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Rotor für Waschmaschinen, Pumpen od. dgl.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor für Waschmaschinen, Pumpen od. dgl. in Gestalt einer kreisförmigen, eine etwa ringförmige Störung der sonst ebenen Oberfläche aufweisenden Scheibe, welcher Rotor zum Rühren von Flüssigkeiten und andern Stoffen geringer Kohäsion dient, um diese in Schwingungen zu versetzen und insbesondere in einer Wanne heftige und rasche Strömungen in verschiedenen oder sogar entgegengesetzten Richtungen hervorzurufen, wie das in gewissen Waschmaschinen für Wäsche der Fall ist.
Was insbesondere Waschmaschinen für Wäsche anbelangt, sohat man bisher Vorrichtungen mit kreisförmiger Drehbewegung empfohlen, bei welchen der als"Pulsator","Kreiselwäscher","Wirbler"usw. bezeichnete Kreisel, der Flüssigkeit, worin er arbeitet, infolge von auf seiner wirksamei. Fläche vorgesehenen radialen Unebenheiten oder mehr oder weniger regelmässigen Wulsten verschiedene, entgegengesetzt gerichtete Bewegungen aufzwingt, d. h. die wirksame Durchwirbeltmg der Flüssigkeit erzeugt.
In bekannten, einen Kreisel benützenden Waschmaschinen, welcher Kreisel übrigens meist den Nachteil aufweist, sich mit zu geringer Geschwindigkeit zu drehen, wird die Bewegung der Wäsche durch die durch Zentrifugalwirkung des Kreisels bewegte Flüssigkeit erreicht. Dieser Kreisel erteilt der Masse eine stetige kreisende Bewegung, in deren Folge die gesamte Flüssigkeitsmenge durch die Mitte des Kreisels fliesst, um unter der Wirkung der Zentrifugalkraft am Umfang des Kreisels abgeschleudert zu werden.
Dem so erzeugten Kreislauf wird aber durch die Form der Wanne entgegengearbeitet. Infolge diese1 Bewegung durchläuft die Wäsche mehr oder weniger regelmässig die in der unmittelbaren Nähe des Kreisels gelegene, wirksame Waschzone.
Maschinen dieser Bauart besitzen jedoch den Nachteil einer langen Waschdauer für die Wäsche. Wegen des sich in der Nähe der Welle des Kreisels ausbildenden Flüssigkeitstrichters, in den die Wäsche hineingesaugt wird, wird die Wäsche zu stark verschlungenen Knäueln zusammengeballt. Von diesem Augenblick an wirkt sich die Durchwirbelung der Flüssigkeit kaum mehr in der Mitte der zu einer Kugel zusammengerollten Masse der Wäsche aus und die verwickelte Wäsche ist der Gefahr ausgesetzt, durch die Unebenheiten des Kreisels stark beschädigt zu werden, da die Masse der Wäsche wegen deren verringerter Oberfläche (Kugel) einen geringeren Bewegungswidersland vorfindet.
Dieser Verschleiss wird vielleicht zum grössten Teil durch Reibung der Wäsche an Unebenheiten eines rotierenden Maschinenbe-
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der Querschnitt der Saugzone im Verhältnis zur wirksamen Gesamtoberfläche des Kreisels sehr klein ist.
Der Nachteil der Kreisel in bekannten Waschmaschinen, die Wäsche stark zu beanspruchen, wird in dem Masse, als das Gewicht der zu behandelnden Wäsche im Verhältnis zum Flüssigkeitsvolumen über-
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Wassermenge vorzusehen ist, die entweder die Waschflotte zu stark verdünnt oder bei normaler Konzentration der Waschflotte einen hohen Waschmittelverbrauch bedingt.
Man hat versucht, diese Nachteile durch besonders ausgebildete Profile der über die Kreiselfläche ragenden Unebenheiten zu beheben. Es hat sich aber gezeigt, dass die Ausschaltung eines Nachteiles andere und nicht weniger schwerwiegende Nachteile mit sich bringt, nämlich libersteigerte oder ungenü- gende Durchwirbelung, ungenügende Durchrührung und verstärkte Knäuelbildung der Wäsche.
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Kohäsion,hochtourigen Rührer keine hin-und hergehende Bewegung ausführen und ausserdem dazu neigen, die behandelten Stoffe wegzuschleudem und daher zu spritzen.
Die vorliegende Erfindung hat den Zweck, durch Schaffung eines Rotors für Waschmaschinen den genannten Nachteilen abzuhelfen, wobei mit diesem Rotor entsprechend den technischen Anforderungen hinsichtlich verringerter Knäuelbildung der Wäsche und des Verschleisses derselben und der Schnelligkeit des Waschvorganges bei gleichzeitigem Mindestverbrauch an Wasser und Waschmittel eine vollständige Auswaschung der Wäsche erzielt werden kann. Dieser Rotor ist auch für andere Anwendungsgebiete, z. B. für die Verwendung in Emulgier-und Mischapparaten, in Reibmaschinen, in elektrischen Haushaltungsapparaten usw. geeignet.
