ПОВОРОТНОЕ ДЕМПФИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЫТОВОГО ЭЛЕКТРОПРИБОРА
ROTARY DAMPING DEVICE FOR HOUSEHOLD ELECTRICAL APPLIANCE

Область техники
Изобретение относится к области демпфирующих устройств, входящих в состав колебательной системы бытовых приборов или бытовых электроприборов, например стиральных или сушильных машин. В таких бытовых электроприборах колебательная система содержит бак для стирального раствора с помещенным внутрь него барабаном, приводящимся во вращение электродвигателем. Бак присоединен к раме бытового электроприбора посредством, по меньшей мере, одного демпфирующего устройства, предназначенного для гашения вибрации или шумов, вызванных вращением барабана внутри бака во время работы бытового электроприбора.
Уровень техники
Осевые демпфирующие устройства (также называемые линейными демпфирующими устройствами) для бытовых электроприборов, в частности стиральных или сушильных машин, известны из уровня техники. Осевое демпфирующее устройство содержит два опорных кронштейна, соединенных друг с другом с возможностью осевого перемещения. Осевое демпфирующее устройство расположено внутри бытового электроприбора таким образом, чтобы опорные кронштейны были соответственно шарнирно соединены с рамой (шарнирное соединение с рамой) и колебательной системой, в частности, с баком (шарнирное соединение с колебательной системой) бытового электроприбора. Соединение между опорными кронштейнами с возможностью осевого перемещения содержит осевой демпфер, создающий осевое демпфирующее усилие за счет осевого перемещения опорных кронштейнов, переданного движением колебательной системы во время работы бытового электроприбора. Обычно такие демпфирующие устройства содержат осевой фрикционный демпфер.
Настоящее изобретение относится к поворотному демпфирующему устройству (также называемому «радиальным демпфирующим устройством»), которое, в отличие от осевых демпфирующих устройств, содержит рычаг и опорный кронштейн, шарнирно соединенные друг с другом (промежуточное шарнирное соединение). Поворотное демпфирующее устройство расположено внутри бытового электроприбора таким образом, чтобы рычаг был шарнирно соединен с рамой (шарнирное соединение с рамой), а опорный кронштейн был шарнирно соединен с колебательной системой (шарнирное соединение с колебательной системой). По меньшей мере, одно из трех шарнирных соединений поворотного демпфирующего устройства (с рамой, промежуточного или с колебательной системой) содержит гаситель крутильных колебаний, в котором демпфирующий момент создается путем поворота рычага или опорного кронштейна в соответствующих шарнирных соединениях, передаваемого движением колебательной системы во время работы бытового электроприбора. Предпочтительно, такие поворотные демпфирующие устройства содержат фрикционные гасители крутильных колебаний. Такие демпфирующие устройства описаны, например, в публикации WO 2011/070092 A1. В отличие от осевых демпфирующих устройств, в поворотных демпфирующих устройствах гашение осуществляют за счет демпфирующего момента, генерируемого в соответствующем шарнирном соединении, в частности, момента трения (демпфирующего усилия), в частности, силы трения, преимущественно, передаваемой на крепления без непосредственного влияния на них, что, в частности, позволяет значительно уменьшить локальные силы изгибания, действующие на крепления и/или раму и/или корпус бытового электроприбора.
С другой стороны, из уровня техники известны демпфирующие устройства с переменным демпфированием. Такие демпфирующие устройства имеют возможность управления переменным коэффициентом демпфирования. Для целей настоящего описания под коэффициентом демпфирования (К) понимают абсолютную величину отношения демпфирующей силы или момента к скорости осевого или вращательного перемещения (средние значения) в течение одного цикла осевого или вращательного колебательного перемещения, соответственно, для осевого или поворотного демпфирующего устройства; в частности, для фиксированной амплитуды осевого перемещения или фиксированного угла поворота и в течение одного отклонения фиксированного демпфирующего устройства, во время которого происходит упомянутое осевое или вращательное колебательное перемещение, соответственно, для осевого или поворотного демпфирующего устройства.
В качестве осевых демпфирующих устройств для бытовых электроприборов или демпфирующих устройств с переменным демпфированием применяют демпфирующие устройства со свободным ходом, в частности, описанные в публикации ЕР 1754908 A2. В таких осевых демпфирующих устройствах со свободным ходом соединение с возможностью осевого перемещения характеризуется ходом осевого перемещения (свободным ходом), во время которого относительное осевое перемещение между опорными кронштейнами не создает демпфирующего усилия, в частности, фрикционного демпфирования. Как правило, свободный ход в обычных демпфирующих устройствах для бытовых электроприборов имеет амплитуду примерно от 5 до 8 мм. Таким образом, обеспечивается избирательное демпфирование, когда амплитуда хода осевого перемещения превышает амплитуду свободного хода, то есть при достаточно большой амплитуде колебаний колебательной системы, особенно в условиях, в которых режим работы соответствует резонансной частоте колебательной системы, в частности, на этапе работы бытового электроприбора, на котором вращение барабана ускоряется или замедляется, как правило, в диапазоне частоты вращения приблизительно от 0 до 300 об/мин. Когда бытовой электроприбор переходит в установившийся режим работы, амплитуда колебаний колебательной системы снижается, в результате чего осевое перемещение между опорными кронштейнами остается в пределах свободного хода и не создает демпфирующее усилие, в частности, силу трения. Это позволяет снизить или устранить демпфирующее усилие, передаваемое на раму бытового электроприбора, а также вибрацию и, следовательно, шумы во время работы бытового электроприбора в указанном установившемся режиме. Тем не менее, осевые демпфирующие устройства со свободным ходом имеют недостаток, заключающийся в относительно большой длине этих устройств в осевом направлении.
