem Dämpfungselement aufgebrachte Dämpfungskraft unabhängig von einer Ruheposition oder Null-Position des Kolbens im Zylinder des Dämpfungselements.
Von Benutzern und speziell von den Herstellern von Waschmaschinen wird vielfach gewünscht, dass bei der Beladung einer Waschmaschine die Wäschemenge (Gewicht oder Masse der Wäsche in trockenem oder feuchtem Zustand) sowie auch eine eingebrachte Wassermenge bestimmt werden können. Eine Bestimmung der Beladungsmenge an Waschgut im trockenen Zustand kann dabei erfolgen, wenn nach dem Einschalten der Waschmaschine durch einen Benutzer noch kein Waschwasser in den Laugenbehälter eingebracht wurde.
Zu diesem Zweck weist die Waschmaschine eine Wägeeinrichtung (Wäschewaage) auf. Die Wägeeinrichtung ermittelt in Abhängigkeit von den Federkräften der gefederten Aufhängung eine durch die Masse des Waschguts und bedarfsweise auch der Waschlauge erzeugte Schwerkraft nach unten und damit eine Bewegung (Versetzung) des Laugenbehälters im Wesentlichen in Richtung der Schwerkraft. In Abhängigkeit von dem mittels entsprechender Einrichtungen erfassten Maß der mechanischen Versetzung des Laugenbehälters gegen die Federkraft der Aufhängung wird auf das Gewicht oder die Masse des Waschguts mit oder ohne Waschlauge geschlossen. Wesentlich ist hierbei, dass auch bei einer Beladung mit einer geringen Wäschemenge (in trockenem Zustand) diese vergleichsweise kleine Masse erfasst werden kann. Hierbei entsteht lediglich eine geringe Bewegung oder Versetzung des Laugenbehälters gegenüber den Federkräften.
Wird ein Reibungsdämpfer als Dämpfungselement verwendet, tritt auf dem gesamten Bewegungsweg des Kolbens im Zylinder und somit kontinuierlich eine Dämpfung durch Reibung auf. Um eine Bewegung oder Versetzung des Laugenbehälters zu ermöglichen, muss daher bei dem Reibungsdämpfer eine gewisse Anfangskraft (Losbrechkraft) aufgebracht werden, damit die im Ruhezustand bestehende Haftreibung innerhalb des Reibungsdämpfers überwunden werden kann. Die danach einsetzende Gleitreibung, die geringer ist als die Haftreibung, ermöglicht die Bewegung oder Versetzung des Laugenbehälters, bis die Schwerkraft infolge des Waschguts und einer Waschlauge der dagegen wirkenden Federkraft ungefähr entspricht und die Bewegung des mit Waschgut beladenen Laugenbehälters beendet ist. In diesem Fall geht die während der Bewegung vorherrschende Gleitreibung kurz vor dem Ende der Bewegung abrupt in die Haftreibung über, und eine weitere Bewegung des Laugenbehälters ist dann nicht mehr möglich, es sei denn, es wird erneut die gegenüber der Gleitreibung größere Haftreibung (Losbrechkraft) an der jeweiligen Position des Kolbens im Zylinder des Dämpfungselements überschritten.
Mit den Verhältnissen der Haftreibung und der Gleitreibung in dem Reibungsdämpfer können insbesondere bei kleinen Wäschemengen und damit kleinen Massen oder Gewichten unerwünschte Fehlmessungen auftreten, wenn eine Gewichtskraft auf den Laugenbehälter einwirkt, der jedoch kleiner als die Haftreibung des Kolbens im Zylinder des Reibungsdämpfers ist oder wenn bei geringen zu erfassenden Massen der erneute Übergang zur Haftreibung im Dämpfer die Messung verfälscht. Eine Verfälschung eines Messergebnisses hinsichtlich der Beladung des Laugenbehälters kann zu einer unpassenden und damit für das Waschergebnis und/oder für Umweltschutzaspekte nachteiligen Fehl-Dosierung des Waschmittels und der erforderlichen Wassermenge führen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Dämpfungsvorrichtung der Eingangs genannten Art zur Dämpfung von Schwingungen eines schwingungsfähig angeordneten Körpers derart auszugestalten, dass auch kleine Bewegungen des Körpers sicher erfasst werden können und mit einer Wägeeinrichtung die Masse des schwingungsfähig angeordneten Körpers mit geringen Toleranzen bestimmt werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Dämpfungsvorrichtung mit den in den Patentansprüchen angegebenen Merkmalen gelöst.
Die erfindungsgemäße Dämpfungsvorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen eines schwingungsfähig angeordneten Körpers umfasst ein Gehäuse und einem in Inneren des Gehäuses ausgebildeten Hohlzylinder, in den in axialer Richtung des Gehäuses beweglich ein Kolben angeordnet ist, einen ersten und zweiten im Hohlzylinder gebildeten Reibungsbereich, die durch einen Zwischenbereich mit einer ersten vorbestimmten axialen Länge beabstandet sind und in dem keine Reibung auftritt, und eine an der äußeren Oberfläche des Kolbens ausgebildeten Reibungsfläche mit einer zweiten vorbestimmten axialen Länge, wobei die erste vorbestimmte axiale Länge des Zwischenbereichs größer ist als die zweite vorbestimmte axiale Länge der Reibungsfläche des Kolbens.
Somit umfasst die erfindungsgemäße Dämpfungsvorrichtung drei Bereiche, die auch als Arbeitsbereiche bezeichnet werden können. Ein erster und ein zweiter Reibungsbereich im Inneren des Gehäuses sind voneinander in axialer Richtung des Gehäuses (d. h. entlang der Bewegungsachse des Kolbens im Gehäuse) beabstandet durch einen Zwischenbereich, in dem keine Reibung auftritt bzw. möglich ist. Der in das Gehäuse eingesetzte und dort in der axialen Richtung bewegliche bzw. verschiebbare Kolben weist einen dritten Reibungsbereich auf, der hinsichtlich seiner Ausdehnung in axialer Richtung an den Zwischenbereich des Kolbens angepasst ist und im Einzelnen eine zweite axiale Ausdehnung aufweist, die kleiner ist als die erste axiale Ausdehnung des Zwischenbereichs des Kolbens. Somit kann sich der Kolben mit dem dritte Reibungsbereich innerhalb der ersten axialen Ausdehnung des Zwischenbereichs des Gehäuses annähernd reibungsfrei bewegen bzw. eine Verschiebung mit geringer Verschiebungskraft zulassen. Bewegt sich der Kolben in axialer Richtung weiter als der Zwischenbereich, dann gelangt der dritte Reibungsbereich des Kolbens mit einem der Reibungsbereiche des Gehäuses in Kontakt, so dass diese weitere Bewegung infolge der Auftretenden Reibung durch entstehende Gegenkräfte gedämpft wird. In dem Zwischenbereich tritt somit lediglich eine unvermeidbare Lagerreibung bei der Lagerung des beweglichen Kolbens auf, die im Allgemeinen vernachlässigt werden kann. Es ist somit in dem Zwischenbereich eine annähernd reibungsfreie Bewegung möglich.
Wird daher bei einer Anwendung der Dämpfungsvorrichtung beispielsweise in einer Wascheinrichtung eine Ermittlung durchgeführt zur Bestimmung einer Lage oder Bewegung des Laugenbehälters, der in diesem Fall dem beweglich angeordneten Körper entspricht, dann können auch bei kleinen Beladungsänderungen Bewegungen oder Versetzungen des Laugenbehälters stattfinden und erfasst werden, da sich die Bewegungen oder Versetzungen bei dieser Anwendung auf den Zwischenbereich des Gehäuses beschränken. Der mit dem beweglich angeordneten Körper verbundene Kolben bewegt sich somit in axialer Richtung derart, dass sich der dritte Reibungsbereich innerhalb des Zwischenbereichs befindet, so dass auch bei sehr kleinen Beladungen des Laugenbehälters oder der Waschtrommel der Wascheinrichtung eine Erfassung der dann geringen Bewegung des Laugenbehälters ohne eine Verfälschung durch unerwünschte Reibung möglich ist. Es kann mittels der erfindungsgemäßen Anordnung eine Beladungsmenge an Waschgut in der Wascheinrichtung genau gewogen werden. Zusätzliche Steuerungs- und/oder Regelungsmaßnahmen der Wascheinrichtung können auf dieser Erfassung aufbauen.
Die Dämpfungsvorrichtung ist als Teil einer Aufhängevorrichtung des schwingungsfähig angeordneten Körpers vorgesehen, die selbst Teil einer Wägeeinrichtung ist. Hierzu wird mit der erfindungsgemäßen Wägeeinrichtung die Bewegung des Körpers erfasst und es wird ein entsprechendes Erfassungssignal gebildet. Eine Auswertungseinrichtung ist vorgesehen zur Auswertung des Erfassungssignals in Verbindung mit den vorliegenden Eigenschaften der Aufhängevorrichtung, so dass die Masse des Körpers bzw. zumindest eines Teils desselben (beispielsweise einer Zuladung) bestimmt werden kann.
Die vorliegende Erfindung umfasst ferner eine Wägeeinrichtung zum Erfassen der Masse eines Behälters oder seiner Beladung, mit einer Aufhängevorrichtung zum elastischen Aufhängen des Behälters, einer Sensoreinrichtung zur Erfassung der Bewegung des Behälters in Folge der Zuladung und Ausgeben von Erfassungssignalen als Maß für die Masse der Zuladung, und einer Auswerteeinrichtung zum Auswerten der Erfassungssignale zur Bestimmung der Masse der Zuladung des Behälters, wobei die Aufhängevorrichtung zumindest eine Dämpfungsvorrichtung gemäß den vorstehenden Angaben aufweist.
Weitere Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der im Inneren des Gehäuses gebildete Hohlzylinder kann bei den Reibungsbereichen einen ersten Durchmesser und in dem Zwischenbereich einen zweiten Durchmesser aufweisen, und es kann der erste Durchmesser kleiner als der zweite Durchmesser sein.
