016604 B1 016604 B1 (11) 016604

Евразийское
патентное
ведомство
(19)
(11)
016604
(13)
B1
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45)
Дата публикации и выдачи патента
(51) Int. Cl. D06F 37/26 (2006.01)
2012.06.29
(21)
Номер заявки
201070364
(22)
Дата подачи заявки
2008.09.05
(54)
ПЛАСТМАССОВЫЙ БАК ДЛЯ СТИРАЛЬНОЙ ИЛИ СТИРАЛЬНО-СУШИЛЬНОЙ
МАШИНЫ
B1
(72)
Изобретатель:
(74)
Представитель:
(57)
Бак 1 для стирального раствора согласно изобретению отличается тем, что средство 4
усиления бака 1 для стирального раствора представляет собой радиально ориентированные
ребра 4 жесткости, сформированные на торцевой стенке 3, которые, начинаясь от гнезда 2
подшипника, предназначенного для посадки вала стирального барабана, разветвляются на своем
протяжении в радиальном направлении, принимая Y-образную форму. Стабилизирующее действие
разветвляющихся радиальных ребер 4 может быть повышено за счет того, что точки разветвления
расположены на разном радиальном расстоянии от гнезда 2 подшипника, а также за счет
того, что ребра 4 многократно разветвляются на своем протяжении в радиальном направлении.
Такая конструкция отличается от известных баков 1 для стирального раствора, выполненных
исключительно из пластмассы, высокой прочностью.
Квандт Кристиан, Райхнер Хольгер
(DE)
Рыбаков В.М. (RU)
B1
016604
(56) US-A1-2005092034
DE-B3-102005018190
GB-A-2157326
016604
(31) 10 2007 044 883.1
(32) 2007.09.20
(33) DE
(43) 2010.10.29
(86) PCT/EP2008/061730
(87) WO 2009/040231 2009.04.02
(71)(73) Заявитель и патентовладелец:
БСХ БОШ УНД СИМЕНС
ХАУСГЕРЕТЕ ГМБХ (DE)
016604
Область техники, к которой относится изобретение
В основе изобретения лежит стиральная машина с корпусом и упруго подвешенным в нем стиральным агрегатом, причем стиральный агрегат содержит цилиндрический пластмассовый бак, установленный в нем с возможностью вращения стиральный барабан, ось которого ориентирована, в целом, по горизонтали, и приводной двигатель, который приводит стиральный барабан во вращение непосредственно
или при помощи ременного шкива снаружи. Торцевая стенка бака для стирального раствора содержит
гнездо подшипника вала барабана.
При работе стиральной машины, в частности при центрифугировании, развиваются огромные скручивающие и изгибающие усилия, которые, возникая на вращающемся барабане, передаются на бак для
стирального раствора. Нагрузка бака для стирального раствора возрастает с увеличением размера барабана и объема загрузки белья. Динамика сил, воздействующих на бак для стирального раствора, зависит
от частоты вращения барабана, воздействие сил на бак для стирального раствора возрастает, в частности,
при ускорении барабана.
В стиральных машинах, которые могут загружаться спереди, барабан имеет опору только с одной
стороны. В таких стиральных машинах, известных как машины с фронтальной загрузкой, передаваемые
стиральным барабаном изгибающие и скручивающие усилия должны восприниматься гнездом подшипника в торцевой стенке бака для стирального раствора и передаваться/распределяться по плоскости этой
стенки. Требования к механической прочности в стиральных машинах такого типа особенно высоки.
Конструкция такого бака для стирального раствора должна отличаться достаточной прочностью, позволяющей длительное время выдерживать все нагрузки, причем при конструировании бака для стирального раствора необходимо учитывать, что механическая нагрузка максимальна в области гнезда подшипника и уменьшается от гнезда подшипника к обечайке бака, распределяясь по торцевой стенке бака.
Учитывая, что срок службы стиральной машины превышает 10 лет, бак для стирального раствора
должен быть способен в течение такого длительного периода удовлетворять всем функциональным требованиям, относящимся, в частности, к способности выдерживать передаваемые барабаном механические нагрузки, а также к герметичности и коррозионной стойкости.
Кроме того, в современном продукте массового производства, каким являются стиральные машины,
отдельные узлы (в предлагаемом случае - бак для стирального раствора) должны не только удовлетворять функциональным требованиям, но и отличаться экономичностью производства и легкостью утилизации после выработки стиральной машиной своего ресурса.
