СТИРАЛЬНАЯ МАШИНА С ФРОНТАЛЬНОЙ ЗАГРУЗКОЙ
FRONT-LOADED WASHING MACHINE

Область техники
Изобретение относится к машине для обработки белья с фронтальной загрузкой, в частности стиральной машине, с упруго подвешенным в корпусе машины баком для стирального раствора и вращаемым в баке для стирального раствора стиральным барабаном, с манжетой из эластичного материала, которая обеспечивает водонепроницаемое соединение кромки фронтального загрузочного отверстия бака для стирального раствора с загрузочным отверстием корпуса, а также с закрывающим загрузочное отверстие корпуса люком, имеющим выпуклую в сторону внутренней части барабана насадку в виде усеченного конуса.
Под термином «усеченный конус» в дальнейшем следует понимать коническое тело с любым основанием и с постоянной кривизной любого радиуса, например с круглым, овальным, эллипсоидным или яйцеобразным основанием. Ниже изобретение описывается на примере стиральной машины, однако оно может применяться и в сушильных машинах.
Уровень техники
Чтобы в известных стиральных машинах вышеупомянутого типа предотвратить застревание поднятого наверх в процессе стирки белья на горшкообразной насадке люка, в верхней области этой насадки формируется ориентированный вовнутрь скос. Белье может скользить по этому скосу и под действием силы тяжести падать обратно в барабан. Такая простая форма устройства отклонения белья применяется во многих стиральных машинах.
В особом варианте исполнения скошенной насадки люка, согласно DE 10228602 А1, направленная вовнутрь область насадки люка имеет строение в виде следующих друг за другом плоских возвышений и углублений. Такое волнистое или рифленое строение насадки люка, вдающейся в область обработки белья, должно усиливать механическое воздействие на стираемые вещи. С точки зрения функции отклонения белья предлагаемый вариант не дает положительного эффекта, так как в результате структурирования поверхности не образуется отклоняющих элементов, зато производится работа смятия, воздействующая на малые области тканей.
В работающей стиральной машине, в особенности во время центрифугирования, возникают обусловленные дисбалансом колебания упруго подвешенной системы, состоящей из бака для стирального раствора и стирального барабана. Кроме того, хотя и в меньшей степени, односторонне установленный на подшипнике стиральный барабан колеблется относительно бака для стирального раствора. Во избежание взаимного трения барабана и стационарно закрепленной манжеты между ними должно сохраняться достаточное расстояние. То же самое справедливо в отношении расстояния между кромкой загрузочного отверстия барабана и вдающейся во внутреннюю часть барабана насадкой люка. Исходя из этих условий в конструкции между кромкой барабана, манжетой и насадкой люка имеется кольцевой зазор, который опасен тем, что при работе стиральной машины части белья попадают в этот зазор и при вращении барабана и вызванном этим перемещении белья трутся о стационарно закрепленную манжету. Такое трение может повредить как белье, так и манжету.
С увеличением размера барабана и ширины его загрузочного отверстия усиливается тенденция, согласно которой белье при стирке или центрифугировании перемещается от задней стенки стирального барабана к его передней стенке. Помимо опасности повреждения белья и манжеты в результате взаимного трения силы трения обуславливают повышенную нагрузку на приводной двигатель барабана. При заданном числе оборотов двигателя увеличивается развиваемый по необходимости движущий момент.
Белье, перемещаемое во время вращения барабана, может оказаться зажатым в зазоре между кромкой стирального барабана и манжетой, что значительно повышает опасность повреждения белья, а также может затруднить или вообще остановить вращение барабана при стирке и центрифугировании. В результате возникает избыточная нагрузка на приводной двигатель. Этого следует опасаться в особенности тогда, когда барабан заполнен бельем до максимально допустимой вместимости.
Чтобы устранить вышеупомянутые опасности, устройства отклонения белья разрабатываются в виде дополнительных деталей наряду с насадками люка. В DE 10359011 В3 предлагается поместить кольцевое эластичное устройство отклонения белья на баке для стирального раствора таким образом, чтобы пространство между насадкой люка и манжетой оказалось заполнено как минимум частично. Достигаемое таким образом сужение кольцевого зазора уменьшает опасность проникновения белья в это пространство.