Die Dämpfungsvorrichtung kann des Weiteren zumindest ein Einsatzelement umfassen, das in den Hohlzylinder eingesetzt und in Richtung der Längsachse axiale verschiebbar angeordnet sein kann, wobei das zumindest eine Einsatzelement einen Hohlzylinderteil umfasst, der den Reibungsbereich aufweist.
Das zumindest eine Einsatzelement kann einen Hohlzylinder bilden, dessen äußerer Durchmesser dem zweiten Durchmesser des Zwischenbereichs und dessen innerer Durchmesser dem ersten Durchmesser des ersten und zweiten Reibungsbereichs entspricht.
Der Kolben kann als gerader Kreiszylinder ausgebildet sein, und es kann die Reibungsfläche mit der zweiten axialen Länge auf der gesamten ersten oder zweiten Kolbenlänge oder einem Teil derselben ausgebildet sein.
Die Reibungsfläche des Kolbens kann bezüglich der Längsausdehnung des Kolbens in Richtung der Längsachse in einem mittleren Bereich des Kolbens symmetrisch zu einer Mittelachse oder versetzt zu der Mittelachse angeordnet sein.
Der Kolben kann bei seiner gleitenden Bewegung in dem Hohlzylinder einen vorbestimmten reibungsfreien Freilaufbereich aufweisen, der durch die Differenz zwischen der ersten axialen Länge des Zwischenbereichs und der zweiten axialen Länge der Reibungsfläche des Kolbens bestimmt ist.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung und den angegebenen Figuren beschrieben. Es zeigen:
1 eine Gesamtdarstellung einer Wascheinrichtung mit der Anwendung der Aufhängevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,
2 eine vereinfachte schematische Darstellung eines Befestigungselements bzw. einer Dämpfungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
3 Einzelheiten des Gehäuses 12 der Dämpfungsvorrichtung gemäß 2
4 eine erste Ausbildung des Kolbens der Dämpfungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
5 eine zweite Ausbildung des Kolbens der Dämpfungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
6 eine vereinfachte und schematische Darstellung des in das Gehäuse gemäß 3 eingesetzten Kolbens gemäß 5,
7 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Freilaufbereichs des Kolbens in der Dämpfungsvorrichtung gemäß 2,
8 eine vereinfachte schematische Darstellung von Einzelheiten des Gehäuses der Dämpfungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
9 (9A und 9B) eine alternative Anordnung der Dämpfungsvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem vereinfachten Aufbau zylinderförmiger Elemente.
Nachfolgend wird die Dämpfungsvorrichtung am Beispiel und als Teil einer Aufhängevorrichtung für eine Wascheinrichtung W anhand von Ausführungsbeispielen im Einzelnen beschrieben.
Die Dämpfungsvorrichtung D ist nicht auf eine Anwendung bei einer Wascheinrichtung W beschränkt. Vielmehr kann die Dämpfungsvorrichtung als Teil einer Aufhängevorrichtung bei allen beweglich (d. h. auch schwingungsfähig) angeordneten Körpern angewendet werden, bei denen eine Bewegung allgemein und speziell eine kleine Bewegung auf einfache Weise und genau erfasst werden soll.
1 zeigt in einer vereinfachten und schematischen Darstellung zur Veranschaulichung der Erfindung die Anordnung der Wascheinrichtung W in Form einer Trommelwaschmaschine mit nachstehend noch im Einzelnen beschriebenen Befestigungselementen der zugehörigen Aufhängevorrichtung. Die Dämpfungsvorrichtung D kann dabei in der Aufhängevorrichtung angewendet werden. Bei der folgenden beispielhaften Darstellung der Erfindung bildet die Dämpfungsvorrichtung einen Teil der nachstehend noch im Einzelnen beschriebenen Befestigungselemente der Aufhängevorrichtung der Wascheinrichtung W.
Gemäß der Darstellung in 1 umfasst die Wascheinrichtung W ein Hauptgehäuse 1, das gemäß 1 lediglich in Form von Befestigungspunkten für verschiedene Komponenten der Wascheinrichtung W schematisch dargestellt ist.
Die Wascheinrichtung W umfasst des Weiteren eine in einem Trommelgehäuse oder Laugenbehälter 2 drehbar gelagerte Waschtrommel 3 (nachstehend vereinfacht als Trommel 3 bezeichnet), in welcher Waschgut während des Waschvorgangs angeordnet werden kann. Die drehbar gelagerte Trommel 3 wird in bekannter Weise mittels eines Elektromotors M für verschiedene Drehrichtungen und Drehzahlen angetrieben, wobei zur Vereinfachung in 1 lediglich der Elektromotor M mit seiner Befestigung am Hauptgehäuse 1 der Wascheinrichtung W schematisch gezeigt ist.
Der Laugenbehälter 2 ist mit einer Vielzahl der vorstehend angegebenen Befestigungselemente 4 am Hauptgehäuse 1 der Wascheinrichtung W beweglich, d.h. schwingungsfähig (elastisch) befestigt. Die Befestigungselemente 4, von denen in 1 beispielsweise vier in verteilter Anordnung um das Hauptgehäuse 2 der Trommel 3 angeordnet sind, bilden die Aufhängevorrichtung 5, die zur beweglichen und speziell zur schwingungsfähigen Lagerung des Laugenbehälters 2 und damit der Trommel 3 ausgebildet sind. Das jeweilige Befestigungselement 4 kann auch als Stützelement zur Abstützung des Laugenbehälters 2 gegenüber dem Hauptgehäuse 1 der Wascheinrichtung W bezeichnet werden. Der Laugenbehälter 2 bildet ein Beispiel für den beweglich bzw. schwingungsfähig angeordneten Körper.
Mittels der Vielzahl der Befestigungselemente 4 ist somit der Laugenbehälter 2 relativ zu dem Hauptgehäuse 1 der Wascheinrichtung W elastisch und in den drei Raumrichtungen beweglich gelagert, während in dem Laugenbehälter 2 die Trommel 3 relativ zu dem Laugenbehälter 2 drehbar gelagert und mittels des Elektromotors M antreibbar ist.
Die Wascheinrichtung W umfasst ferner eine zentrale Steuerungseinrichtung 6. Diese dient zur gesamten Steuerung der Wascheinrichtung W (beispielsweise zur Ansteuerung des Motors M) während des Betriebs der Wascheinrichtung W. Die Steuerungseinrichtung 6 kann ferner die Vielzahl der Befestigungselemente 4 ansteuern, sofern diese für eine Verstellung ihrer Eigenschaften ausgebildet sind. In diesem Fall erfolgt die Ansteuerung der Befestigungselemente 4 mittels der Steuerungseinrichtung 6 derart, dass die Eigenschaften der Befestigungselemente 4 gezielt und in Abhängigkeit von Betrieb der Wascheinrichtung W verändert werden können. Sofern eines der Befestigungselemente 4 oder vorzugsweise alle Befestigungselemente 4 für eine Verstellmöglichkeit ihrer Eigenschaften ausgebildet sind, können sie eine jeweilige Steuereinheit 7 aufweisen. Die zentrale Steuerungseinrichtung 6 ist dann über jeweilige Steuereinheiten 7 mit den jeweiligen Befestigungselementen 4 verbunden. Vorzugsweise ist jedem Befestigungselement 4 eine Steuereinheit 7 zugeordnet und an dem Befestigungselement 4 oder in dessen Nähe vorgesehen. Hinsichtlich der Eigenschaften der Befestigungselemente 4, die einer Verstellung oder Anpassung unterliegen können, sind dies eine Federeigenschaft und/oder eine Dämpfungseigenschaft. Zumindest eine der genannten Eigenschaften kann gezielt und in vorbestimmter Weise geändert werden.
Die Wascheinrichtung W gemäß der Darstellung in 1 umfasst ferner eine Einrichtung zur Erfassung der Bewegung des Laugenbehälters 2 innerhalb des Hauptgehäuses 1 der Wascheinrichtung W. Die Bewegung des Laugenbehälters 2 der Wascheinrichtung W, die im Allgemeinen aus einer Beladung der Trommel 3 beispielsweise mit Waschgut mit einer ungleichmäßigen Mengenverteilung des Waschguts in der Trommel 3 während des Betriebs resultiert, kann durch eine mehrdimensional messende Sensoreinrichtung 8 mit beispielsweise einem mehrdimensional messenden Magnetsensor 9 erfasst werden. Insbesondere umfassen die Bewegungen der Trommel 3 und des Laugenbehälters 2 der Wascheinrichtung W ein Drehen und ein Kippen (Schwingen) in allen drei Raumrichtungen, ungeachtet der Ursache für die Bewegung des Laugenbehälters 2. Es kann somit auch eine geringe Bewegung des Laugenbehälters 2 infolge einer Beladung der Wascheinrichtung W durch den Benutzer erfasst werden.
Die Sensoreinrichtung 8 gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel in 1 umfasst den mehrdimensional messenden Magnetsensor 9, der am Hauptgehäuse 1 der Wascheinrichtung W befestigt ist. Die Sensoreinrichtung 8 umfasst ferner eine ein Magnetfeld erzeugende Einrichtung 10, die an dem Laugenbehälter 2 angeordnet ist und somit bei der Bewegung des Laugenbehälters 2 relativ zu dem Hauptgehäuse 1 der Wascheinrichtung W ebenfalls eine Relativbewegung zu dem Magnetsensor 9 durchführt. Die das Magnetfeld erzeugende Einrichtung 10 kann dabei ein Permanentmagnet oder ein Elektromagnet sein und kann insbesondere ein in mehreren Raumrichtungen ausgerichtetes Magnetfeld erzeugen.