Сведения о предшествующем уровне техники
Чтобы бак для стирального раствора оставался достаточно стабильным, разработаны пластмассовые баки для стиральных машин, в которых применяются разнообразные дополнительные средства стабилизации, в частности торцевой стенки и гнезда подшипника. На современном уровне техники в качестве средств стабилизации используются перемычки или ребра либо утопленная в пластмассу торцевой
стенки опорная крестовина из металла.
В патентной литературе описано несколько вариантов пластмассовых баков для стирального раствора с утопленной в пластмассу торцевой стенки металлической опорной крестовиной. Известен способ
изготовления подобных пластмассовых баков методом литья под давлением, согласно которому в прессформу сначала помещается опорная крестовина, после чего выполняется собственно литье. Заливка
опорной крестовины позволяет обеспечить прочную посадку крестовины в торцевой стенке.
Пластмассовый бак с опорной крестовиной специальной конструкции описан в патенте DE
102005018190 В3. Металлическая опорная крестовина с втулкой в виде гильзы для установки вала барабана отличается наличием специальных выступов или профилей, которые во время литья под давлением
отклоняют поток расплавленной пластмассы в заданных направлениях, благодаря чему образуются соединяющие швы, способствующие аналогично ребрам бака для стирального раствора повышению стабильности.
Способ изготовления баков для стирального раствора с залитой опорной крестовиной технологически затратен и дорогостоящ. Кроме того, сам метод литья под давлением имеет ряд проблем и недостатков, связанных с использованием материалов, имеющих сильно различающиеся свойства.
Так как в упомянутых баках для стирального раствора бак состоит из пластмассы, а опорная крестовина - из металла, то различающиеся свойства этих материалов оказывают негативное влияние на
процесс охлаждения после литья под давлением, выражающееся в том, что вследствие различных коэффициентов расширения и теплопроводности после заливки металлической опорной крестовины в баке
для стирального раствора возникают значительные напряжения, обусловленные усадкой пластмассы при
охлаждении до комнатной температуры.
Силы, воздействующие при этом на опорную крестовину, настолько велики, что существует возможность деформации опорной крестовины. Кроме того, возможно образование трещин в пластмассе и
расслоений в области соприкосновения двух различных материалов. В ходе длительной эксплуатации
это может привести к потере герметичности баком для стирального раствора и ослаблению крепления
опорной крестовины в торцевой стенке.
Следующая проблема заключается в том, что пластмасса во внутренних слоях материала охлажда-1-
016604
ется иначе, чем в месте соприкосновения с опорной крестовиной. Как следствие, между пластмассой и
опорной крестовиной образуются микрозазоры, ухудшающие связь между материалами и чреватые образованием трещин.
В качестве альтернативы пластмассовым бакам для стирального раствора с интегрированной в торцевую стенку опорной крестовиной были разработаны баки с пластмассовыми стабилизаторами. Например, в DE 202004012221 U1 описан подобный бак для стирального раствора. Задняя торцевая стенка этого бака содержит несколько прямых жестких ребер, которые расположены на одинаковом угловом расстоянии друг от друга и отходят от сквозного гнезда подшипника, расположенного в центре задней торцевой стенки, в радиальном направлении к внешней кромке торцевой стенки.
Ребра являются составной частью торцевой стенки, они формируются при изготовлении торцевой
стенки методом литья под давлением. Металлическая опорная крестовина (дополнительный узел) отсутствует. При этом возможная унификация технологии имеет большой рационализаторский потенциал, а
изготовление бака для стирального раствора может быть значительно упрощено с технической точки
зрения и удешевлено с экономической точки зрения.
Также известны баки для стирального раствора, у которых торцевая стенка помимо радиальных ребер жесткости содержит разгрузочный профиль в форме меандра, звезды, овала, круга или шара. Профиль формируется таким образом, чтобы он хорошо подходил для распределения сил с нескольких направлений.
Такие баки для стирального раствора отличаются повышенной прочностью по сравнению с упомянутым ранее примером. Недостаток этих баков заключается в том, что в областях пересечения различных
разгрузочных профилей образуются наплывы материала, которые, вследствие локальных различий температурных градиентов, обуславливают различную усадку материала после литья под давлением. Следствием являются внутренние напряжения материала торцевой стенки, чреватые образованием трещин в
материале и в результате длительной эксплуатации потерей герметичности баком для стирального раствора.