В DE 202004012221 U1 описывается устройство отклонения белья, закрепляемое в верхней области загрузочного отверстия бака для стирального раствора и охватывающее область, окруженную манжетой. Устройство для отклонения белья имеет сечение в виде треугольника с симметричными или асимметричными сторонами. Вершина треугольника направлена сверху к центру загрузочного отверстия. Треугольная форма обеспечивает отклонение белья в обоих направлениях вращения: при симметричном треугольнике - с одинаковой силой, при асимметричном треугольнике - с силой, зависящей от направления вращения. Стираемые вещи при этом перемещаются в вертикальном направлении. В целях уменьшения трения об устройство для отклонения белья это устройство снабжается покрытием с хорошими антифрикционными свойствами.
На практике, однако, обнаруживается, что применение вышеперечисленных устройств отклонения белья все же вызывает повреждение белья, а нежелательное трение о манжету, тем не менее, не устраняется.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является доработка конструкции вышеописанной стиральной машины без применения дополнительных встроенных деталей таким образом, чтобы сохранить и даже усилить функцию отклонения белья, не рискуя повредить белье в результате трения о манжету при работе стиральной машины, и чтобы повысить надежность работы стиральной машины в части привода стирального барабана. Реализация изобретения и преимущества, получаемые вследствие его применения, должны достигаться с максимально малыми затратами.
Согласно изобретению эта задача решается признаками, раскрываемыми в пункте 1 формулы изобретения. Выгодные варианты исполнения изобретения раскрываются в зависимых пунктах формулы изобретения, а их признаки могут применяться по отдельности или в любой комбинации друг с другом или с признаками пункта 1 формулы изобретения.
Стиральная машина, сконструированная согласно предлагаемому изобретению, отличается тем, что поверхность насадки люка имеет как минимум один фасонный вырез, начинающийся в области максимального диаметра усеченного конуса и образующий повышающуюся серповидную поверхность, простирающуюся вдоль поверхности в направлении внутренней части барабана до области минимального диаметра усеченного конуса. Серповидная поверхность образует поверхность скольжения с подъемом, направленным вовнутрь барабана, и обеспечивает практически полное отсутствие трения между вращающимся бельем и поверхностью насадки люка, выполняемой в большинстве случаев из стекла.
А именно, благодаря насадке люка согласно изобретению при вращении барабана на белье воздействует сила, один из векторов которой аналогично винтовому транспортеру направлен по касательной к поверхности насадки люка, а другой вектор направлен соосно вовнутрь барабана. В частности, этот соосный вектор направляет прижимаемое к фронтальной области барабана белье обратно в среднюю часть барабана и не позволяет белью достигнуть критической области зазора между манжетой и насадкой люка, вообще не допуская контакта с манжетой.
Динамика возникающей силы зависит прежде всего от числа оборотов барабана, воздействие силы на белье усиливается при ускорении барабана. Тем самым, и в особенности за счет действующего в осевом направлении вектора силы, действие выполненной согласно изобретению насадки люка принципиально отличается от принципа действия известных устройств отклонения белья, не говоря уже о значительном уменьшении трения между поверхностями устройства отклонения белья согласно изобретению и бельем.
Как описано выше, при увеличении числа оборотов барабана усиливается тенденция, согласно которой белье или его части выдавливаются вперед из отверстия барабана. Преимущество исполнения насадки люка согласно изобретению заключается в том, что в равной мере, то есть при увеличении числа оборотов барабана, усиливается тенденция, согласно которой направленная вовнутрь барабана сила смещает белье обратно в барабан.
Для создания различных отклоняющих эффектов, ориентированных на технологию стирки, серповидный вырез может иметь непостоянные размеры и форму. В отличие от предпочтительной формы с постоянным углом подъема серповидный вырез на своем протяжении местами может иметь неравномерный угол подъема. Отклоняющий эффект насадки люка может зависеть в том числе от того, что в области выреза поверхность насадки люка местами может иметь переменный угол конуса.
В варианте исполнения изобретения насадка люка имеет два противоположно направленных выреза, за счет чего отклоняющий эффект достигается в обоих направлениях вращения барабана. В зависимости от того, эксплуатируется ли стиральная машина преимущественно с равномерным реверсом, или же она эксплуатируется с предпочтительным направлением вращения, противоположно направленные вырезы выполняются симметричными или асимметричными. Симметричная форма исполнения обуславливает приложение к белью равновеликих отклоняющих сил в обоих направлениях вращения. В предпочтительной асимметричной форме исполнения в основном направлении вращения создается более сильный отклоняющий эффект, чем в противоположном направлении вращения.