In der in 1 dargestellten Ausführung ist die das Magnetfeld erzeugende Einrichtung 10 am Laugenbehälter 2 befestigt, während der Magnetsensor 9 der Sensoreinrichtung 8 relativ dazu ortsfest am Hauptgehäuse 1 der Wascheinrichtung W befestigt ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auf diese Anordnung nicht festgelegt, und es ist ebenfalls möglich, die das Magnetfeld erzeugende Einrichtung 10 ortsfest an dem Hauptgehäuse 1 der Wascheinrichtung W zu befestigen, während der Magnetsensor 9 an dem Laugenbehälter 2 befestigt ist, um der Bewegung des Laugenbehälters 2 während des Betriebs der Wascheinrichtung W zu folgen (bezüglich translatorischer Bewegungen sowie Drehen und Kippen in allen drei Raumrichtungen).
In beiden Fällen ist es erforderlich, dass der Magnetsensor 9 der Sensoreinrichtung 8 eine Verbindung zur zentralen Steuerungseinrichtung 6 aufweist, wobei im Falle der Anwendung eines Elektromagneten auch die das Magnetfeld erzeugende Einrichtung 10 eine elektrische Verbindung zur zentralen Steuerungseinrichtung 6 aufweist.
In der zentralen Steuerungseinrichtung 6 ist insbesondere zur Auswertung der Ausgangssignale des Magnetsensors 9 eine Auswerteeinrichtung 11 vorgesehen, die die Ausgangssignale (Erfassungs- oder Sensorsignale) der Sensoreinrichtung 8 und insbesondere des Magnetsensors 9 aufnimmt und in entsprechender Weise verarbeitet.
Die Sensoreinrichtung 8 erfasst berührungsfrei während des Betriebs der Wascheinrichtung W sämtliche Bewegungen des Laugenbehälters 2 relativ zu dem Hauptgehäuse 1 der Wascheinrichtung W. Die von der Sensoreinrichtung 8 ausgegebenen Erfassungssignale repräsentieren Magnetfeldänderungen in den drei Raumrichtungen und werden als Messsignale in der elektronischen Auswerteeinrichtung 11 der zentralen Steuerungseinrichtung 6 verarbeitet und in eine entsprechende Information bezüglich der Bewegung des Laugenbehälters 2 (des beweglich angeordneten Körpers) umgesetzt. Entsprechende Ergebnisse der Auswertung der Erfassungssignale der Sensoreinrichtung 8 können auch zumindest zeitweilig in der Auswerteeinrichtung 11 gespeichert werden.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Anwendung der Sensoreinrichtung 8 in Verbindung mit dem mehrdimensional messenden Magnetsensor 9 beschränkt, vielmehr kann die Bewegung des Laugenbehälters 2 in allen drei Raumrichtungen auch mittels anderer Arten von Sensoren erfasst werden.
Die Erfassung der dreidimensionalen Bewegung und der Drehbewegung des Laugenbehälters 2 kann beispielsweise auch mittels einer Vielzahl von (in den Figuren nicht gezeigten) Annäherungssensoren erfolgen, bei denen während des Betriebs der Wascheinrichtung W eine kontinuierliche Abstandsmessung zwischen Hauptgehäuse 1 und dem Laugenbehälter 2 erfolgt und wobei auch in diesem Fall die als elektrische Signale vorliegenden Messergebnisse der zentralen Steuerungseinrichtung 6 zur weiteren Auswertung zugeführt werden. Derartige Näherungssensoren ermöglichen somit eine berührungsfreie Erfassung der dreidimensionalen Bewegung des Laugenbehälters 2 relativ zu dem Hauptgehäuse 1 der Wascheinrichtung W.
Wie es vorstehend angegeben ist, dient die Erfassung der dreidimensionalen Bewegung des Laugenbehälters 2 und die Auswertung der entsprechenden Sensorsignale ungeachtet der Art des Sensors und der Erfassung dazu, vor dem Waschbetrieb der Wascheinrichtung während der Beladung die Menge an Waschgut und bedarfsweise auch die zugeführte Wassermenge zu erfassen (sogenannte Wäschewaage), oder, falls eine Verstellung der Eigenschaften der Befestigungselemente 4 möglich ist, in gezielter Weise die Befestigungselemente 4 derart zu beeinflussen, dass beispielsweise das Schwingungsverhalten des Laugenbehälters 2 relativ zum Hauptgehäuse 1 der Wascheinrichtung in vorteilhafter Weise beeinflusst und insbesondere gedämpft werden kann.
Erstes Ausführungsbeispiel
2 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung eines der Befestigungselemente 4, das einerseits mit dem Hauptgehäuse 1 der Wascheinrichtung W und andererseits mit dem Laugenbehälter 2 verbunden ist. Das Befestigungselement 4 kann Dämpfungselemente und/oder Federelemente aufweisen. Zur Vereinfachung der Darstellung ist in 2 das Befestigungselement 4 auch als die Dämpfungsvorrichtung D bezeichnet und sind mögliche integrierte Federelemente nicht gezeigt. Weitere Befestigungselemente 4 können ebenfalls Dämpfungs- und Federelemente aufweisen oder es können Federelemente als getrennte Einheiten vorgesehen sein, so dass die infolge der beweglichen bzw. schwingungsfähigen Aufhängung des Körpers in der beispielhaften Ausführung als Laugenbehälter 2 die dreidimensionalen Bewegungen (Schwingungen) möglich sind.
Das in 2 gezeigte Befestigungselement 4 in Form der Dämpfungsvorrichtung D umfasst ein Gehäuse 12, das mit einer ersten Verbindungseinrichtung 13 mit dem Laugenbehälter 2 (beweglich angeordneter Körper) verbunden ist. Das Gehäuse 12 der Dämpfungsvorrichtung D weist im Inneren einen Raum in Form eines Hohlzylinders 14 auf, in den ein Kolben 15 im Wesentlichen passgenau und zur Durchführung einer gleitenden Bewegung in vorbestimmtem Umfang eingesetzt ist. Der Kolben 15 ist seinerseits über eine zweite Verbindungseinrichtung 16 mit dem Hauptgehäuse 1 der Wascheinrichtung verbunden. Die gesamte Anordnung der Dämpfungsvorrichtung D kann auch als ein Zylinder Z betrachtet werden, wobei der Zylinder Z das Gehäuse 12 aufweist. Mit dieser Anordnung der Dämpfungsvorrichtung D kann in Abhängigkeit von den Dämpfungseigenschaften einerseits auf das Schwingungsverhalten des Laugenbehälters 2 Einfluss genommen werden, und wird andererseits bei einer Bewegung des Laugenbehälters 2 diese Bewegung mittels der Sensoreirnichtung 8 erfasst und es wird entsprechend den mechanischen Verindungen eine Relativbewegung zwischen dem Hohlzylinder 14 und dem Kolben 15 bewirkt.
In der Darstellung gemäß 2 ist der Kolben 15 über die zweite Verbindungseinrichtung 16 mit dem Hauptgehäuse 1 und ist das Gehäuse 12 der Dämpfungsvorrichtung D bzw. des Zylinders Z mit der ersten Verbindungseinrichtung 13 mit dem Laugenbehälter 2 verbunden. Die vorliegende Erfindung ist hierauf jedoch nicht festgelegt, und es kann ebenfalls mit einer jeweiligen Verbindungseinrichtung das Gehäuse 12 (der Hohlzylinder 14) der Dämpfungsvorrichtung D mit dem Hauptgehäuse 1 und kann der Kolben 15 mit dem Laugenbehälter 2 verbunden sein. In beiden Fällen wird die gleiche Wirkung erzielt.
3 zeigt Einzelheiten des Gehäuses 12 gemäß 2, und speziell den Aufbau des Hohlzylinders 14 im Inneren des Gehäuses 12 der Dämpfungsvorrichtung D.
Der Hohlzylinder 14 innerhalb des Gehäuses 12 umfasst an der Innenwand des Hohlzylinders 14 einen ersten Reibungsbereich R1 sowie einen zweiten Reibungsbereich R2, die jeweils voneinander durch einen Zwischenbereich 21 beabstandet sind. Die beiden Reibungsbereiche R1 und R2 weisen an der inneren Oberfläche des Hohlzylinders 14 in dem Gehäuse 12 eine erhöhte vorbestimmte Rauheit auf, die entweder in der inneren Oberfläche des Hohlzylinders 14 ausgebildet ist oder durch einen entsprechenden Reibbelag auf der inneren Oberfläche des Hohlzylinders 14 aufgebracht wird. In beiden Reibungsbereichen R1 und R2 liegt somit eine Oberfläche vor, bei der ein weiterer Körper bei einer gleitenden Bewegung einer erhöhten Reibung ausgesetzt ist und somit ein erhöhter Reibungsbeiwert (Reibungskoeffizient) vorliegt. Wird gemäß der Darstellung in 2 der Kolben 15 in den Hohlzylinder 14 des Gehäuses 12 eingesetzt, dann entsteht bei Bewegungen unter vorbestimmten, nachstehend noch beschriebenen Bedingungen durch die Kombination des Kolbens 15 und des Hohlzylinders 14 in der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung eine von der Position des Kolbens 15 im Hohlzylinder 14 abhängige Reibungssituation und damit eine entsprechende dämpfende Krafteinwirkung. Mögliche Positionen des Kolbens 15 im Hohlzylinder 14 sind entlang einer Längsausdehnung des Hohlzylinders 14 vorgesehen, wobei die Längsausdehnung des Hohlzylinders 14 durch eine Längsachse 17 beispielsweise in 3 angedeutet ist.
Der Zwischenbereich 21 als Teil des Hohlzylinders 14 weist im Gegensatz zu den beiden Reibungsbereichen R1 und R2 eine Ausgestaltung der Innenwand des Hohlzylinders 14 ohne einen speziellen Reibbelag oder eine spezielle Oberflächenbehandlung der inneren Oberfläche auf, wobei die innere Oberfläche des Zwischenbereichs 21 nicht von einem Teil des Kolbens 15 nach dem Einsetzen des Kolbens 15 in den Hohlzylinder 14 und unabhängig von einer Bewegung des Kolbens 15 im Hohlzylinder 14 entlang der Längsachse 17 berührt wird. Die Ausgestaltung der inneren Oberfläche des Zwischenbereichs 21 ist somit von geringerer Bedeutung. Damit der in den Hohlzylinder 14 eingesetzte Kolben 15 (gemäß der Darstellung in 2) die innere Oberfläche des Zwischenbereichs 21 sicher nicht berührt und damit auch keine Reibung in dem Zwischenbereich 21 auftreten kann, weist dieser einen geringfügig aber ausreichend größeren Innendurchmesser des Hohlzylinders 14 auf als die beiden Reibungsbereiche R1 und R2, deren jeweiliger Innendurchmesser gleich und kleiner ist als der Innendurchmesser des Zwischenbereichs 21. Ein erster und zweiter Durchmesser D1 und D2 gemäß 3 sind jeweilige Innendurchmesser des Hohlzylinders 14. Der erste Durchmesser D1 ist den Reibungsbereichen R1 und R2 zugeordnet und ist geringer als der zweite Durchmesser D2 des Zwischenbereichs 21 (D1 < D2).