Точно так же из уровня техники известны демпфирующие устройства с активным переменным демпфированием. Такие демпфирующие устройства содержат активные средства, предназначенные для регулирования коэффициента демпфирования во время работы. Под активными средствами понимают исполнительный механизм, который на основании рабочего состояния, распознанного блоком управления, например частоты вращения барабана, количества белья и/или воды в баке, воздействует на демпфер или демпфирующее устройство с целью изменения его коэффициента демпфирования. Например, в публикации DE 102004047999 A1 описано осевое фрикционное демпфирующее устройство с переменным активным демпфированием колебательной системы бытового электроприбора. Это демпфирующее устройство содержит исполнительный механизм, оказывающий переменное давление на фрикционный элемент контролируемым образом, в результате чего изменяется коэффициент демпфирования демпфирующего устройства. Также известны другие демпфирующие устройства, в которых коэффициент демпфирования изменяют путем воздействия на вязкость жидкости в демпфере магнитореологическими методами. По сравнению с демпфирующими устройствами со свободным ходом эти устройства могут обеспечить оптимальное демпфирующее усилие, основываясь на определенном рабочем состоянии бытового электроприбора, в частности, режиме стирки с низкой частотой вращения и режиме центрифугирования с высокой частотой вращения. Кроме того, эти устройства выгодны тем, что они обеспечивают плавное изменение коэффициента демпфирования на протяжении всего рабочего цикла бытового электроприбора, в частности, на основании вращения барабана и нагрузки бака колебательной системы. Кроме того, изменением коэффициента демпфирования можно быстро и точно управлять с помощью электронных устройств. Тем не менее, эти устройства сложны и, следовательно, отличаются низкой надежностью, а также повышенной стоимостью производства и обслуживания.
Раскрытие изобретения
В свете вышеизложенного, желательно разработать демпфирующее устройство с переменным демпфированием в колебательной системе бытовых электроприборов, например стиральных или сушильных машин, которое сможет работать в различных эксплуатационных условиях, будет простым в изготовлении и эксплуатации, будет иметь высокую надежность и низкую стоимость производства и эксплуатации.
Для решения указанной технической задачи и усовершенствования бытовых электроприборов и демпфирующих устройств, в частности, демпфирующих устройств колебательной системы в бытовых электроприборах, известных из уровня техники, предложено изобретение с характеристиками и техническими эффектами, описанными ниже.
Настоящее изобретение относится к поворотному демпфирующему устройству, которое может использоваться в бытовом электроприборе, например стиральной или сушильной машине, и описывает демпфирующее устройство и его существенные компоненты, а также бытовые электроприборы, в которых можно предпочтительно, но не исключительно, применять демпфирующее устройство. Для целей настоящего описания под термином «рама» понимают, по существу, часть бытового прибора, остающуюся, по существу, неподвижной по отношению к колебаниям колебательной системы, в частности бака, во время работы бытового электроприбора. В частности, термин «рама» включает в себя понятие «корпус» бытового электроприбора.
В соответствии с изобретением, поворотное демпфирующее устройство содержит рычаг, шарнирно соединенный с главной осью шарнирного соединения рамы, и опорный кронштейн, шарнирно соединенный с главной осью шарнирного соединения колебательной системы, причем рычаг и опорный кронштейн шарнирно соединены друг с другом посредством главной оси промежуточного шарнирного соединения. Для целей настоящего описания термин «ось» включает в себя понятие воображаемой прямой линии.
Поворотное демпфирующее устройство, описываемое настоящим изобретением, содержит кронштейн (рычаг или опору, далее «кронштейн»), установленный с возможностью поворота относительно главной оси шарнирного соединения (промежуточной, связанной с рамой или с колебательной системой, далее «главной оси шарнирного соединения»), возможно, посредством, по меньшей мере, одного главного гасителя крутильных колебаний. Поворотное демпфирующее устройство содержит, по меньшей мере, один дополнительный элемент, установленный с возможностью поворота относительно вспомогательной оси шарнирного соединения (далее «вспомогательной оси шарнирного соединения») посредством вспомогательного гасителя крутильных колебаний. Кроме того, по меньшей мере, один дополнительный элемент механически соединен с кронштейном при помощи механического соединения. Вспомогательная ось шарнирного соединения может совпадать с основной осью шарнирного соединения, и в дальнейшем именуется «шарнирной осью (промежуточной, связанной с рамой, или с колебательной системой)».