В стиральной машине согласно изобретению уменьшается трение белья в области загрузочного отверстия, а также опасность выталкивания белья из загрузочного отверстия барабана. Насадка люка согласно изобретению обеспечивает особо щадящее отталкивание белья от загрузочного отверстия. В значительной степени уменьшается повреждение стираемых вещей вследствие трения, а срок службы манжеты увеличивается.
За счет уменьшения трения снижается также нагрузка на приводной двигатель барабана. Потребление энергии приводным двигателем барабана уменьшается, торможение вращения барабана вследствие зажима частей белья эффективно устраняется. По сравнению с конфигурациями машин, в которых не используется изобретение, появляется возможность использования двигателей меньшей мощности, что может означать снижение стоимости. Еще одно преимущество заключается в том, что применение изобретения позволяет заметно уменьшить уровень шума, слышимого пользователем.
Дополнительные затраты, связанные с изобретением, ограничиваются разовым изготовлением измененной пресс-формы для отливки насадки люка особой конструкции. Процесс изготовления насадки люка и процесс ее монтажа на загрузочный люк остаются неизменными. Доводочные работы или дополнительные встроенные детали не требуются.
Краткое описание чертежей
Изобретение подробно поясняется ниже на основании вариантов исполнения, представленных на чертежах.
На чертежах изображено:
Фиг.1: стиральная машина согласно современному уровню техники;
Фиг.2: насадка люка согласно изобретению (первый вариант исполнения), вид со стороны минимального диаметра конуса;
Фиг.3: насадка люка согласно фиг.2, вид с той же стороны, трехмерное изображение, со штриховкой.
Фиг.4: насадка люка согласно фиг.2, вид сбоку (насадка люка повернута на 90° относительно монтажного положения);
Фиг.5: насадка люка согласно фиг.2, вид как на фиг.4, но в монтажном положении и со штриховкой;
Фиг.6: насадка люка согласно фиг.2, перспективный вид со штриховкой;
Фиг.7: другой вариант исполнения насадки люка, вид как на фиг.2;
Фиг.8: насадка люка согласно фиг.7, вид как на фиг.3;
Фиг.9: насадка люка согласно фиг.7, вид как на фиг.4;
Фиг.10: насадка люка согласно фиг.7, вид как на фиг.5.
Осуществление изобретения
На фиг.1 представлен схематичный перспективный вид спереди стиральной машины 1 согласно современному уровню техники. В корпусе стиральной машины упруго подвешен бак 2 для стирального раствора, в котором на горизонтальной оси с возможностью вращения установлен барабан 4, предназначенный для загрузки белья. На фронтальных стенках бака 2 для стирального раствора и барабана 4 имеется по одному отверстию 3, которые ориентированы концентрически относительно друг друга, лежат почти в одной плоскости (поэтому они имеют одинаковое обозначение) и через них белье может загружаться в барабан 4 или выгружаться из него.
Отверстие, предусмотренное в корпусе машины соответственно загрузочному отверстию 3 бака 2 для стирального раствора/барабана 4, герметично соединяется манжетой 5 из эластичного материала с отверстием 3 бака 2 для стирального раствора и закрывается поворачивающимся на шарнире люком 6. Люк 6 согласно современному уровню техники имеет прозрачную насадку 7. При закрытом люке 6 насадка 7 при помощи не показанного на чертеже уплотнительного кольца манжеты 5 обеспечивает водонепроницаемое закрытие рабочей области стиральной машины снаружи. Насадка 7 с помощью скошенной кромки 8 плотно прижимается к люку. Насадка 7 люка выполнена в виде усеченного, сужающегося вовнутрь конуса и при закрытом люке 6 вдается в отверстие 3 стирального барабана 4. Это должно предотвратить попадание белья из внутренней части барабана в область между насадкой 7 люка и манжетой 5, известная ширина которой обусловлена колебаниями бака 2 для стирального раствора. Вертикальная плоская область 9, через которую можно следить за работой стиральной машины или контролировать ее, замыкает внутреннюю сторону насадки 7 люка. Насадка 7 люка известным образом в верхней трети поверхности усеченного конуса имеет скос 10. Скос 10 функционирует как поверхность скольжения: белье, поднятое наверх вследствие вращения барабана, соскальзывает со скоса 10 насадки 7 люка и под действием силы тяжести падает обратно в барабан 4.