3 zeigt in diesem Zusammenhang Übergangsbereiche 22, die zwischen dem jeweiligen Reibungsbereich R1 oder R2 und dem Zwischenbereich 21 ausgebildet sind und an denen einerseits der jeweilige Reibungsbereich R1 und R2 endet und andererseits der im Vergleich zu dem ersten Durchmesser D1 der Reibungsbereiche R1 und R2 geringfügig größere zweite Durchmesser D2 im Zwischenbereich 21 beginnt.
Hinsichtlich seiner Längsausdehnung in Richtung der Längsachse 17 umfasst der Zwischenbereich 21 (einschließlich der jeweiligen Übergangsbereiche 22 zu beiden Seiten des Zwischenbereichs 21) eine Länge ZB, die eine erste axiale Länge ist. In der Längsausdehnung bzw. Länge ZB des Zwischenbereichs 21 wird zur erleichterten Bezugnahme eine ungefähre Mitte als Mittelachse 18 gemäß der Darstellung in 3 bezeichnet. Für nachfolgende Beschreibungen kann die Mittelachse 18 als eine Bezugsgröße dienen.
Die 4 und 5 zeigen zwei unterschiedliche Ausführungen des Kolbens 15 gemäß 2. Zur Unterscheidung der beiden Ausführungen des Kolbens 15 wird die Ausführung gemäß 4 als erster Kolben 15.1 und der Kolben gemäß 5 als zweiter Kolben 15.2 bezeichnet. Die Bezugnahme auf den Kolben 15 bezieht sich auf eine Ausführung des jeweiligen Kolbens gemäß den 2, 4 und 5, die Angabe des ersten oder zweiten Kolbens 15.1 oder 15.2 auf die angegebene Ausführung. Die Kolben 15, 15.1 und 15.2 sind im Wesentlichen in zylindrischer Form ausgebildet, wobei die Erfindung hierauf nicht festgelegt ist, vielmehr ist der jeweilige Kolben 15, 15.1 oder 15.2 auf den Hohlzylinder 14 im Gehäuse 12 bzw. dem Zylinder Z angepasst.
In 4 ist der erste Kolben 15.1 gezeigt, der eine Kolbenstange in Form der zweiten Verbindungseinrichtung 16 aufweist. In 4 ist die zweite Verbindungseinrichtung 16 zu beiden Seiten des ersten Kolbens 15.1 gezeigt, wobei die zweite Verbindungseinrichtung 16 in Abhängigkeit von der beweglichen Lagerung im Gehäuse 12 auch lediglich auf der gemäß der Darstellung in 4 linken Seite, vorgesehen sein kann. Ein Doppelpfeil P veranschaulicht die Beweglichkeit des ersten oder zweiten Kolbens 15.1 und 15.2 in beide Richtungen entlang der Längsachse 17, die neben der Erstreckungsrichtung des Hohlzylinders 14 des Gehäuses 12 bzw. Zylinder Z auch die Erstreckungsrichtung des ersten und zweiten Kolbens 15.1 und 15.2 bezeichnet. Die beispielsweise beidseitig angeordneten zweiten Verbindungseinrichtungen 16 weisen jeweils zur gleitenden Lagerung im Gehäuse 12 verschiebliche Lager auf.
Der erste Kolben 15.1 ist als ein im Wesentlichen rotationssymmetrisches Element ausgebildet und an die Innenmaße des Hohlzylinders 14 im Gehäuse 12 der Dämpfungsvorrichtung D angepasst. Der erste Kolben 15.1 weist eine erste Länge dK1 auf, wobei die erste Länge dK1 in der Längsausdehnung entlang der Längsachse 17 betrachtet wird. Relativ zur Längsausdehnung des ersten Kolbens 15.1 und somit zur ersten Länge dK1 wird eine ungefähre Mitte der ersten Länge dK1 als Mittelachse 18 bezeichnet.
Der erste Kolben 15.1 weist innerhalb der ersten Länge dK1 und an seiner äußeren Oberfläche eine erste Reibungsfläche 19 auf, die entlang der Längsachse 17 eine Ausdehnung RK1 umfasst. Die Reibungsfläche 19 ist mit ihrer Ausdehnung RK1 bezüglich der Mittelachse 18 nicht zwingend aber vorzugsweise symmetrisch ausgebildet, wobei die restlichen Oberflächen des ersten Kolbens 15.1 in Verbindung mit der ersten Länge dK1 keine Reibungsfläche, und damit eine Nicht-Reibungsfläche 20 aufweisen. 4 zeigt beispielhaft die Nicht-Reibungsbereiche 20 in der Darstellung zu beiden Seiten der Reibungsfläche 19. Die Ausdehnung RK1 der Reibungsfläche 19 und die jeweiligen Ausdehnungen der Nicht-Reibungsfläche 20 ergänzen sich im Wesentlichen zur ersten Länge dK1 des ersten Kolbens 15.1. Die Ausdehnung RK1 wird nachstehend auch als eine zweite axiale Länge bezeichnet.
5 zeigt einen hinsichtlich seiner Funktion und seinem grundlegenden Aufbau im Vergleich zum ersten Kolben 15.1 weitgehend gleichartigen zweiten Kolben 15.2, wobei lediglich die Abmessungen in Richtung der Längsachse 17 gegenüber dem ersten Kolben 15.1 unterschiedlich sind.
Der zweite Kolben 15.2 gemäß 5 weist gegenüber dem ersten Kolben 15.1 eine zweite Länge dK2 auf, die größer ist als die erste Länge dK1 des ersten Kolbens 15.1. In gleicher Weise ist eine zweite Ausdehnung RK2 der Reibungsfläche 19 auf der äußeren Oberfläche des zweiten Kolbens 15.2 größer als die erste Ausdehnung RK1 des ersten Kolbens 15.1. In gleicher Weise wie der erste Kolben 15.1 ist der zweite Kolben 15.2 in Richtung der Längsachse 17 entsprechend einem Pfeil P relative zum Gehäuse 12 im Hohlzylinder 14 verschiebbar gelagert, wobei im Einzelnen die (einseitig oder beidseitig angeordnete) zweite Verbindungseinrichtung 16 jeweils in dem Gehäuse 12 der Dämpfungsvorrichtung D gleitend gelagert ist. Die Ausdehnung RK wird nachstehend ebenfalls als eine zweite axiale Länge bezeichnet und noch näher erläutert
In gleicher Weise wie beim ersten Kolben 15.1 ist gemäß 5 beim zweiten Kolben 15.2 eine Mittelachse 18 bezeichnet, wobei die Reibungsfläche 19 mit ihrer zweiten Ausdehnung RK2 nicht zwingend aber vorzugsweise symmetrisch um die Mittelachse 18 ausgebildet ist. Die restlichen Bereiche der Längsausdehnung (zweite Länge dK2) des zweiten Kolbens 15.2 werden durch die Nicht-Reibungsfläche 20 eingenommen. Die beiden Nicht-Reibungsfläche 20 und die zweite Ausdehnung RK2 der Reibungsfläche 19 ergeben im Wesentlichen die zweite Länge dK2 des zweiten Kolbens 15.2, wie es in 5 gezeigt ist.
Wird der Kolben 15 oder werden der erste Kolben 15.1 oder zweite Kolben 15.2 (4 und 5) in den Hohlzylinder 14 des Gehäuses 12 eingesetzt, und werden die jeweiligen Mittelachsen 18 des ersten Kolbens 15.1 oder des zweiten Kolbens 15.2 und des Zwischenbereichs 21 durch entsprechendes Verschieben des Kolbens 15.1 oder 15.2 zumindest ungefähr in Deckung gebracht, dann ergibt sich eine Position des Kolbens 15.1 oder 15.2 im Hohlzylinder 14 und insbesondere im Zwischenbereich 21 derart, dass für eine vorbestimmte Länge bei der gleitenden Bewegung des Kolbens 15.1 oder 15.2 im Hohlzylinder 14 keine oder lediglich eine vernachlässigbare Reibung auftritt. Bei dieser Positionierung gemäß 6 befinden sich die jeweiligen Reibungsflächen 19 des ersten oder zweiten Kolbens 15.1 oder 15.2 jeweils in dem Zwischenbereich 21 des Hohlzylinders 14, so dass infolge des geringfügig größeren zweiten Durchmessers D2 des zylindrischen Zwischenbereichs 21 die Reibungsflächen 19 des jeweiligen Kolbens 15.1 und 15.2 keine Berührung mit der Innenwand des Zwischenbereichs 21 und auch noch keine Berührung mit einem der Reibungsbereiche R1 und R2 des Hohlzylinders 14 mit dem geringeren ersten Durchmesser D1 aufweisen.
Der erste oder zweite Kolben 15.1 oder 15.2 können sich somit in vorbestimmtem Umfang innerhalb des Hohlzylinders 14 des Gehäuses 12 bzw. des Zylinders Z gleitend bewegen, wobei lediglich eine geringe und im Allgemeinen vernachlässigbare Reibung auftritt. In diesem Zustand können sich die Kolben 15.1 oder 15.2 in dem reibungsfreien oder zumindest reibungsarmen Bereich bewegen, der nachstehend auch als Freilaufbereich bezeichnet wird. Die Kolben 15.1 und 15.2 können hierbei zu beiden Seiten ihres jeweiligen Nicht-Reibungsbereichs 20 gemäß den 4 bis 6 die zweite Verbindungseinrichtung 16 aufweisen, so dass die Möglichkeit besteht, den Kolben 15.1 oder 15.2 auf beiden Seiten mittels der zweiten Verbindungseinrichtung 16 gleitend zu lagern.
Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, gemäß der vereinfachten Darstellung in 2 den Kolben 15 (die jeweiligen Kolben 15.1 und 15.2) lediglich einseitig zu lagern, so dass auf dieser Seite die zweite Verbindungseinrichtung 16 angeordnet ist. Die Wirkung der vorliegenden Erfindung ist unabhängig davon, ob zu beiden Seiten des jeweiligen Kolbens 15.1 oder 15.2 die zweite Verbindungseinrichtung 16 angeordnet ist und ob der Kolben 15.1 oder 15.2 einseitig oder zweiseitig in dem Gehäuse 12 der Dämpfungsvorrichtung D gelagert ist. Gemäß 2 wird als Beispiel ohne Festlegung hierauf lediglich auf einer Seite die zweite Verbindungseinrichtung 16 aus dem Gehäuse 12 herausgeführt zur Befestigung mit einem festen Punkt relativ zu dem beweglichen Körper, beispielsweise in Form des Laugenbehälters 2, wobei der feste Punkt beispielsweise das Hauptgehäuse 1 der Wascheinrichtung W sein kann.
Auf der Basis der vorstehend beschriebenen Anordnung des ersten und zweiten Kolbens 15.1 und 15.2 gemäß den 4 und 5 wird nachstehend die Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den 6 und 7 erläutert.
Gemäß der Darstellung in 6 ist beispielsweise der zweite Kolben 15.2 in das Gehäuse 12 und speziell in den Hohlzylinder 14 der Dämpfungsvorrichtung D eingesetzt. Als Ausgangspunkt der Betrachtung dient eine Anordnung des Kolbens 15.2 derart, dass die jeweiligen Mittelachsen 18 des Kolbens 15.2 und des Hohlzylinders 14 und speziell des Zwischenbereichs 21 ungefähr miteinander übereinstimmen, so dass sich der zweite Kolben 15.2 in einer Mittelposition oder Referenzposition im Hohlzylinder 14 befindet. Eine gleichartige Anordnung ist erreichbar, indem der erste Kolben 15.1 in den Hohlzylinder 14 im Gehäuse 12 eingesetzt wird. Die nachfolgenden Betrachtungen beziehen sich beispielhaft auf den zweiten Kolben 15.2 gemäß 6, sind jedoch in gleicher Weise anwendbar auf den ersten Kolben 15.1.
Die Reibungsfläche 19, die an der äußeren zylindrischen Oberfläche des zweiten Kolbens 15.2 ausgebildet ist, umfasst die Ausdehnung bzw. zweite axiale Länge RK2. Im Falle des ersten Kolbens 15.1 ist dies entsprechend die Ausdehnung bzw. zweite axiale Länge RK1 der Reibungsfläche 19 des ersten Kolbens 15.1. Bei der Anordnung des zweiten Kolbens 15.2 im Hohlzylinder 14 mit ungefährer Überdeckung der jeweiligen Mittelachsen 18 ist die Reibungsfläche 19 des zweiten Kolbens 15.2 einerseits von dem ersten Reibungsbereich R1 des Hohlzylinders 14 um einen ersten Abstand d1 und andererseits um einen zweiten Abstand d2 von dem zweiten Reibungsbereich R2 beabstandet, wobei der erste und zweite Abstand d1 und d2 vorzugsweise jedoch nicht zwingend etwa gleich sind. Die beiden Abstände d1 und d2 sind Teil des Zwischenbereichs 21.
Der Zwischenbereich 21 weist somit in seiner Längsausdehnung in axialer Richtung einen Freilaufbereich FB auf, der bestimmt ist durch die Differenz zwischen der ersten axialen Länge ZB des Zwischenbereichs 21 und der jeweiligen zweiten axialen Länge RK1 oder RK2 der Reibungsfläche 19 des jeweiligen Kolbens 15 (15.1 oder 15.2). Der Freilaufbereich bzw. eine Ausdehnung oder axiale Länge FB des Freilaufbereichs in Verbindung mit dem ersten Kolben 15.1 innerhalb des Zwischenbereichs 21 ergibt sich somit zu FB = d1 + d2 = ZB – RK1. Für den zweiten Kolben 15.2 mit unterschiedlichen Abmessungen gegenüber dem ersten Kolben 15.1 ergibt sich entsprechend für die axiale Länge des Freilaufbereichs FB = d1 + d2 = ZB – RK2. Zur Bildung des Freilaufbereichs ist die erste axiale Länge ZB des Zwischenbereichs 21 größer als die jeweilige zweite axiale Länge RK1 oder RK2 des ersten oder zweiten Kolbens 15.1 oder 15.2. Es gilt somit RK1 < ZB oder RK2 < ZB.
Wird beispielsweise bei der Wascheinrichtung W der Laugenbehälter 2 (der den schwingungsfähig angeordneten Körper bildet) mit einem Waschgut gefüllt, dann wird die Masse des Körpers beispielsweise in Form des Waschlaugenbehälters 2 vergrößert und es bewegt sich der Laugenbehälter 2 in Folge der Schwerkraft nach unten, so dass sich die Position des Kolbens 15 (des ersten und zweiten Kolbens 15.1 und 15.2) in Richtung der Längsachse 17 verändert und somit die jeweiligen Mittelachsen 18 des Kolbens und des Zwischenbereichs 21 im Gehäuse 12 gegeneinander verschoben werden. Ist die Verschiebung in eine der Richtungen kleiner als der jeweilige Abstand d1 oder d2, dann gelangt die Reibungsfläche 19 des jeweiligen Kolbens 15.1 oder 15.2 nicht in einen der Reibungsbereiche R1 oder R2, so dass die Kolbenbewegung um den jeweiligen ersten oder zweiten Abstand d1 oder d2 annähernd reibungsfrei erfolgt.
Wird der erste und zweite Abstand d1 und d2 in entsprechender Weise dimensioniert, so dass bei vollständiger Beladung der Wascheinrichtung die Massenzunahme im Waschlaugenbehälter eine Versetzung infolge der Schwerkraft hervorruft, die kleiner ist als der erste und zweite Abstand d1 und d2, dann kann der gesamte Inhalt des Laugenbehälters 2 (des schwingungsfähig angeordneten Körpers) im Hinblick auf die Massezunahme bestimmt werden. Im Ergebnis wird die Versetzung des Laugenbehälters 2 infolge des eingebrachten Waschguts und die elastische Aufhängung durch die Aufhängevorrichtung 5 mittels der Sensoreinrichtung 8 erfasst, so dass in Verbindung mit den bekannten Federeigenschaften der Aufhängevorrichtung 5 oder einzelnen Befestigungselementen 4 die Masse an eingebrachtem Waschgut genau bestimmt werden kann. Die Versetzung des Laugenbehälters 2 erfolgt dabei annähernd reibungsfrei, so dass eine Verfälschung des Messergebnisses in Verbindung mit einer Behinderung der Versetzung des Laugenbehälters beispielsweise durch Reibung vermieden wird. Die Versetzung des Laugenbehälters 2 folgt somit eindeutig (linear oder entsprechend einer vorbestimmtem Kennlinie der Aufhängevorrichtung 5) der zusätzlich eingebrachten Masse an Waschgut, so dass die Erfassung dieser Versetzung zu einem genauen Erfassungsergebnis der Masse des eingebrachten Waschguts führt.
Die vorstehenden Erläuterungen sind davon ausgegangen, dass in einem Ruhezustand des Laugenbehälters, d. h. bei einer Position des Laugenbehälters 2 in unbeladenem Zustand, die jeweiligen Mittelachsen 18 des Kolbens 15.1 oder 15.2 und des Zwischenbereichs 21 ungefähr miteinander übereinstimmen. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die beiden Abstände d1 und d2 ungleich zu wählen, so dass einer der Abstände d1 oder d2 kleiner und der jeweils andere der beiden Abstände d1 oder d2 größer ist, und nach einer maximalen Beladung des Laugenbehälters 2 mit dem Waschgut die jeweiligen Mittelachsen 18 miteinander im Wesentlichen übereinstimmen oder lediglich einen geringen Versatz zueinander aufweisen. Auch in diesem Fall ist der jeweilige erste oder zweite Abstand d1 oder d2 (siehe 6) derart gewählt, dass sich der Kolben 15.1 oder 15.2 sowohl in unbelastetem Zustand als auch in maximal belastetem Zustand bei einer derartigen Position innerhalb des Hohlzylinders 14 befindet, und die jeweilige Reibungsfläche 19 nicht in Kontakt mit einem jeweiligen Reibungsbereich R1 oder R2 des Hohlzylinders 14 gelangt. Die freie und annähernd reibungsarme gleitende Bewegung des Kolbens 15.1 oder 15.2 kann somit in dem erforderlichen Bewegungsbereich stattfinden, so dass eine unverfälschte Messung bzw. Erfassung der Massenzunahme des Laugenbehälters 2 möglich ist. Bei weiteren Bewegungen in größerem Umfang (Amplitude) gelangt nach Überschreiten des ersten oder zweiten Abstands d1 oder d2 bei der Bewegung die Reibungsfläche 19 des jeweiligen Kolbens 15.1 oder 15.2 in einen der Reibungsbereiche R1 oder R2 des Hohlzylinders 14, so dass die gewünschte Dämpfung auftritt.