На практике обнаружилось, что упомянутые известные конструкции баков для стирального раствора с пластмассовыми стабилизаторами не могут применяться для больших объемов загрузки и очень высоких скоростей центрифугирования или могут применяться лишь ограниченно.
Возможности приведения баков для стирального раствора подобной конструкции в соответствие с
повышенными требованиями ограничены. Прочность бака для стирального раствора такой конструкции
можно повышать до известного предела за счет увеличения толщины материала торцевой стенки и/или
усиления или увеличения высоты сформированных на ней средств стабилизации (усиления). Такая возможность экстенсивного усиления торцевой стенки бака для стирального раствора имеет относительно
узкие рамки, так как усиление торцевой стенки и разгрузочных профилей ведет к образованию наплывов
материала, которые, как было указано выше, чреваты возникновением напряжений и образованием трещин и потому должны избегаться.
Повышение прочности бака для стирального раствора за счет использования более прочных пластмасс неэкономично, так как более прочные пластмассы существенно увеличивают стоимость бака для
стирального раствора.
В современных машинах со скоростью центрифугирования свыше 1500 об./мин и загрузкой свыше
8 кг использование известных конструкций баков для стирального раствора со стабилизаторами, выполненными исключительно из пластмассы, не позволяет получить прочность, обеспечивающую достаточную устойчивость к сильным и сложным изгибающим и скручивающим усилиям.
Учитывая тенденцию к постоянному увеличению скоростей центрифугирования и объема загрузки
барабана, повышаются требования к стабильности бака для стирального раствора, что еще больше сужает возможности применения известных баков для стирального раствора.
Сущность изобретения
Исходя из описанного уровня техники, задачей изобретения является разработка усовершенствованной конструкции бака для стирального раствора, предназначенного для использования в стиральных
или сушильных машинах, которая в высокой степени сможет удовлетворять вышеупомянутым функциональным требованиям, будет экономична в производстве и будет пригодна для установки в стиральные
машины всех типов, в частности в стиральные машины с фронтальной загрузкой.
Задача решается в рамках изобретения признаками, раскрываемыми в п.1 формулы изобретения.
Выгодные варианты исполнения изобретения раскрываются в последующих зависимых пунктах формулы, причем их признаки могут применяться по отдельности или в любых комбинациях друг с другом или
с признаками п.1 формулы.
Согласно изобретению пластмассовый бак для стиральной машины содержит цилиндрическую обечайку и по меньшей мере одну замыкающую обечайку торцевую стенку, которая имеет гнездо под подшипник вала стирального барабана, установленного в баке для стирального раствора с возможностью
вращения, а также средства усиления бака для стирального раствора. Выполненный согласно предлагаемому изобретению бак для стирального раствора отличается тем, что средство усиления бака для стирального раствора представляет собой радиально ориентированные ребра жесткости, сформированные
-2-
016604
на торцевой стенке, которые, начинаясь от гнезда подшипника, разветвляются на своем протяжении в
радиальном направлении по меньшей мере один раз, принимая Y-образную форму.
В одном из вариантов осуществления точки разветвления ребер жесткости расположены на одной
окружности, концентричной по отношению к гнезду подшипника. В целях повышения стабилизирующего действия разветвляющихся радиальных ребер в целесообразном варианте исполнения изобретения
точки разветвления расположены на различном радиальном расстоянии от гнезда подшипника и находятся на двух или более окружностях, которые расположены концентрично по отношению к гнезду подшипника. В следующем варианте исполнения изобретения ребра многократно разветвляются на своем
протяжении в радиальном направлении. Ребра жесткости расположены на равном расстоянии друг от
друга, а разветвления ребер жесткости симметричны.
Предлагаемая конструкция позволяет сформировать большое количество радиально ориентированных ребер на торцевой стенке, не образуя наплывов материала. Разветвленные радиальные ребра обеспечивают прямое и равномерно распределенное по плоскости торцевой стенки отведение сил от гнезда
подшипника в направлении кромки торцевой стенки.
Бак для стирального раствора согласно изобретению прошел длительные испытания в тех же условиях, в каких работают известные в настоящее время конструкции. Бак для стирального раствора достаточно стоек к механическим нагрузкам, которые передаются на бак для стирального раствора во время
работы стирального барабана в современных стиральных машинах.