Главный и/или вспомогательный гаситель крутильных колебаний может представлять собой фрикционный гаситель крутильных колебаний. Фрикционный гаситель крутильных колебаний можно получить, например, добавив фрикционный слой или фрикционный элемент, соответственно, зафиксированный на кронштейне или дополнительном элементе и функционально соединенный с крепежным элементом для обеспечения трения при повороте фрикционного слоя или фрикционного элемента относительно крепежного элемента. Выбор натяжения фрикционного слоя или фрикционного элемента относительно крепежного элемента позволяет получить фрикционный гаситель крутильных колебаний с требуемым коэффициентом демпфирования (коэффициентом трения). Крепежный элемент может представлять собой, в частности, фиксирующую втулку. Фрикционный слой можно получить с помощью подходящего покрытия, нанесенного на фрикционную поверхность дополнительного элемента или кронштейн. Фрикционный элемент может иметь любую подходящую форму, например, может быть сформирован в виде фрикционной втулки, фрикционного кольца и/или фрикционной ленты. Материал, используемый для фрикционного элемента, может представлять собой вспененный пластик, например полистирол или нейлон, особенно подходят материалы, используемые в обычных осевых фрикционных демпферах. Термин «фрикционный элемент» включает в себя понятие «фрикционной губки». Кроме того, фрикционный элемент может иметь систему автоматической смазки, например, смазочным материалом, маслом или иными подобными веществами. В основе конструкции фрикционного демпфера, осевого или крутильных колебаний, лежит, в частности, фрикционный элемент различных форм и состава, известных специалистам в данной области. Для целей настоящего описания термин «фиксированный» включает понятия «соединенный» и «встроенный».
При такой конфигурации, описываемой настоящим изобретением, демпфирующее устройство с избирательным демпфированием можно легко получить путем добавления, замены или удаления из демпфирующего устройства, по меньшей мере, одного дополнительного элемента с определенным коэффициентом демпфирования, в частности трения, присоединенного, в частности, механически, к кронштейну поворотного демпфирующего устройства.
Согласно изобретению, механическое соединение между дополнительным элементом и кронштейном представляет собой механическое тяговое соединение, то есть механическое соединение, обеспечивающее натяжение при прерывистом повороте дополнительного элемента вокруг вспомогательной оси шарнирного соединения путем поворота кронштейна вокруг главной оси шарнирного соединения.
Для описания настоящего изобретения введен термин «угол (α) кронштейна», в частности, угол кронштейна или угол опорного кронштейна, который в данном контексте определен как угол, описываемый кронштейном (рычагом или опорой) вокруг главной оси шарнирного соединения за один цикл колебательного поворота во время работы поворотного демпфирующего устройства. Точно так же введен термин «угол (β) дополнительного элемента», который в данном контексте определен как часть угла (α) кронштейна, на которую дополнительный элемент поворачивается вокруг вспомогательной оси шарнирного соединения вследствие поворота кронштейна вокруг главной оси шарнирного соединения, в частности, когда дополнительный элемент поворачивается под действием тяги. На практике имеет место особый случай с углом (α) кронштейна и углом (β) дополнительного элемента, равным повороту дополнительного элемента, в частности, повороту посредством тяги дополнительного элемента, осуществляемому непрерывно на протяжении всего угла (α) кронштейна.
Кроме того, кронштейн устройства может быть установлен с возможностью поворота относительно главной оси шарнирного соединения при помощи, по меньшей мере, одного главного гасителя крутильных колебаний, в частности, главного фрикционного гасителя крутильных колебаний. В противном случае, то есть в случае, в котором основной элемент устройства установлен с возможностью поворота относительно главной оси шарнирного соединения без помощи каких-либо главных гасителей крутильных колебаний, будет получено поворотное демпфирующее устройство со свободным ходом, в котором демпфирование получают в результате поворота (в частности, поворота посредством тяги) дополнительных элементов, когда угол (α) кронштейна превышает определенное значение. Недостаток поворотных фрикционных демпфирующих устройств, известных из уровня техники, заключается в том, что они действуют непрерывно, что может привести к повышенному износу фрикционного демпфера. Таким образом, конфигурация демпфирующего устройства, описываемая настоящим изобретением, выгодна тем, что она позволяет, в частности, снизить износ фрикционного демпфера крутильных колебаний и, следовательно, повысить долговечность поворотного демпфирующего устройства.
Помимо преимуществ, предоставляемых описанными выше поворотными демпфирующими устройствами, настоящее изобретение описывает демпфирующее устройство с коэффициентом демпфирования, автоматически изменяющимся в зависимости от угла (α) кронштейна, с учетом того, что угол (α) кронштейна будет изменяться по мере увеличения срока эксплуатации бытового электроприбора. Так, в частности, на этапе работы бытового электроприбора с низкой частотой вращения барабана, на котором амплитуда колебаний колебательной системы повышена, можно увеличить коэффициент демпфирования по сравнению с этапом работы с более высокой частотой вращения, на котором амплитуда колебаний колебательной системы снижается. Кроме того, изобретение относится к демпфирующему устройству с коэффициентом демпфирования, автоматически изменяющимся поэтапно путем введения нескольких дополнительных элементов с различными углами (β) дополнительных элементов, механически соединенных с кронштейном. Таким образом, демпфирующее устройство, описываемое настоящим изобретением, обеспечивает пассивную регулировку коэффициента демпфирования, не требующую дополнительных электронных устройств. Еще одно преимущество демпфирующего устройства, описываемого настоящим изобретением, заключается в том, что оно допускает модульное исполнение или конструкцию в отношении дополнительного элемента (или элементов), основываясь на коэффициенте демпфирования, требующемся на различных этапах работы бытового электроприбора.