7 zeigt ein vereinfachtes Schaubild der Bewegungsmöglichkeiten des jeweiligen Kolbens 15.1 und 15.2 im Hohlzylinder 14 und auch in Verbindung mit dem Zwischenbereich 21. 7A zeigt die Reibungsbereiche R1 und R2 sowie den Freilaufbereich des jeweiligen Kolbens 15.1 und 15.2, der im Wesentlichen der Summe der Abstände d1 und d2 entspricht und wobei gilt ZB > RK1 oder ZB > RK2. Zur Vereinfachung ist symmetrisch hierzu die Mittelachse 18 eingetragen. Bei einer Bewegung des jeweiligen Kolbens 15.1 oder 15.2 über eine größere Bewegungslänge als der jeweilige erste und zweite Abstand d1 und d2 des Freilaufbereichs gelangt der Kolben 15.1 oder 15.2 mit seiner Reibungsfläche 19 in den ersten oder zweiten Reibungsbereich R1 oder R2, je nach Richtung der Bewegung des jeweiligen Kolbens 15.1 oder 15.2 entlang der Längsachse 17.
In Verbindung mit der Darstellung in 7A zeigt 7B auftretende Dämpfungskräfte, wobei die senkrechte Achse die Beträge auftretender Dämpfungskräfte zeigt. Wird bei der möglichen hin- und hergehenden Bewegung des Kolbens 15.1 oder 15.2 innerhalb des Hohlzylinders 14 eine Bewegung durchgeführt, die jeweils nach der einen oder anderen Seite relativ zur Mittelachse 18 des Zwischenbereichs 21 hinausgeht (die größer ist als der jeweilige erste oder zweite Abstand d1 oder d2), dann beginnt ein Kontakt der Reibungsfläche 19 des Kolbens 15.1 oder 15.2 mit einem der Reibungsbereiche R1 oder R2 im Hohlzylinder 14, wobei die Reibungskräfte (gemäß 7B die entsprechenden Beträge) allmählich ansteigen und ihr Maximum erreichen, wenn sich die jeweilige Reibungsfläche 19 eines der Kolben 15.1 oder 15.2 vollständig im ersten oder zweiten Reibungsbereich R1 oder R2 befindet.
Die 7a und 7b zeigen somit den Freilaufbereich, der aus der Summe des ersten und zweiten Abstands d1 und d2 besteht und innerhalb dessen sich der erste oder zweite Kolben 15.1 oder 15.2 annähernd reibungsfrei bewegen kann, wenn die erste vorbestimmte axiale Länge ZB des Zwischenbereichs 21 größer ist als die jeweilige zweite axiale Länge RK1 oder RK2 der Reibungsfläche 19 des Kolbens 15.1 ode 15.2. Mit der reibungsfreien Bewegung in diesem Bereich wird somit auch bei einer kleinen Belastung des schwingungsfähig angeordneten Körpers (im vorliegenden Beispiel des mehr oder weniger stark beladenen Laugenbehälters 2) eine reibungsarme oder annähernd reibungsfreie Bewegung oder Versetzung des Laugenbehälters 2 ermöglicht, so dass eine genaue Erfassung auch kleiner Versetzungen des Laugenbehälters 2 infolge einer geringen Beladung gewährleistet ist.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung besteht somit die Möglichkeit, eine Wägeeinrichtung oder Waage zu bilden, mit der die Masse des beweglichen Körpers, und hier die Masse des Laugenbehälters 2 auf einfache und genaue Weise erfasst werden kann. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann somit die Wägeeinrichtung gebildet werden durch die Aufhängevorrichtung 5 mit den Befestigungselementen 4, beispielsweise in Form der Dämpfungsvorrichtung D, sowie der Sensoreinrichtung 8 zur berührungslosen Erfassung einer mehrdimensionalen Bewegung oder Position des Laugenbehälters 2 relativ zu dem Hauptgehäuse 1. Es ist ferner die Auswerteeinrichtung 11 vorgesehen, die aus den Erfassungssignalen oder Messsignalen die Gesamtmasse des Laugenbehälters 2 oder die Zuladung des Laugenbehälters 2, beispielsweise in Form eines Waschguts, ermitteln kann. Die erfasste Zuladung an Waschgut kann beispielsweise dazu verwendet werden, den weiteren Betrieb der Wascheinrichtung W zu steuern, vorzugsweise im Hinblick auf eine zuzuführende Wassermenge oder Waschmittelmenge. Die Wägeeinrichtung oder Waage kann somit die vorstehend beschriebenen Komponenten 5, 8, 9, 10 und 11 umfassen.
– Zweites Ausführungsbeispiel
Unter Bezugnahme auf 8 wird nachstehend ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die Wirkungsweise und die grundsätzliche Anordnung des Kolbens 15, beispielsweise des ersten Kolbens 15.1 oder des zweiten Kolbens 15.2, in dem Hohlzylinder 14 des Gehäuses 12 (bzw. des Zylinders Z) der Dämpfungsvorrichtung D gemäß 8 ist gleichartig zu derjenigen gemäß 6. Der Kolben 15.1 oder 15.2 wird in den Hohlzylinder 14 in Gehäuse 12 eingesetzt und ist dort gleitend gelagert. Die einseitige oder beidseitige Anordnung der zweiten Verbindungseinrichtung 16 sowie eine entsprechende gleitende Lagerung sind zur Vereinfachung der Darstellung in 8 weggelassen.
Gegenüber der Anordnung gemäß 6 ist die Anordnung gemäß 8 und dem zweiten Ausführungsbeispiel in der Weise unterschiedlich, dass für einen der beiden Reibungsbereiche R1 oder R2 des Hohlzylinders 14 ein Einsatzelement 23 vorgesehen ist, das seinerseits in dem Gehäuse 12 in dem Hohlzylinder 14 gleitend angeordnet ist. Gemäß 8 ist beispielsweise der zweite Reibungsbereich R2 in dem Einsatzelement 23 in seiner inneren Oberfläche ausgebildet, und das im Wesentlichen hohlzylindrische Einsatzelement 23 ist in den Hohlzylinder 14 in dem Bereich eingesetzt, in dem beispielsweise gemäß 6 der zweite Reibungsbereich R2 angeordnet bzw. ausgebildet ist.
Ferner ist der erste Reibungsbereich R1 gemäß 8 in gleichartiger Weise ausgeführt wie der erste Reibungsbereich R1 gemäß 6, wobei zwischen den beiden Reibungsbereichen R1 und R2 ungeachtet ihrer Anordnung und Ausführung der Zwischenbereich 21 mit einem größeren zweiten Durchmesser D2 des Hohlzylinders 14 im Vergleich zu dem geringeren ersten Durchmesser D1 angeordnet ist.
Wird das Einsatzelement 23 auf der entsprechenden Seite (beispielsweise auf der rechten Seite in 8) des Hohlzylinders 14 eingesetzt, dann stellt das Einsatzelement 23 den zweiten Reibungsbereich R2 bereit, wobei in Folge der gleitenden Anordnung des Einsatzelements 23 die Position desselben und damit des zweiten Reibungsbereichs R2 in einem vorbestimmten Umfang veränderbar ist, indem das Einsatzelement 23 in entsprechender Weise in dem Hohlzylinder 14 in Richtung der Längsachse 17 verschoben und positioniert werden kann. Nach Festlegung einer Position des Einsatzelements 23 mit dem zweiten Reibungsbereich R2 wird die in 6 bereits veranschaulichte Anordnung bereitgestellt, so dass nach Einsetzen des Kolbens 15.1 oder 15.2 in den Hohlzylinder 14 (wie es in 8 gestrichelt dargestellt ist) in gleicher Weise ein Freilaufbereich gebildet wird, der eine nahezu reibungsfreie Bewegung des Kolbens 15.1 oder 15.2 in dem Hohlzylinder 14 entlang dem ersten und zweiten Abstand d1x und d2x gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel und 8 gewährleistet. Die beiden Abstände d1x und d2x in den Endbereichen des Zwischenbereichs 21 (und angrenzend in axialer Richtung an die Reibungsfläche 19 des Kolbens 15.1 oder 15.2) entsprechen der Funktion des ersten und zweiten Abstands d1 und d2 gemäß 6.
In Abwandlung zur Anordnung gemäß 6 kann gemäß der vorstehenden Beschreibung das Einsatzelement 23 in vorbestimmtem Umfang in axialer Richtung entlang der Längsachse 17 verschoben werden, so dass der Zwischenbereich 21 hinsichtlich seiner ersten axialen Länge ZB verändert werden kann und somit auch die beiden Abstände d1x und d2x (bei unveränderten Abmessungen der Reibungsfläche des jeweiligen Kolbens 15.1 oder 15.2) vergrößert oder verkleinert werden können. Hierdurch wird ebenfalls die Mittelachse 18 des Zwischenbereichs 21 in ihrer Funktion als Mittelachse entsprechend verschoben, wobei auch die beiden Abstände d1x und d2x in ihrer Größe verändert werden, wenn in einer Grundposition der in den Hohlzylinder 14 eingesetzte Kolben (beispielsweise der erste oder zweite Kolben 15.1 oder 15.2) derart positioniert wird, dass seine Mittelachse 18 mit der Mittelachse 18 des Zwischenbereichs (zumindest ungefähr) übereinstimmt.
Mittels der in 8 gezeigten Anordnung der Dämpfungsvorrichtung D gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel besteht die Möglichkeit, den Freilaufbereich des Kolbens 15, 15.1 oder 15.2, der keine oder lediglich eine vernachlässigbare Reibung aufweist und der repräsentiert wird durch die beiden Abstände d1x und d2x, in ihrer axialen Länge zu verändern, so dass in Abhängigkeit von Anwendungen oder gewünschten Funktionen (Eigenschaften) der Dämpfungsvorrichtung D eine Anpassung von Grund- oder Referenzpositionen eines jeweiligen Kolbens (15, 15.1, 15.2) im Hohlzylinder 14 gewährleistet ist. Der Zwischenbereich 21 kann somit im Umfang von Null bis zu einem von den Dimensionen der gesamten Anordnung abhängigen Maximalwert verstellt werden. Sinnvoll ist eine Einstellung des Zwischenbereichs 21 derart, dass im Zusammenwirken mit der Bewegung des jeweiligen Kolbens 15.1 oder 15.2 ein gewünschter oder erforderlicher Freilaufbereich geschaffen wird, dass somit die beiden Abstände d1x und d2x relative zu der Reibungsfläche 19 des Kolbens 15.1 oder 15.2 den Freilaufbereich ermöglichen, wobei die erste axillae Länge ZB des Zwischenbereichs 21 größer ist als die zweite axiale Länge RK1 ode RK2 der Reibungsfläche 19 des jeweiligen Kolbens 15.1 oder 15.2.