В следующем варианте исполнения изобретения в зависимости от количества радиальных ребер и
расстояния между ними высота, ширина и/или толщина стенок ребер жесткости, а также толщина торцевой стенки могут быть согласованы друг с другом таким образом, чтобы прочность торцевой стенки равномерно увеличивалась по направлению к корпусу подшипника.
Вследствие этого выгодным образом с учетом эффективного расхода материала для барабана любого размера можно изготовить бак для стирального раствора с требующейся для каждого конкретного
случая механической прочностью.
В следующем варианте исполнения изобретения на торцевой стенке дополнительно к радиальным
ребрам жесткости сформированы поперечные ребра, соединяющие радиальные ребра, причем отдельные
поперечные ребра образуют замкнутое кольцо. Преимущественно точки пересечения радиальных и поперечных ребер жесткости расположены на окружности, концентричной по отношению к корпусу (гнезду) подшипника, то есть находятся на равном расстоянии от корпуса подшипника. Между отдельными
точками пересечения поперечные ребра выгодным образом проходят по прямолинейной траектории. Дополнительные поперечные ребра позволяют лучше воспринимать изгибающие напряжения.
На торцевой стенке может быть сформировано несколько расположенных на различном расстоянии
от гнезда подшипника поперечных ребер, точки пересечения которых с радиальными ребрами расположены на окружностях, концентричных по отношению к гнезду подшипника.
С точки зрения производства реализация изобретения не вызывает сложностей. Изменения конструкции не влекут за собой изменение технологических операций при изготовлении бака для стирального
раствора. Дополнительные затраты, связанные с изобретением, ограничиваются изменением прессформы. Специальные приспособления или инструменты не требуются.
Перечень чертежей
Ниже подробно поясняются варианты исполнения изобретения на основании прилагаемых чертежей, на которых изображено:
Фиг. 1-3 - три варианта исполнения торцевой стенки, план, вид снизу;
фиг. 4 - торцевая стенка с поперечными ребрами;
фиг. 5 - торцевая стенка в разрезе вдоль оси барабана.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
На фиг. 1 представлена торцевая стенка 3 бака 1 для стирального раствора в простейшем варианте.
Радиальные ребра 4 имеют простые разветвления на своем протяжении в радиальном направлении, симметричны и имеют Y-образную форму. Все точки 5 разветвления расположены на равном расстоянии от
гнезда 2 подшипника. Благодаря Y-образному переходу все радиальные ребра 4 непосредственно соединены с гнездом 2 подшипника, то есть с точкой отведения нагрузки. Непосредственное соединение с
гнездом 2 подшипника обеспечивает эффективное отведение сил, резкие переходы напряжений и жесткости исключаются.
Альтернативный вариант торцевой стенки 3 показан на фиг. 2. В этом варианте точки 5 разветвления соседних ребер 4 находятся на различном расстоянии от гнезда 2 подшипника, причем точки 5 разветвления находятся на двух концентричных окружностях 7.
На фиг. 3 представлен вариант исполнения торцевой стенки 3 с радиальными ребрами 4, которые
дважды разветвляются на своем протяжении в радиальном направлении. Точки 5 разветвления, расположенные ближе к кромке торцевой стенки 3, смещены в радиальном направлении аналогично второму
примеру. Этот вариант исполнения позволяет обеспечить небольшое расстояние между радиальными
ребрами 4, в том числе и в области кромки торцевой стенки 3. Торцевые стенки 3 с многократно разветвляющимися радиальными ребрами 4 особенно подходят для баков 1 для стирального раствора большого
-3-
016604
диаметра.
Преимущество обоих вариантов исполнения, представленных на фиг. 2 и 3, заключается в том, что
можно свести к минимуму разницу в расстояниях между соседними радиальными ребрами 4, благодаря
чему можно добиться равномерного распределения сил по плоскости торцевой стенки 3.
На фиг. 4 представлена торцевая стенка 3 с дополнительно сформированными поперечными ребрами 6, точки пересечения которых с радиальными ребрами 4 находятся на окружности 10, которая расположена концентрично по отношению к гнезду 2 подшипника, и образуют, тем самым, замкнутое кольцо.
