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Waschmaschine
Die Erfindung betrifft eine insbesondere für Haushalte bestimmte Waschmaschine mit einer um eine lotrechte Achse drehbaren Waschtrommel.
Es sind Waschmaschinen bekannt, bei denen die Wäsche während des Waschvorganges mittels eines Wäschebewegers-auch Pulsator oder Agitator genannt-mechanisch behandelt wird. Zumeist steht dabei die Trommel still. Nach Beendigung des Waschganges wird die um eine senkrechte Achse drehbare Trommel und gegebenenfalls auch der Pulsator in eine schnelle Umlaufbewegung versetzt, um bei geöffnetem Auslass die Wäsche auszuschleudern. Dieses Waschverfahren bedingt ein verhältnismässig hohes Flottenverhältnis. Darüber hinaus wird dabei die Wäsche durch die Bewegung des Pulsators in erheblichem Umfange mechanisch beansprucht.
Bei einer andern bekannten Waschmaschine mit aufrechtstehender Waschtrommel wird das Waschgut durch einen radial zum Trommelboden gerichteten und an den Trommelwandungen hochsteigenden Flüssigkeitsstrom bei ruhender Trommel ständig gewendet und somit auch mechanisch behandelt, während die Waschflüssigkeit immer wieder zu einer in der Maschine vorgesehenen Pumpe zurückfliesst und durch diese erneut vom Boden der Trommel aus zugeführt wird. Dieses Verfahren ist wesentlich schonender als das erstgenannte. Es erfordert jedoch einen kräftigen Flüssigkeitsstrom, um die Behandlung der Wäsche wirkungsvoll zu gestalten. Hiezu ist ebenfalls ein hohes Flottenverhältnis nötig. Auch ist hiefür eine be- sonders hohe Leistung der Pumpe erforderlich.
Ausserdem hat sich dabei herausgestellt, dass die mechanische Einwirkung gegenüber der eines Pulsators so stark herabgesetzt ist, dass im allgemeinen längere Waschzeiten notwendig sind.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, bei einer Waschmaschine mit einer um eine lotrechte Achse drehbaren Waschtrommel den Wascheffekt dadurch zu verbessern, dass am Trommelboden ein Mitnehmer für die Wäsche angeordnet wird, der die Form einer diametral verlaufenden, relativ hohen Rippe hat, über welche die Wäsche bei wechselnder Trommeldrehrichtung durch die Flotte angehoben wird. Auch diese Waschmaschine erfordert eine hohe Antriebsleistung, weil für die Bewegung der Wäsche nicht die Zentrifugalkraft nutzbringend verwertet wird.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine besonders für den Haushalt geeignete Waschmaschine zu schaffen, welche die vorerwähnten Mängel nicht aufweist und bei einfachstem Aufbau ein wirkungsvolles Waschen-auch empfindlicher Wäschestücke-ermöglicht.
Eine gemäss der Erfindung ausgebildete Waschmaschine mit einer um eine lotrechte Achse drehbaren Waschtrommel und am Trommelboden angeordneten Mitnehmern für die Wäsche ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass der mit waschbrettartigen Wellungen versehene Boden der innerhalb eines Aussenbehälters angeordneten Waschtrommel konisch nach aussen ansteigt und die Trommel eine eine zentrale Öffnung aufweisende Trommeldecke hat, wobei die Trommel während des Waschganges um ihre lotrechte Achse mit wechselnden Drehgeschwindigkeiten antreibbar ist.
Auf diese Weise ist es möglich, die Waschtrommel während des Waschvorganges abwechselnd mit erhöhter und dann wieder mit erniedrigter Drehgeschwindigkeit umlaufen zu lassen, wodurch abwechselnd unter Ausnutzung der Zentrifugalkraft ein Hochsteigen des Waschgutes an dem nach aussen ansteigenden Boden der Waschtrommel und ein darauf folgendes Absinken des Waschgutes zur Mitte des Bodens hin bewirkt wird. Die bei zunehmender Trommeldrehzahl auf das Waschgut einwirkende Zentrifugalkraft hat eine Komponente parallel zum Trommelboden, die das Hochsteigen des Waschgutes bewirkt, und eine zweite Komponente senkrecht zum Trommelboden, durch die das Waschgut gegen den mit waschbrettartigen Wellungen versehenen Boden gepresst wird ;'beim Hochsteigen des Waschgutes wird dieses somit zusammengedrückt, während es sich beim nachfolgenden Niedersinken wieder expandiert.
Alle diese Effekte tragen zu einem wirkungsvollen Wascheffekt bei.
Der Boden der Waschtrommel steigt nach aussen hin zweckmässig bis mindestens zur halben Trommelhöhe an. Nach einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind sowohl der Boden als auch die an diesen anschliessenden zylindrischen Wände der Waschtrommel in an sich bekannter Weise mit Perforationen versehen. Auf diese Weise wird bei zunehmender Trommeldrehzahl nicht nur das Waschgut
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gegen den Trommelboden gepresst und zugleich angehoben, sondern auch die Waschflüssigkeit radial durch das Waschgut hindurchgedrückt, wobei sie durch die Perforationen der Trommel hindurch in den ringförmigen Zwischenraum zwischen Waschtrommel und Aussenbehälter eintritt und in diesem Zwischen- raum hochsteigt.