In 8 ist das Einsatzelement auf der in der Darstellung rechten Seite der 8 veranschaulicht. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die einseitige Anordnung festgelegt, vielmehr kann ein gleichartiges oder ähnliches Einsatzelement wie das vorstehend beschriebene Einsatzelement 23 auch beidseitig des Zwischenbereichs 21 angeordnet werden. Es ist damit eine Verstellmöglichkeit auf beiden Seiten des Zwischenbereichs 21 gegeben.
Wird das Einsatzelement 23 in den Hohlzylinder 14 auf dessen einer Seite (beispielsweise auf der rechten Seite in 8) eingesetzt und entsprechend positioniert, dann wird das Einsatzelement 23 mittels geeigneter Einrichtungen fixiert, so dass im Einsatz eine unerwünschte Verschiebung vermieden wird. Zur Vereinfachung der Darstellung in 8 sind die entsprechenden Einrichtungen zur Befestigung oder Fixierung des Einsatzelements 23 im Hohlzylinder 14 nicht gezeigt.
Im Ergebnis werden mit der Anordnung der Dämpfungsvorrichtung D gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die gleichen Wirkungen und Vorteile erzielt, wie sie mit der Anordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erzielt werden, wobei zusätzlich mit der Anordnung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eine einfache Verstellbarkeit des Zwischenbereichs 21 und damit des Freilaufbereichs möglich ist. Grundsätzlich kann der Freilaufbereich durch ein entsprechendes Verschieben des Einsatzelements 23 derart gezielt verändert werden, dass ein Maximalwert des Freilaufbereichs erreicht wird, der in Abhängigkeit von den grundsätzlichen Dimensionen der Dämpfungsvorrichtung D (Abmessungen des Zwischenbereichs 21 und der Reibungsfläche 19) bestimmt werden kann, und es kann im weiteren Extremfall der Freilaufbereich für bestimmte Anwendungen auf annähernd Null in Abhängigkeit von speziellen Anwendungen oder Situationen reduziert werden. Eine Verstellbarkeit zwischen diesen extremen Werten ist somit auf einfache Weise gewährleistet.
Der Freilaufbereich zum Zulassen einer reibungsfreien oder zumindest reibungsarmen Bewegung des jeweiligen Kolbens 15, 15.1 oder 15.2 besteht somit bei der Anordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus den festen Werten (dem ersten und zweiten Abstand) d1 + d2. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel besteht somit der Freilaufbereich aus den einer Verstellung und damit einer Veränderung unterliegenden beiden Abständen d1x + d2x.
In den Darstellungen der Anordnungen gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel, beispielsweise in den 6 und 8, sind in einem Bereich des Hohlzylinders 14 zwischen dem Zwischenbereich 21 und dem ersten und zweiten Reibungsbereich R1 und R2 die Übergangsbereiche 22 bestimmt, die einen sanften Übergang der Bewegung des Kolbens 15.1 oder 15.2 im Hohlzylinder 14 vom Freilaufbereich FB zum jeweiligen Reibungsbereich R1 oder R2 ermöglichen. Zur weiteren Bereitstellung eines sanften Übergangs zwischen dem Freilaufbereich (axiale Länge FB) gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel kann der Reibbelag des ersten und zweiten Reibungsbereichs R1 und R2 benachbart zu dem jeweiligen Übergangsbereich 22 nicht über die gesamte Umfangsfläche des Hohlzylinders 14 vorgesehen sein, sondern kann sich mit einem zunehmenden Abstand zu dem jeweiligen Übergangsbereich 22 allmählich auf die gesamte innere Umfangsfläche des Hohlzylinders 14 erweitern, so dass nach einem vorbestimmten Abstand einer Position in dem ersten oder zweiten Reibungsbereich R1 oder R2 von einem jeweiligen Übergangsbereich 22 die innere Umfangsfläche des Hohlzylinders 14 vollständig mit dem Reibbelag ausgestattet ist und somit die volle Reibung und damit auch maximale Reibungs- und Dämpfungskräfte durch die Dämpfungsvorrichtung D gemäß den beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen aufgebracht werden kann.
Es wird somit bei der Bewegung des Kolbens 15.1 oder 15.2 im Hohlzylinder 14 der Dämpfungsvorrichtung D nach Eintritt der Reibungsfläche 19 des jeweiligen Kolbens 15.1 und 15.2 in einen der beiden Reibungsbereiche R1 oder R2 positionsabhängig mit zunehmendem Abstand zu dem Übergangsbereich 22 eine Zunahme der Dämpfungskraft erreicht, so dass eine positionsabhängige progressive Kennlinie der Dämpfungskraft gebildet wird.
Zur Veranschaulichung des Aufbaus und der Wirkungsweise der Dämpfungsvorrichtung D gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel sind die Darstellungen in den Figuren schematisch und vereinfacht. In einer realen Ausführung der Dämpfungsvorrichtung D gemäß den beiden Ausführungsbeispielen ist der innere Durchmesser des Zwischenbereichs 21, in dem in Verbindung mit der Reibungsfläche 19 eines jeweiligen Kolbens 15.1 oder 15.2 keine Reibung auftritt, nur geringfügig größer als der Innendurchmesser des Hohlzylinders der beiden Reibungsbereiche R1 oder R2, da lediglich in dem Zwischenbereich 21 eine Berührung des Zwischenbereichs mit der Reibungsfläche 19 des jeweiligen Zylinders 15.1 und 15.2 vermieden wird.
Hinsichtlich des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß 8 ist der Innendurchmesser des Zwischenbereichs 21 vorzugsweise etwa gleich dem Innendurchmesser des Hohlzylinders 14 in dem Bereich, in dem das Einsatzelement 23 verschiebbar eingesetzt ist. Es kann auch der Innendurchmesser des Bereichs des Hohlzylinders 14, in den das Einsatzelement 23 eingesetzt wird, größer sein als derjenige des Zwischenbereichs 14, wobei dann das Einsatzelement 23 im Umfang des Bestehens dieses größeren Durchmessers zur Verstellung des Freilaufbereichs mit der axialen Länge FB = d1x + d2x in Richtung der Längsachse 17 zur Positionierung verschoben werden kann.
Eine Erfassung der Masse des Laugenbehälters 2 bzw. eine Erfassung der Masse der Zuladung (beispielsweise des eingebrachten Waschguts oder auch einer weiteren Wassermenge zur bedarfsweisen Veränderung der Konzentration der Waschlauge) kann hierbei relativ zu der sich ergebenden oder voreingestellten Ruheposition oder Referenzposition des Kolbens 15, 15.1 oder 15.2 im Hohlzylinder 14 der Dämpfungsvorrichtung D erfolgen, wobei diese Situation mittels der Sensoreinrichtung 8 erfasst wird. Bei der Beladung bewegt sich der Laugenbehälter 2 in Folge der Masse des eingebrachten Waschguts und der Schwerkraft nach unten, so dass der Kolben 15, 15.1 oder 15.2 im Hohlzylinder 14 innerhalb des Freilaufbereichs FB annähernd kräftefrei bewegt wird.
– Drittes Ausführungsbeispiel
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend in Verbindung mit der Zeichnung an Hand der Darstellung von zylindrischen oder hohlzylindrischen Elementen und Bauteilen mit einem (zumindest annähernden) Kreisquerschnitt beschrieben. Die zylindrischen Elemente sind hierbei der Hohlzylinder 14 sowie die Kolben 15, 15.1 und 15.2 (3 bis 5).
Das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung bzw. Dämpfungsvorrichtung D kann ebenfalls in einer alternativen Anordnung verwirklicht werden, indem anstelle der vorstehend beschriebenen zylindrischen oder hohlzylindrischen Elemente mit annäherndem Kreisquerschnitt entsprechende zylindrische Elemente verwendet werden, die im Wesentlichen eine U-förmige Ausgestaltung aufweisen und damit vom Kreisquerschnitt abweischen. Derartige beispielsweise aus U-förmigen Profilen oder Biegeteilen gebildete Elemente sind in 9 (9A und 9B) gezeigt.
In gleichartiger Weise wie das Einsetzen des Kolbens 15, 15.1 und 15.2 in den Hohlzylinder 14 des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels kann in ein erstes U-förmiges Element E1 (äußeres Element) ein zweites U-förmiges Element E2 (inneres Element) zur gleitenden Lagerung eingesetzt werden, wobei das erste U-förmige Element E1 gringfügig größere Abmessungen (betreffend Innenmasse) aufweist als das zweite U-förmige Element E2 (betreffend Außenmasse), das in das erste U-förmige Element E1 eingestzt wird.
Gemäß 9A stellt das erste U-förmige Element E1 die Funktion des Hohlzylinders 14 des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels bereit, und stellt des zweite U-förmige Element die Funktion des Kolbens 15, 15.1 oder 15.2 des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels bereit. Es werden gleichartige Wirkungen und Vorteile bei allen drei Ausführungsbeispielen erzielt. Die vorstehend in Verbindung mit dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel beschriebene Anordnung von Mittelachsen 18 ist in gleicher Weise und ohne Einschränkung bei der Anordnung gemäß 9 anwendbar.