Поперечные ребра 6 расположены таким образом, чтобы на них приходился максимальный изгиб под
нагрузкой. Изгиб торцевой стенки 3 под нагрузкой определяется для каждого типа бака для стирального
раствора в зависимости от различной структуры радиальных ребер 4. В этом варианте исполнения поперечные ребра 6 сформированы в одном кольце. В зависимости от размера стирального барабана и изгиба
под нагрузкой может иметься несколько колец поперечных ребер.
На фиг. 5 в разрезе представлен предпочтительный вариант исполнения бака 1 для стирального раствора согласно изобретению. Высота ребер уменьшается от гнезда подшипника в направлении кромки.
Форма радиальных ребер 4 зависит от общей конструкции стиральной машины и доступного монтажного пространства. Уступ 8 в этом варианте исполнения служит для компактного размещения непоказанного на фигуре ременного шкива.
В этом целесообразном варианте исполнения толщина торцевой стенки 3, обозначенная пунктиром,
в области кромки меньше, чем в области гнезда 2 подшипника. Изменение толщины торцевой стенки 3 это еще один способ локального изменения прочности бака для стирального раствора нужным образом.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Пластмассовый бак (1) для стиральной машины, который содержит цилиндрическую обечайку и
по меньшей мере одну замыкающую обечайку торцевую стенку (3), которая имеет гнездо (2) под подшипник вала стирального барабана, установленного в баке (1) для стирального раствора с возможностью
вращения, а также средства (4) усиления бака для стирального раствора, отличающийся тем, что средство (4) усиления бака для стирального раствора представляет собой радиально ориентированные ребра (4)
жесткости, сформированные на торцевой стенке (3), которые, начинаясь от гнезда (2) подшипника, разветвляются на своем протяжении в радиальном направлении по меньшей мере один раз.
2. Пластмассовый бак (1) по п.1, отличающийся тем, что разветвления (5) ребер (4) жесткости расположены симметрично и таким образом, что они в радиальном направлении принимают Y-образную
форму.
3. Пластмассовый бак (1) по п.1, отличающийся тем, что точки (5) разветвления ребер (4) жесткости
расположены на одной окружности (7), концентричной по отношению к гнезду (2) подшипника.
4. Пластмассовый бак (1) по п.1, отличающийся тем, что ребра (4) жесткости симметричны и расположены на равном расстоянии друг от друга.
5. Пластмассовый бак (1) по п.1, отличающийся тем, что ребра (4) жесткости многократно разветвляются на своем протяжении в радиальном направлении.
6. Пластмассовый бак (1) по п.1, отличающийся тем, что точки (5) разветвления находятся на двух или
более окружностях (7), которые расположены концентрично по отношению к гнезду (2) подшипника.
7. Пластмассовый бак (1) по п.1, отличающийся тем, что высота, ширина и/или толщина стенок ребер (4) жесткости, а также толщина торцевой стенки (3) согласованы друг с другом таким образом, чтобы
прочность торцевой стенки (3) равномерно увеличивалась по направлению к гнезду (2) подшипника.
8. Пластмассовый бак (1) по п.1, отличающийся тем, что на торцевой стенке (3) сформированы поперечные ребра (6), соединяющие радиальные ребра (4), причем отдельные поперечные ребра (6) образуют замкнутое кольцо.
9. Пластмассовый бак (1) по п.1, отличающийся тем, что точки пересечения радиальных (4) и поперечных (6) ребер жесткости расположены на одной окружности (10), концентричной по отношению к
гнезду (2) подшипника.
10. Пластмассовый бак (1) по п.1, отличающийся тем, что отдельные участки поперечных ребер (6)
между радиальными ребрами (4) прямолинейны.
11. Пластмассовый бак (1) по п.1, отличающийся тем, что на торцевой стенке (3) сформировано несколько расположенных на различном расстоянии от гнезда (2) подшипника поперечных ребер (6), точки
пересечения которых с радиальными ребрами (4) расположены на окружностях (10), концентричных по
отношению к гнезду (2) подшипника.
12. Пластмассовый бак (1) по п.1, отличающийся тем, что он предназначен для стиральной машины
с фронтальным отверстием для загрузки и выгрузки белья.
-4-
016604
Фиг. 1
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
-5-
016604
Фиг. 5
Евразийская патентная организация, ЕАПВ
Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
-6-