Dabei erweist es sich als sehr vorteilhaft, die durch den konischen Verlauf des Trommel- bodens und des Bodens des Aussenbehälters begünstigte Flüssigkeitsströmung dadurch weiter zu erleichtern, dass der Flüssigkeit beim Erreichen der Decke des Aussenbehälters ein weiterer Strömungsweg geringen
Widerstandes geboten wird. Hiezu ist gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung unterhalb der Decke des Aussenbehälters ein der Trommeldecke angepasstes Leitblech angeordnet, das mit Stegen an der Decke des Behälters befestigt ist, also stillsteht, so dass im Zwischenraum zwischen Behälterdecke und Leitblech keine Fliehkraft wirksam ist und die Flüssigkeit durch diesen Zwischenraum unbehindert radial nach innen zur zentralen Einfüllöffnung in der Trommeldecke zurückströmen kann.
Es ergibt sich auf diese Weise ein
Kreislauf der Waschflotte, ohne dass hiezu eine Pumpe benötigt wird.
Weitere Merkmale nach der Erfindung seien an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben. Dabei zeigen die Fig. 1-3 die neue Waschmaschine in senkrechtem Axialschnitt, jeweils in verschiedenen Arbeitsphasen, Fig. 4 ein die beim Waschvorgang auftretenden
Kräfteverhältnisse veranschaulichendes Kräftedreieck und Fig. 5 ein Waschdiagramm.
In Fig. 1-3 ist die mit Perforationen 2 versehene, um eine lotrechte Achse drehbare Waschtrommel mit 1 bezeichnet. Sie weist einen konisch nach aussen ansteigenden Boden 3 auf. Letzterer ist nach Art eines Waschbrettes mit Wellungen versehen, die in diesem Fall konzentrisch zur Drehachse der Waschtrommel 1 verlaufen. Die Trommel 1 besitzt oben eine ungelochte, mit einer zentralen Einfüllöffnung 5 versehene Trommeldecke 4, die zur Einfüllöffnung 5 hin leicht eingezogen ist. Der Trommelboden ist mit einem Flansch 6 versehen, an den die Antriebswelle 7 angeschlossen ist, die ihrerseits-gegebenenfalls über eine Kupplung S-mit dem Antriebsmotor 9 in Verbindung steht.
Die Waschtrommel 1 ist von einem Aussenbehälter 10 umschlossen, der der Gestalt der Trommel angepasst ist und von dieser allseitig einen geringen Abstand aufweist. Der auf diese Weise entstehende Zwischenraum zwischen der Trommel 1 und dem Aussenbehälter 10 ist mit 11 bezeichnet. In der Decke 12 des Aussenbehälters 10 ist eine zentrale, durch einen Deckel 14 verschliessbare Einfüllöffnung 13 vorgesehen, die der Einfüllöffnung 5 der Trommel 1 gegen- überliegt. Eine an der Aussenwand des Behälters 10 angebrachte, mit dem Innenraum des letzteren in Verbindung stehende Rinne 15 mündet in einen mit einem Absperrventil16 versehenen Auslasskanal 17 für die Waschflüssigkeit. Oberhalb der Waschtrommel l ist ein der Trommeldecke 4 angepasstes Leitblech 21 angeordnet, das mittels Stegen 21a an der Decke 12 des Behälters 10 befestigt ist.
Der nach unten abgebogene Aussenrand 22 des Leitbleches 21 verläuft in kleinstmöglichem Abstand von der Trommeldecke 4 ohne sie jedoch zu berühren. Der Zweck dieses Leitbleches wird weiter unten erläutert.
In Fig. 1 ist das Waschgut in der Stellung angedeutet, die es nach dem Einfüllen in die Waschtrommel 1 einnimmt. Wenn die Waschtrommel durch den Motor 9 in Umlauf versetzt wird, so wird mit steigender Drehzahl eine zunehmende Zentrifugalkraft auf das Waschgut ausgeübt, die dieses radial nach aussen zu bewegen sucht. Der konisch ansteigende Boden 3 der Trommel wirkt dabei wie eine schiefe Ebene. Die entsprechende Zerlegung der horizontal wirkenden Zentrifugalkraft in zwei Komponenten ist in Fig. 4 veranschaulicht, in der die Zentrifugalkraft mit Z, die parallel zu der vom Boden 3 gebildeten schiefen Ebene wirkende Komponente mit V und die senkrecht zum Boden 3 wirkende Komponente mit P bezeichnet sind.
Die Kraft P presst die Wäsche gegen den Boden 3, während die Kraft V das Waschgut am schrägen Boden 3 hinaufbewegt, u. zw. die am weitesten nach aussen liegenden Wäschestücke am stärksten. Dies ist in Fig. 2 angedeutet. Die Grösse der Kraft Z hängt von der Drehzahl und die ihrer beiden Komponenten P und V zusätzlich von dem Neigungswinkel des Bodens 3 ab. Bei Verringerung der Trommel-Drehzahl gleitet das Waschgut die Fläche 3 wieder herunter und expandiert sich dabei.