Механическое соединение демпфирующего устройства предпочтительно содержит, по меньшей мере, одно механическое тяговое соединение между кронштейном и дополнительным элементом или между дополнительными элементами. Каждое механическое тяговое соединение содержит дополнительный элемент, который выталкивается (или притягивается) при повороте кронштейна; такой дополнительный элемент в данном контексте называется «дополнительным толкаемым элементом». С другой стороны, в случае, когда тяговое соединение установлено между дополнительными элементами, предусмотрен дополнительный элемент, который осуществляет выталкивание (или втягивание) при повороте кронштейна и в данном контексте называется «дополнительным толкающим элементом». В соответствии с этими определениями, один и тот же дополнительный элемент может выполнять функции дополнительного толкаемого элемента в одном механическом тяговом соединении и дополнительного толкающего элемента в другом механическом тяговом соединении. Таким образом, механическое тяговое соединение сконфигурировано таким образом, чтобы обеспечить поворот посредством тяги дополнительного толкаемого элемента вокруг вспомогательной оси шарнирного соединения при повороте кронштейна вокруг главной оси шарнирного соединения, либо непосредственно, либо посредством дополнительного толкающего элемента.
В предпочтительном варианте исполнения механическое тяговое соединение содержит, по меньшей мере, один толкатель, закрепленный на кронштейне или дополнительном толкающем элементе, и, по меньшей мере, один стопор, закрепленный на дополнительном толкаемом элементе. Толкатель(и) и стопор(ы) расположены таким образом, чтобы при повороте кронштейна или дополнительного толкающего элемента по отношению к дополнительному толкаемому элементу толкатель(и) мог/могли перемещаться относительно стопора(ов) в пределах угла (δ) механического соединения, взаимодействуя со стопором(ами) у границ угла (δ) механического соединения. Таким образом, угол (δ) механического соединения определен в данном контексте как угол между толкателем(ями) и стопором(ами), не вызывающий взаимодействия между указанными элементами. Взаимодействие между толкателем(ями) и стопором(ами) начинается с момента, в который поворот кронштейна или дополнительного толкающего элемента вызывает поворот дополнительного толкаемого элемента. Взаимодействие может быть инициировано, например, контактом между соответствующими поверхностями взаимодействия толкателя(ей) и стопора(ов). Кроме того, взаимодействие может быть инициировано, например, с помощью деформации упругого элемента, в частности, путем сжатия упругого элемента. Указанные упругие элементы могут быть прикреплены к толкателю или стопору, служить промежуточным элементом, не зависящим от механического тягового соединения, или представлять собой комбинацию вышеперечисленных вариантов. Предполагается также, что эти толкатели и стопоры могут быть эластичными. Введение упругого элемента позволяет получить резинометаллический шарнир или реализовать функцию демпфирования между толкателями и стопорами в процессе работы.
Толкатели и стопоры механического тягового соединения могут представлять собой фланец/выемку или несколько фланцев/выемок, состоящих в функциональном взаимодействии между толкателями и стопорами. Термин «фланец» в этом контексте имеет значение, включающее понятия «выступ», «выпуклость», «зубец» или «шип». Кроме того, термин «выемка» в этом контексте включает понятия «полость», «отверстие», «канал» или «паз». Например, механическое тяговое соединение может содержать, по меньшей мере, одно ушко ограничителя (образованное двумя фланцами), закрепленное на кронштейне или дополнительном элементе с обеспечением функционального взаимодействия с фланцем, закрепленным на другом дополнительном элементе или кронштейне, выполненным с возможностью в пределах ушка (то есть между двумя фланцами ушка). В качестве альтернативы, например, механическое тяговое соединение может содержать несколько входящих в зацепление фланцев, взаимодействующих с несколькими стопорными выемками.
В соответствии с настоящим изобретением, выбор угла (δ) для каждого из механических тяговых соединений, входящих в состав демпфирующего устройства, определяет для каждого дополнительного толкаемого элемента угол (β) дополнительного элемента для каждого из двух направлений поворота в рамках угла (α) кронштейна. Так, в частности, в, по существу, стационарно функционирующей системе демпфирующего устройства, в которой угол (α) кронштейна поддерживается, по существу, постоянным, угол (β) дополнительного элемента для каждого направления поворота кронштейна также будет поддерживаться постоянным и равным для обоих направлений поворота кронштейна.
В том случае, если главная ось шарнирного соединения и вспомогательная ось шарнирного соединения совпадают, настоящее изобретение предполагает, что кронштейн и дополнительный элемент (или элементы) могут быть расположены соосно по отношению друг к другу (в частности, дополнительный элемент (или элементы) вокруг кронштейна) таким образом, чтобы гаситель крутильных колебаний был расположен между кронштейном и дополнительным элементом (или элементами) или между дополнительными элементами. Предпочтительно, кронштейн и дополнительный элемент (или элементы) расположены бок о бок по отношению друг к другу на одной оси шарнирного соединения.
В предпочтительном варианте исполнения, если главная ось шарнирного соединения и вспомогательная ось шарнирного соединения совпадают, а кронштейн и дополнительный элемент (или элементы) расположены бок о бок по отношению друг к другу на одной оси шарнирного соединения, то углы (δ) соответствующих механических тяговых соединений устройства будут, предпочтительно, различаться. В качестве альтернативы или дополнения, углы (δ) соответствующих механических тяговых соединений устройства, расположенных с одной стороны или с обеих сторон кронштейна, могут быть увеличены, так как расстояние от механического тягового соединения до кронштейна увеличивается. Таким образом, демпфирующее устройство имеет коэффициент демпфирования, изменяющийся поэтапно как функция от угла (α) кронштейна, с дополнительным этапом для каждого механического тягового соединения с отличающимся углом (δ) механического соединения. В частности, таким образом получено демпфирующее устройство, у которого на этапе работы с низкой частотой вращения коэффициент демпфирования будет больше, чем на этапе работы с высокой частотой вращения барабана в бытовом электроприборе, в котором колебания или движения колебательной системы снижены.