Das erste U-förmige Element E1 enstprechend dem Hohlzylinder 14 weist in Endbereichen eine erste Weite W1 auf, die dem ersten Durchmesser D1 beispielsweise gemäß 3 entspricht. In einem mittleren Bereich liegt eine zweite Weite W2 vor, die geringfügig größer ist als die erste Weite W1. Es gilt W1 < W2. Der mittlere Bereich entspricht dem Zwischenbereich 21 beispielsweise von 3. Die zweite Weite W2 entspricht dem zweiten Durchmesser D2 des Hohlzylinders 14 gemäß 3. Im Bereich der ersten Weite W1 weist das U-förmige Element E1 die Reibungsbereiche R1 und R2 auf, die in gleicher Weise wie bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel ausgebildet sind. Mit dem in 9A gezeigten ersten U-förmigen Element E1 können die Reibungsbereiche lediglich auf einer der einander gegenüber liegenden Flächen des jeweiligen Endbereichs oder auf beiden gegenüber liegenden Flächen ausgebildet werden, oder sie können nicht auf der gesamten Fläche ausgebildet sein.
9B zeigt das zweite U-förmige Element E2, das hinsichtlich seiner Abmessungen in das erste U-förmige Element E1 gleitend eingesetzt werden kann. Das zweite U-förmige Element E2 weist als äußere Weite eine dritte Weite W3 auf, die derart ausgebildet ist, dass sie in dem durch das erste U-förmige Element E1 gebildeten Hohlraum oder Innenraum mit zumindest der ersten Weite W1 gleitend eingesetzt weden kann. Das zweite U-förmige Element E2 umfasst wie die Kolben 15, 15.1 oder 15.2 eine Reibungsfläche 19, die auf einer vorbestimmten Länge RK3 in der Längserstreckung des zweiten U-förmigen Elements E2 ausgebildet ist und bei einer Bewegung in dem ersten U-förmigen Element E1 außerhalb des Zwischenbereichs ZB Reibungskräfte erzeugen kann. Hierzu ist die Länge RK3 der Reibungsfläche 19 des zweiten U-förmigen Elements E2 kleiner als die Länge des Zwischenbereichs ZB, so dass in gleicher Weise wie gemäß der Darstellung in 6 erste und zweite Abstände gebildet werden, die den Freilaufbereich FB einer annähernd reibungsfreien Bewegung bestimmen.
Das zweite U-förmige Element E2 kann nach dem Einsetzen in das erste U-förmige Element E1 beispielsweise darin gleitend gelagert werden, indem eine äußere Bodenfläche B2 des zweiten U-förmige Elements E2 auf einer inneren Bodenfläche B1 des ersten U-förmige Element E1 aufliegt und gleited. Die beiden Bodenflächen B1 (innen bei E1) und B2 (außen bei E2) weisen keine Reibungsbereiche oder Reibungsflächen auf, sondern ermöglichen (ungeachtet der vorstehend beschriebenen Reibungsbereiche und Reibungsflächen) eine leicht gleitende Lagerung und Führung bei der Bewegung des zweiten U-förmigen Elements E2 im ersten U-förmigen Element E1. Das erste U-förmige Element E1 kann ferner (in 9 nicht gezeigte) Einrichtungen aufweisen, die ein Herausgleiten des zweiten U-förmigen Elements E2 verhindern, so dass die Betriebssicherheit und die Lebensdauer verbessert werden können.
Derartige U-förmige Elemente (wie E1 und E2) lassen sich in Verbindung mit einer einfachen Anordnung kostengünstig herstellen, zusammensetzen und in ein Gerät einbauen. Die jeweiligen U-förmigen und ineinander greifenden Elemente im Sinne eines Zylinders und eines Kolbens lassen sich beispielsweise als Blechbiegeteile vergleichsweise einfach fertigen, wobei in weiteren nachfolgenden oder vorherigen Arbeitsgängen die Ausgestaltung der relevanten Oberflächen mit den Reibungsbereichen oder Reibungflächen vorgenommen werden kann.
Weiter alternativ kann lediglich des erste U-förmige Element E1 die U-förmige Struktur aufweisen, während das zweite Element auch als ein Hohlprofil oder Vollprofil mit entsprechend gestalteten Oberflächgen gebildet sein kann. In jedem Fall werden dieselben Vorteile und Wirkungen erreicht, wie sie mit den weiteren vorstehend beschriebenen Anordnungen der Dämpfungsvorrichtung D gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel erhalten werden.
Es werden im Ergebnis keine zusätzlichen Elemente oder Bauteile im Hinblick auf eine Dämpfungsvorrichtung oder eine Wägeeinrichtung benötigt, da mit der erfindungsgemäßen Anordnung der Dämpfungsvorrichtung D gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen einerseits in dem Freilaufbereich ohne eine die Erfassung verfälschende Reibung die Masse des schwingungsfähig angeordneten Körpers, beispielsweise die Masse des Laugenbehälters 2 bzw. die Masse der Beladung ermittelt werden kann, und gleichzeitig bei dem Betrieb der Wascheinrichtung W mit den im Allgemeinen größeren Amplituden der Schwingungen des Laugenbehälters 2 (der Schwingungen des schwingungsfähig angeordneten Körpers) der Kolben 15.1 und 15.2 oder E2 in einen jeweiligen Reibungsbereich R1 oder R2 gelangt und dann die erforderlichen Dämpfungskräfte aufgebracht werden.
Dies kann in der Anwendung der vorliegenden Erfindung bei der Wascheinrichtung W beispielsweise bei Schleudervorgängen auftreten, wenn das Waschgut in zufälliger Lage in der Trommel 3 eine Unwucht verursacht. Zur Erfassung der Vergrößerung der Beladung (Zuladung) können die Mittelachsen 18 der Kolben mit der Mittelachse 18 des Hohlzylinder 14 (im Zwischenbereich 21) ungefähr als Ruhe- oder Ausgangsposition übereinstimmen, oder es können die Mittelachsen 18 der jeweiligen Kolben 15.1 ode 15.2 etwas oberhalb der Mittelachse 18 des Hohlzylinders 14 liegen, wenn eine vorbestimmte Zuladung bzw. Massenvergrößerung zu erwarten ist (beispielsweise eine Beladung bis zu einer maximalen Belastung der Wascheinrichtung W). Die Dämpfungsvorrichtung D gemäß den beschriebenen Ausführungsbeispielen gewährleistet neben einer kompakten und einfachen Ausführung eine kostengünstige Herstellung und Montage mit einem geringen Aufwand.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006027295 A1 [0003]
DE 10225335 A1 [0004]
DE 19950474 A1 [0005]
DE 10046712 A1 [0005]

Claims

Dämpfungsvorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen eines schwingungsfähig angeordneten Körpers (2), mit – einem Gehäuse (12) und einem in Inneren des Gehäuses (12) ausgebildeten Hohlzylinder (14), in den in axialer Richtung des Gehäuses (12) beweglich ein Kolben (15, 15.1, 15.2) angeordnet ist, – einem ersten und zweiten im Hohlzylinder (14) gebildeten Reibungsbereich (R1, R2), die durch einen Zwischenbereich (21) mit einer ersten vorbestimmten axialen Länge (ZB) beabstandet sind und in dem keine Reibung auftritt, und – einer an der äußeren Oberfläche des Kolbens (15, 15.1, 15.2) ausgebildeten Reibungsfläche (19) mit einer zweiten vorbestimmten axialen Länge (RK1, RK2), wobei – die erste vorbestimmte axiale Länge (ZB) des Zwischenbereichs (21) größer ist als die zweite vorbestimmte axiale Länge (RK1, RK2) der Reibungsfläche (19) des Kolbens (15, 15.1, 15.2).
Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der im Inneren des Gehäuses (12) gebildete Hohlzylinder (14) bei den Reibungsbereichen (R1, R2) einen ersten Durchmesser (D1) aufweist, und in dem Zwischenbereich (21) einen zweiten Durchmesser (D2) aufweist, und der erste Durchmesser (D1) kleiner ist als der zweite Durchmesser (D2).
Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, des Weiteren mit zumindest einem Einsatzelement (23), das in den Hohlzylinder (14) eingesetzt und in Richtung der Längsachse (17) axiale verschiebbar angeordnet ist, wobei das zumindest eine Einsatzelement (23) einen Hohlzylinderteil umfasst, der den Reibungsbereich (R1, R2) aufweist.
Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei das zumindest eine Einsatzelement (23) einen Hohlzylinder bildet, dessen äußerer Durchmesser dem zweiten Durchmesser (D2) des Zwischenbereichs (21) und dessen innerer Durchmesser dem ersten Durchmesser (D1) des ersten und zweiten Reibungsbereichs (R1, R2) entspricht.
Dämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Kolben (15, 15.1, 15.2) als gerader Kreiszylinder ausgebildet ist und die Reibungsfläche (19) mit der zweiten axialen Länge (RK1, RK2) auf der gesamten ersten oder zweiten Kolbenlänge (dK1, dK2) oder einem Teil derselben ausgebildet ist.
Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Reibungsfläche (19) des Kolbens (15, 15.1, 15.2) bezüglich der Längsausdehnung des Kolbens in Richtung der Längsachse (17) in einem mittleren Bereich des Kolbens (15, 15.1, 15.2) symmetrisch zu einer Mittelachse (18) oder versetzt zu der Mittelachse (18) angeordnet ist.
Dämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Kolben (15, 15.1, 15.2) bei seiner gleitenden Bewegung in dem Hohlzylinder (14) einen vorbestimmten reibungsfreien Freilaufbereich (FB), aufweist, der durch die Differenz zwischen der ersten axialen Länge (ZB) des Zwischenbereichs (21) und der zweiten axialen Länge (RK1, RK2) der Reibungsfläche (19) des Kolbens (15, 15.1, 15.2) bestimmt ist.
Wägeeinrichtung zum Erfassen der Masse eines Behälters oder seiner Beladung, mit – einer Aufhängevorrichtung (5) zum elastischen Aufhängen des Behälters, – einer Sensoreinrichtung (8, 9, 10) zur Erfassung der Bewegung des Behälters in Folge der Zuladung und Ausgeben von Erfassungssignalen als Maß für die Masse der Zuladung, und – einer Auswerteeinrichtung (6, 11) zum Auswerten der Erfassungssignale zur Bestimmung der Masse der Zuladung des Behälters (2), wobei – die Aufhängevorrichtung (5) zumindest eine Dämpfungsvorrichtung (D, 4) gemäß den Ansprüchen 1 bis 7 aufweist.