Mit zunehmender Drehzahl erfährt zugleich auch die Waschflotte einen immer stärker werdenden, radial nach aussen gerichteten Druck, der sie durch das Waschgut und durch die Perforation der Trommel hindurch in den Zwischenraum 11 hinein und in diesem nach oben gelangen lässt, entsprechend dem in Fig. 2 eingezeichneten Pfeil 18. Die Waschflotte gelangt so in den mit 19 bezeichneten Zwischenraum zwischen der Behälterdecke 12 und dem Leitblech 21 und fliesst über letzteres (entsprechend dem Pfeil 20 in Fig. 2) durch die Einfüllöffnung 5 in die Trommel 1 zurück. Ohne Vorhandensein des Leitbleches 21 würde die rotierende Trommeldecke 4 die Flotte im Raum 19 wieder nach aussen schleudern und das Zurückfliessen in die Trommelöffnung 5 beeinträchtigen.
In Fig. 3 ist angedeutet, wie das Waschgut bei stark erhöhter Trommeldrehzahl (Schleudergang) bis in die Zone 23 des grössten Trommeldurchmessers hochsteigt. Bei geöffnetem Ventil 16 kann dann die aus der Trommel und dem Waschgut ausgetriebene Waschflüssigkeit durch die Rinne 15 und den Stutzen 17 abfliessen.
Die in Fig. 1-3 schematisch dargestellte Waschmaschine kann beispielsweise in der aus Fig. 5 ersichtlichen Weise betrieben werden. In dem hier dargestellten Diagramm sind auf der Abszisse die Zeit t und auf der Ordinate die Drehzahlen n aufgetragen. Innerhalb der Zeit t steigt die Trommel-Drehzahl auf die für den Waschvorgang maximale Drehzahl n1 an, die danach für den Zeitabschnitt t2 beibehalten wird.
Alsdann wird der Motor gedrosselt bzw. abgeschaltet und die Waschtrommel kommt nach der Zeit t3 zur Ruhe. Jetzt kann, was vorteilhaft ist, die Drehrichtung der Trommel umgekehrt werden, so dass sich der während des Zeitraumes t,--t, abgelaufene Vorgang, jedoch mit umgekehrter Drehrichtung, wieder-
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holt. Die in Fig. 3 gestrichelte, dem Zeitraum t4 zugeordnete Linie deutet das an. Diese Drehzahländerungen wiederholen sich über die ganze Dauer t5 des Waschvorganges.
Durch das reversierende Arbeiten der Waschmaschine wird dabei vermieden, dass sich das Waschgut zu einem Knäuel zusammenwickelt, ähnlich, wie dies bei reversierend arbeitenden Waschmaschinen mit waagrechter Trommelanordnung auch der Fall ist, nur dass bei letzteren die Drehzahländerung sprunghafter erfolgt.
Zum Umschalten der Maschine auf Schleudergang wird die Waschtrommel bis auf die zum Schleudern erforderliche Drehgeschwindigkeit n2 beschleunigt und für einen angemessenen Zeitraum t6 auf dieser Geschwindigkeit gehalten. Diese Erhöhung der Drehgeschwindigkeit kann über ein Motorvorgelege, zweckmässiger aber mittels eines polumschaltbaren Motors erfolgen, der voneinander unabhängige Wicklungen aufweist und dessen Polpaarzahl-Verhältnis mindestens 1 : 3 beträgt.
Mancherlei Abwandlungen der dargestellten Waschmaschine sind möglich, ohne von dem Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. So kann der Neigungswinkel des Trommelbodens ein anderer sein. Wenn z. B. der konische Trommelboden steiler nach aussen ansteigt, ist es möglich, die hochgestiegene Wäsche am Boden wieder hinabgleiten und sich expandieren zu lassen, ohne die Trommel jeweils wieder zum Stillstand kommen zu lassen. Der Antrieb der Trommel kann auch über einen Keilriemen oder ein Zahnradvorgelege erfolgen. Ferner is es nicht unbedingt notwendig, die Trommel reversierend arbeiten zu lassen. Weiter kann auch-wie an sich bekannt-während des Waschvorganges dem Trommelraum stetig oder in gewissen Zeitabständen frisches Wasser zugeführt und verbrauchte Flotte abgeführt werden.
Schliesslich kann die Maschine sowohl halbautomatisch als auch vollautomatisch durch einen Programmregler gesteuert werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Waschmaschine mit einer um eine lotrechte Achse drehbaren Waschtrommel und am Trommelboden angeordneten Mitnehmern für die Wäsche, dadurch gekennzeichnet, dass der mit waschbrettartigen Wellungen versehene Boden (3) der innerhalb eines Aussenbehälters (10) angeordneten Waschtrommel (1) konisch nach aussen ansteigt und die Trommel (1) eine eine zentrale Öffnung (5) aufweisende Trommeldecke (4) hat, wobei die Trommel während des Waschganges um ihre lotrechte Achse mit wechselnden Drehgeschwindigkeiten antreibbar ist.