Предпочтительно, можно получить простой и экономичный вариант исполнения демпфирующего устройства в соответствии с предлагаемым изобретением, в котором устройство будет содержать только один или два дополнительных элемента, в частности, только два дополнительных элемента, каждый из которых будет расположен на одной из сторон кронштейна.
С другой стороны, настоящее изобретение предполагает введение стабилизирующего элемента кронштейна, предназначенного для предотвращения значительного перемещения или деформации кронштейна в направлении, по существу, параллельном главной оси шарнирного соединения. Этот стабилизирующий элемент может содержать ограничительную поверхность кронштейна, позволяющую ограничить или предотвратить подобное движение или деформацию кронштейна за счет контакта с ограничительной поверхностью. Аналогичным образом, настоящее изобретение предполагает введение стабилизирующего элемента дополнительного элемента (или элементов), предназначенного для предотвращения значительного перемещения или деформации дополнительного элемента в направлении, по существу, параллельном вспомогательной оси шарнирного соединения, в частности, за счет ограничительной поверхности дополнительного элемента, позволяющей ограничить или предотвратить подобное движение или деформацию дополнительного элемента за счет контакта с ограничительной поверхностью. Кроме того, если главная и вспомогательная ось шарнирного соединения совпадают, а кронштейн и дополнительный элемент (или элементы) расположены бок о бок по отношению друг к другу на одной оси шарнирного соединения, демпфирующее устройство может содержать стабилизирующий элемент дополнительного элемента (или элементов), предназначенный для предотвращения значительного перемещения или деформации кронштейна в направлении, по существу, параллельном главной оси шарнирного соединения, в частности, за счет ограничительной поверхности дополнительного элемента, позволяющей ограничить или предотвратить подобное движение или деформацию кронштейна за счет контакта с ограничительной поверхностью.
Кроме того, изобретение предусматривает введение фиксатора фрикционного элемента кронштейна и/или дополнительного элемента. В частности, демпфирующее устройство может содержать главный элемент с фиксатором для фрикционного элемента кронштейна и/или дополнительный элемент с фиксатором для фрикционного элемента дополнительного элемента. Фиксатор может содержать удерживающую поверхность кронштейна или дополнительного элемента, соответственно, не позволяющую фрикционному элементу сместиться за пределы гасителя крутильных колебаний в направлении, по существу параллельном направлению главной или вспомогательной оси шарнирного соединения, соответственно. Кроме того, если главная и вспомогательная ось шарнирного соединения совпадают, а кронштейн и дополнительный элемент (или элементы) расположены бок о бок по отношению друг к другу на одной оси шарнирного соединения, то демпфирующее устройство может содержать фиксатор фрикционного элемента гасителя крутильных колебаний на соседнем дополнительном элементе или примыкающем кронштейне.
Кроме того, настоящее изобретение относится к демпфирующему устройству колебательной системы бытового электроприбора, в котором кронштейн выполнен с возможностью соединения, в частности, механического, по меньшей мере, с одним дополнительным элементом, например, описанным выше, то есть не обязательно содержащему в своем составе дополнительный элемент (или элементы). Кроме того, настоящее изобретение относится к дополнительному элементу для демпфирующего устройства, отличающемуся тем, что он выполнен с возможностью соединения, в частности, механического, с кронштейном демпфирующего устройства в соответствии с настоящим изобретением. В этом смысле, одним из преимуществ демпфирующего устройства согласно настоящему изобретению является то, что оно допускает модульной исполнение или конструкцию по отношению к дополнительному элементу (или элементам), основываясь на коэффициенте демпфирования, требующемся для различных этапов работы бытового электроприбора. Наконец, настоящее изобретение относится к бытовому электроприбору, в частности стиральной или сушильной машине, содержащему раму, к которой колебательная система, в частности, бак, присоединена посредством, по меньшей мере, одного демпфирующего устройства, причем, по меньшей мере, одно из демпфирующих устройств выполнено в виде вышеописанного поворотного демпфирующего устройства, в котором главная ось шарнирного соединения рамы и главная ось шарнирного соединения колебательной системы зафиксированы, соответственно, относительно рамы и колебательной системы. Бытовой электроприбор может содержать фиксирующее шарнирное соединение (промежуточное, с рамой или с колебательной системой) с крепежным элементом (промежуточным, на раме или на колебательной системе), в частности, фиксирующей втулкой. Для фиксации крепежного элемента можно использовать два крепежных выступа и крепежный болт, проходящий через фиксирующую втулку и оснащенный затягивающим элементом, например гайкой. Фиксирующее шарнирное соединение для рамы может быть зафиксировано на раме, в частности закреплено на боковине корпуса с помощью фиксирующих элементов жесткости, например ребра жесткости или поперечины, прикрепленной к боковине корпуса таким образом, чтобы обеспечить распределение локальных сил, передаваемых на раму в процессе работы.
В конечном счете, при изготовлении демпфирующего устройства, описываемого настоящим изобретением, можно применять отлитый под давлением пластик для производства рычага, опорного кронштейна и дополнительного элемента. Предпочтительно, крепежный элемент выполнен из теплопроводного материала, в частности металла, который в сочетании с рамой и корпусом бытового электроприбора, обычно изготовленным из металла, может обеспечить за счет своей теплопроводности отведение большей части тепла во время работы. Предполагается также, что рычаг и/или опорный кронштейн будет изготовлен из теплопроводного материала, в частности металла, например листовой стали, таким образом, чтобы он за счет своей теплопроводности мог способствовать отведению тепла в процессе работы.