Варианты исполнения насадки 7 люка для улучшения наглядности представлены как в виде чертежей, так и в виде изображений с заштрихованными поверхностями. Насадки люка согласно изобретению заменяют собой насадку 7 люка, показанную на фиг.1. Вместо известного на современном уровне техники скоса 10 представленные варианты исполнения насадки 7 люка имеют серповидный вырез 11.
Согласно первому варианту исполнения (фиг.2-6) вдоль поверхности 14 конуса насадки люка простирается объемный вырез 11, постоянно поднимающийся от наиболее глубокой оконечности 12, расположенной вблизи максимального диаметра усеченного конуса. Вырез 11 своей оконечностью 12 начинается перед верхней наивысшей точкой кривизны 16 насадки 7 люка, смещается на угол α навстречу направлению вращения 13 барабана и простирается от наивысшей точки кривизны 16 насадки 7 люка в направлении вращения 13 барабана далее под углом β, который значительно больше 90°. Вырез 11 с остроконечными оконечностями 12 и 17 образует - при взгляде со стороны внутренней части барабана - серповидную поверхность 18. Фасонная серповидная поверхность 18, начиная от оконечности 12, имеет постоянный угол подъема, ориентированный в направлении внутренней части барабана.
Вырез 11 выполняется без кромок и с плавными переходами. В зависимости от технологии стирки серповидная поверхность 18 может иметь различную ширину и длину по окружности. Таким образом, действие в качестве устройства отклонения белья может варьироваться и согласовываться с технологией стирки.
Дополнительная, не представленная на вариантах исполнения возможность варьирования отклоняющего эффекта заключается в том, что серповидная поверхность 18 на своем протяжении и/или ширине может быть не ровной, а выпуклой, вогнутой или цилиндрической. Таким образом, серповидная поверхность 18 как минимум местами имеет непостоянный угол подъема. В следующем варианте исполнения усеченный конус насадки 7 люка в области выреза 11 имеет такую форму, что поверхность 14 в верхней области имеет уклон в сторону внутренней части барабана, отличающийся от боковой области, не имеющей выреза 11. Таким образом, можно повлиять на скольжение белья и силу, возвращающую белье обратно в барабан 4.
1
2
На фиг.7-10 представлен второй вариант исполнения насадки 7 люка, в котором имеется два противоположно направленных выреза 11. Обе фасонные серповидные поверхности 18.1 и 18.2 имеют различные размеры и ориентацию. Начиная от наивысшей точки кривизны 16, они поднимаются навстречу направлению вращения 13 под углом β или в направлении вращения 13 под углом β. В отличие от первого примера, серповидные поверхности 18.1 и 18.2 не имеют остроконечных оконечностей. Отклоняющее действие вырезов 11 в данном варианте исполнения зависит от направления вращения, в основном направлении вращения 13 барабана 4 оно больше, чем в противоположном направлении вращения. Такая насадка 7 люка особенно хорошо подходит для стиральных машин 1 с двумя направлениями вращения при стирке, одно из которых относительно другого имеет отличающееся основное назначение, например для увлажнения белья.
Для применения в стиральных машинах 1, которые эксплуатируются в целом с равномерным реверсом, можно предусмотреть применение насадки 7 люка, имеющей равновеликие серповидные поверхности 18.1 и 18.2, расположенные симметрично относительно вертикальной центральной плоскости усеченного конуса. Действие такой насадки 7 люка в качестве устройства отклонения белья одинаково в обоих направлениях вращения 13 барабана.
В последнем варианте исполнения функционирование в качестве устройства отклонения белья эффективно в обоих направлениях вращения. С помощью соответствующего исполнения подъемов и асимметрии вырезов 11 с их серповидными поверхностями 18.1 и 18.2 можно варьировать отклоняющее действие, зависящее от направления вращения, в широких пределах, и, таким образом, целенаправленно приспосабливаться к режиму эксплуатации стиральной машины 1.