Таким образом, настоящее изобретение предлагает демпфирующее устройство для колебательной системы бытового электроприбора, имеющее коэффициент демпфирования, плавно регулируемый эффективным и точным образом в широком диапазоне значений коэффициента трения. Кроме того, как показано в настоящем описании, устройство имеет дополнительные преимущества и позволяет упростить конструкцию и удешевить сборку бытового электроприбора. Таким образом, оно полностью решает техническую задачу изобретения.
Краткое описание чертежей
В дополнение к описанию изобретения и с целью улучшения понимания его технических характеристик остальная часть описания ссылается на прилагаемые чертежи, на которых изображен один из вариантов исполнения настоящего изобретения, не имеющий ограничительного характера. На чертежах изображено:
фигура 1: вид в аксонометрии стиральной машины с фронтальной загрузкой и открытым загрузочным люком;
фигура 2: фронтальный разрез по линии А-А на фигуре 1, с поворотным демпфирующим устройством колебательной системы;
фигура 3: детальный вид в соответствии с фронтальным разрезом на фигуре 2, на которой показано поворотное демпфирующее устройство колебательной системы;
фигура 4: детальный вид в соответствии с поперечным разрезом в плоскости А-А (фигура 1) поворотного демпфирующего устройства колебательной системы;
фигура 5: вид в аксонометрии рычага и дополнительного элемента в первом варианте исполнения поворотного демпфирующего устройства;
фигура 6: секущая вертикальная проекция варианта исполнения демпфирующего устройства, показанного на фигуре 5;
фигура 7: секущая вертикальная проекция второго варианта исполнения демпфирующего устройства;
фигура 8: секущая вертикальная проекция третьего варианта исполнения демпфирующего устройства;
фигура 9: фронтальная вертикальная проекция рычага и дополнительного элемента в варианте исполнения, изображенном, например, на фигурах 5 и 6, с указанием угла (δ) механического соединения;
фигура 10: схематичное изображение фронтальной проекции рычага и дополнительного элемента в варианте исполнения, показанном на фигурах 5 и 6, с указанием угла (δ) механического соединения вместе с углом (α) кронштейна и углом (β) дополнительного элемента для каждого направления поворота рычага;
фигура 11: схематичное изображение, аналогичное фигуре 10, но относящееся к поворотному демпфирующему устройству с двумя дополнительными элементами, в частности, в варианте исполнения, показанном на фигурах 7 и 8;
фигура 12: графическое приложение для варианта исполнения демпфирующего устройства с двумя дополнительными элементами (фигура 11), которое схематически показывает коэффициент демпфирования для демпфирующего устройства по оси y и угол (α) рычага по оси x;
фигура 13: секущая вертикальная проекция четвертого варианта исполнения демпфирующего устройства, отличающегося от примеров, показанных на фигурах 5-8, тем, что каждый дополнительный элемент выполнен с возможностью сцепления с рычагом;
фигура 14: секущая вертикальная проекция пятого варианта исполнения демпфирующего устройства. В этом варианте исполнения, например, каждый дополнительный элемент выполнен с возможностью сцепления с рычагом и, кроме того дополнительные элементы рассчитаны на предотвращение скатывания с рычага и удержания фрикционного элемента на рычаге. В отличие от вариантов исполнения, показанных на фигурах 5-8 и 13, вспомогательные гасители крутильных колебаний содержат фрикционный слой вместо фрикционного элемента.
Осуществление изобретения
На фигуре 1 изображена стиральная машина 1, в которой применено поворотное демпфирующее устройство, описываемое настоящим изобретением. Стиральная машина 1 имеет фронтальную загрузку и оснащена передней дверцей 2 для загрузки белья в барабан 12 или извлечения белья из барабана. Стиральная машина 1 содержит внешний корпус 3. На фигуре 2 приведена схема демпфирования колебательной системы 10 стиральной машины 1. Система демпфирования содержит, по меньшей мере, одну пружину 17 и, по меньшей мере, одно поворотное демпфирующее устройство 18. Колебательная система 10 содержит бак 11, в котором расположен барабан 12, приводящийся во вращение двигателем 14, и трансмиссию, предназначенную для приведения барабана 12 во вращение двигателем 14 и содержащую ремень 15 вентилятора и шкив 16, функционально соединенный с барабаном 12. В этой схеме системы демпфирования колебательная система 10 соединена с рамой 13 путем подвески на пружинах 17 и поддержки поворотными демпфирующими устройствами 18.
На фигурах 3 и 4 детально изображено поворотное демпфирующее устройство 18, а также его размещение в стиральной машине 1. Поворотное демпфирующее устройство 18 содержит рычаг 20 и опорный кронштейн 21, шарнирно соединенные друг с другом с помощью промежуточного шарнирного соединения 25. Промежуточное шарнирное соединение 25 содержит промежуточную ось 26 шарнирного соединения, зафиксированную, то есть опирающуюся на опорный кронштейн 21 или рычаг 20 таким образом, чтобы рычаг 20 был поворотным относительно промежуточной оси 26, закрепленной на опорном кронштейне 21, или опорный кронштейн 21 был поворотным относительно промежуточной оси 26, закрепленной на рычаге 20. Поворотное демпфирующее устройство 18 установлено в стиральной машине 1 путем шарнирного соединения с рамой 13 и баком 11 при помощи соответствующих шарнирных соединений рамы 22 и колебательной системы 27. Шарнирные соединения рамы 22 и колебательной системы 27 содержат соответствующую ось 23 шарнирного соединения с рамой и ось 28 шарнирного соединения с колебательной системой, с возможностью поворота относительно которых установлены рычаг 20 и опорный кронштейн 21, соответственно. Ось 23 шарнирного соединения с рамой и ось 28 шарнирного соединения с колебательной системой зафиксированы, соответственно, относительно рамы 13 и бака 11 стиральной машины 1. Шарнирные соединения рамы 22 и колебательной системы 27 закреплены, соответственно, на раме 13 и баке 11 с помощью фиксирующего шарнирного соединения с рамой 24 и колебательной системой 27.
Поворотное демпфирующее устройство 18, изображенное на фигурах 3 и 4, содержит гаситель крутильных колебаний, установленный в шарнирное соединение рамы 22. Гаситель крутильных колебаний содержит фрикционный элемент 42, закрепленный на рычаге 20 и функционально соединенный с фиксирующей втулкой 44 фиксирующего шарнирного соединения рамы 24. Фиксирующее шарнирное соединение рамы 24 содержит крепежный болт 45 и два фиксирующих ушка 46, закрепленных на раме 13 таким образом, чтобы крепление фиксирующей втулки 44 к раме 13 достигалось с помощью крепежного болта 45, проходящего через фиксирующую втулку 44 и снабженного затягивающим элементом, например гайкой.
На фигурах 5 и 6 изображен первый вариант исполнения поворотного демпфирующего устройства, описываемого настоящим изобретением (опорный кронштейн не показан). Поворотное демпфирующее устройство 18 содержит рычаг 20, установленный с возможностью поворота относительно оси 23 шарнирного соединения рамы посредством главного фрикционного гасителя 40 крутильных колебаний. Поворотное демпфирующее устройство 18 содержит только один дополнительный элемент 30, установленный с возможностью поворота относительно той же оси 23 шарнирного соединения рамы посредством вспомогательного фрикционного гасителя 40 крутильных колебаний и расположенный рядом с рычагом 20. Дополнительный элемент 30 механически соединен с рычагом 20 посредством механического тягового соединения, что позволяет поворачивать посредством тяги дополнительный элемент 30 путем поворота рычага 20 вокруг оси 23 шарнирного соединения рамы. Механическое тяговое соединение в этом варианте исполнения состоит из механического тягового соединения 50 между рычагом 20 и дополнительным элементом 30 (толкаемым элементом). Механическое тяговое соединение 50 содержит, по меньшей мере, один толкатель, состоящий из толкающего фланца 53, зафиксированного на рычаге 20 и, по меньшей мере, один стопор, состоящий из стопорного ушка 51, закрепленного на дополнительном элементе 30 (толкаемом элементе), которые расположены таким образом, чтобы при повороте рычага 20 относительно дополнительного элемента 30 (толкаемого элемента) толкающий фланец 53 мог перемещаться относительно стопорного ушка 51 и внутри него в пределах угла (δ) механического соединения, а толкатель взаимодействовал со стопором на границах угла (δ) механического соединения. Взаимодействие между толкающим фланцем 53 и стопорным ушком 51 происходит в результате контакта между поверхностями 54 взаимодействия на стопорном ушке 51 и толкающем фланце 53. Главный гаситель 40 крутильных колебаний и вспомогательный гаситель 41 крутильных колебаний содержат фрикционные элементы 42, закрепленные, соответственно, на рычаге 20 и дополнительном элементе 30. Фрикционные элементы 42 функционально соединены с фиксирующей втулкой 44 фиксирующего шарнирного соединения 23 рамы. Для крепления фиксирующей втулки 44 на раме 13 фиксирующее шарнирное соединение 23 рамы содержит два фиксирующих ушка 46, закрепленных на раме 13, и крепежный болт 45, проходящий через фиксирующую втулку 44 и снабженный затягивающим элементом, например гайкой.
На фигуре 7 изображен второй вариант исполнения поворотного демпфирующего устройства 18 (опорный кронштейн не показан). Этот вариант отличается от показанного на фигурах 5 и 6 тем, что он содержит два дополнительных элемента 30, расположенных по одному с каждой стороны рычага 20.
На фигуре 8 изображен третий вариант исполнения поворотного демпфирующего устройства 18 (опорный кронштейн не показан). Этот вариант отличается от показанного на фигурах 7 и 8 тем, что он содержит два дополнительных элемента 30, расположенных с одной стороны рычага 20.
Фигуры 9 и 10 иллюстрируют функционирование поворотного демпфирующего устройства 18 в варианте исполнения, показанном на фигурах 5 и 6. Толкающий фланец 53 может перемещаться относительно стопорного ушка 51 и внутри него в пределах угла (δ) механического соединения, а толкатель взаимодействует со стопором на границах угла (δ) механического соединения. Толкающий фланец 53 может перемещаться между крайними позициями (пунктирная линия) таким образом, чтобы толкающий фланец 53 и стопорная ушка 51 вошли в соприкосновение друг с другом. При фиксированном угле (α) кронштейна угол (β) дополнительного элемента для каждого направления поворота рычага будет определяться на основании угла (δ) механического соединения.
Фигура 11 иллюстрирует функционирование поворотного демпфирующего устройства 18 с двумя дополнительными элементами, в частности, в соответствии с вариантом исполнения, показанном на фигурах 7 и 8. При фиксированном угле (α) кронштейна, угол каждого дополнительного элемента (β1, β2, соответственно) для каждого направления поворота рычага будет определяться на основании угла (δ1, δ2, соответственно) двух механических тяговых соединений 50 поворотного демпфирующего устройства. В частности, в варианте исполнения, показанном на фигуре 8, механическое тяговое соединение 50 находится дальше от рычага 20, то есть механическое тяговое соединение между дальним дополнительным элементом 30 и ближним дополнительным элементом 30 будет соответствовать углу δ2 механического соединения, а угол β2 дополнительного элемента будет соответствовать дополнительному элементу 30, удаленному от рычага 20.
На фигуре 12 показано графическое приложение для варианта исполнения демпфирующего устройства с двумя дополнительными элементами, соответствующего фигуре 11. График описывает ступенчатое изменение коэффициента демпфирования. Если угол рычага меньше угла δ1 механического соединения, то коэффициент демпфирования K1, обеспечиваемый демпфирующим устройством, будет достигаться только при помощи главного гасителя крутильных колебаний. Если угол (α) рычаг больше δ1 и меньше δ2, то коэффициент демпфирования K2, обеспечиваемый демпфирующим устройством, будет достигаться при помощи главного и вспомогательного гасителя крутильных колебаний. Наконец, если угол (α) рычага больше δ2, то коэффициент демпфирования K3, обеспечиваемый демпфирующим устройством, будет достигаться при помощи главного и двух вспомогательных гасителей крутильных колебаний.
На фигуре 13 показан четвертый вариант исполнения поворотного демпфирующего устройства 18 (опорный кронштейн не показан). Этот вариант исполнения отличается от вариантов, показанных на фигурах 5-8, тем, что механическое тяговое соединение 50 между дополнительными элементами 30 и рычагом 20 содержит, по меньшей мере, одну стопорную выемку 52 на дополнительном элементе 30 или рычаге 20 соединения 50, состоящую в функциональной связи с толкающим фланцем 53 рычага 20 или дополнительного элемента 30 соединения 50, соответственно, то есть соответствующие стопорные выемки 52 и толкающие фланцы 53 входят в зацепление в рамках соединения 50.
На фигуре 14 изображен пятый вариант исполнения поворотного демпфирующего устройства 18 (опорный кронштейн не показан). Этот вариант отличается от варианта, показанного на фигуре 13, тем, что дополнительные элементы 30 дополнительно выполняют функцию фиксации фрикционного элемента 42 главного поворотного демпфирующего устройства 40 при помощи фиксирующего элемента 63, содержащего поверхность дополнительного элемента 30, ограничивающую поперечное перемещение фрикционного элемента 42. Дополнительные элементы 30 в этом варианте исполнения содержат, например, фрикционный слой 43, в частности, покрытие контактной поверхности дополнительного элемента с фиксирующей втулкой 44.
Как показано на фигурах 5-8, 13 и 14, настоящее изобретение предусматривает также введение элемента 61 для удержания фрикционного элемента 42 поворотного демпфирующего устройства 40 на рычаге или, аналогичным образом, введение элемента 65 для удержания фрикционного элемента поворотного демпфирующего устройства 41 на дополнительном элементе 30. Кроме того, настоящее изобретение также предусматривает введение стабилизирующего элемента 60 рычага, содержащего поверхность рычага 20, ограничивающую скатывание или поворот вокруг оси, по существу перпендикулярной оси 25 шарнирного соединения рамы. Аналогичным образом, сам дополнительный элемент 30 может содержать стабилизирующий элемент 64 дополнительного элемента 30. Наконец, возможен вариант, в котором дополнительный элемент 30 будет содержать стабилизирующий элемент 62 рычага 20.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1
стиральная машина
2
загрузочная дверца
3
корпус
10
колебательная система
11
бак
12
барабан
13
рама
14
двигатель
15
ремень вентилятора
16
шкив
17
пружина
18
поворотное демпфирующее устройство
20
рычаг
21
опорный рычаг
22
шарнирное соединение рамы
23
ось шарнирного соединения рамы
24
крепление шарнирного соединения рамы
25
промежуточное шарнирное соединение
26
ось промежуточного шарнирного соединения
27
шарнирное соединение колебательной системы
28
ось шарнирного соединения колебательной системы
29
крепление шарнирного соединения колебательной системы
30
дополнительный элемент
40
главный гаситель крутильных колебаний
41
вспомогательный гаситель крутильных колебаний
42
фрикционный элемент
43
фрикционный слой
44
фиксирующая втулка
45
крепежный болт
46
фиксирующее ушко
50
механическое тяговое соединение
51
стопорное ушко
52
стопорная выемка
53
толкающий фланец
54
взаимодействующие поверхности
60
стабилизирующий элемент рычага
61
фиксирующий элемент рычага (для фрикционного элемента главного гасителя крутильных колебаний)
62
стабилизирующий элемент дополнительного элемента (рычаг)
63
фиксирующий элемент дополнительного элемента (для фрикционного элемента главного гасителя крутильных колебаний)
64
стабилизирующий элемент дополнительного элемента (дополнительный элемент)
65
фиксирующий элемент дополнительного элемента (для фрикционного элемента вспомогательного гасителя крутильных колебаний)
δ
угол механического соединения
α
угол кронштейна
β
угол дополнительного элемента
K
коэффициент демпфирования