Im folgenden wird der Ausdruck"Scheibe"für einen einigermassen runden, mit krummer, konkaver, konvexer, kegelförmiger oder kegelstumpfförmiger, regelmässiger oder unregelmässiger Stirnfläche versehenen Körper verwendet, der auf der Umdrehungswelle angebracht ist. Unter "Störung" wird irgendeine Unregelmässigkeit oder Unebenheit auf der Stirnfläche der Scheibe verstanden, welche von einer Vertiefung oder Erhöhung, z.
B. von einer eine gewölbte Form oder einen beliebigen stetigen oder unstetigen
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odervon einer zentrischen oder exzentrischen Schale gebildet ist. Untef"Ring"wird irgendeine gewölbte, verlängerte, geschlossene oder offene, regelmässige oder unregelmässige, unterbrochene oder ununterbrochene, z. B. als Kreis, Oval, Ellipse, Spirale usw. vorliegende Störung verstanden.
Der in der Wanne angeordnete Rotor ist gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die 1m
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undDraufsicht bzw. einen senkrechten Axialschnitt des auf dem Boden einer Waschmaschine angebrachten, erfindungsgemässen Rotors. Fig. 3 zeigt, teilweise in Ansicht und Schnitt, die Anordnung einer mit dem erfindungsgemässen Rotor ausgestatteten Pumpe an einer ebenfalls mit einem erfindungsgemässen Rotor
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ringförmigen Störungen vondie unmittelbar durch einen Elektromotor oder durch Zwischenschaltung einer passenden Übersetzung betätigte Antriebswelle des Rotors.
Diese Welle 1 wird auf bekannte Weise mittels Befestigungs-und Dich- tungsringen und Kugellagern von einem Gestell 2 getragen, das an seinem oberen Teil einen Flansch 3 aufweist, der auf dem Boden einer Wanne 4 ruht, welche unter Zwischenschaltung von Dichtungen 5 zwischen dem Flansch 3 und einem auf einen Gewindeteil des Gestells 2 aufgeschraubten Ring 6 befestigt ist, Die Wanne 4 kann mit passend geformten Laschen 23 beispielsweise auf einen entsprechend zugeschnittenen Boden einer Waschmaschine aufgeschweisst sein. Sie könnte aber ebenso gut selbst einen Teil des Bodens dieser Maschine bilden.
Die Welle 1 läuft über dem Gestell 2 in ein Gewindeende 7 aus und trägt ein in der Mitte um das Gewindeende 7 ausgespartes Zentrierstück 8. Auf dem flachen Oberteil des Stückes 8 Ist der Rotor mittels einer flachköpfigen Schraubenmutter 9 befestigt, die auf das Gewindeende 7 der Welle l aufgeschraubt ist. Unter der Unterseite der Schraubenmutter 9 ragt ein Sichenmgsstift 10 heraus, der ein in den Rotor gebohrtesLoch durchsetzt und in eine geeignete Bohrung 11 des Zentrierstückes 8 eingreift. Dieser Stift 10 weist einen Schraubenkopf 10'auf. Man erreicht so dank des leichten Zusammenbaues des Zentrierstükkes 8 und der Wirkung des Sichenmgsstiftes eine Selbstzentrierung des Rotors und seinen Antrieb durch die Welle 1.
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derart ausgehöhlt ist, dass sie in bezug auf die Welle 1 exzentrisch eine Laufradschale 13 bildet.
In diese Schale 13 ist eine Scheibe 14 eingefügt, deren wulstartige Rand eine Unterbrechung besitzt, die die beabsichtigte Störung bildet. Der Rand ist ein glatter, ringförmiger Vorsprung 15 von annähernd trapez-
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stehenden kleinen Spalt zwischen diesen Rändern 17, 18 in der Wanne 23 befindliche Stoffe, z. B. die Wäschestücke, nicht unter die Scheibe 12 gelangen können. Die Laufradschale 19 ist in der Mitte ausgeschnitten, um die Welle 1 der Scheibe 12 hindurchführen zu können und weist weiters Bohrungen 19'auf, um mit durch diese Bohrungen 19'hindurchgeführten Schrauben die Laufradschale 19 am Oberteil des Flansches 3 des Gestells 2 befestigen zu können.
Diese Schale 19 ist weiters mit Löchern 20 (Fig. l) versehen, durch welche verbrauchte Waschflotte in die Schale 4 gelangt, um von dort durch einen an diese Schale 4 angeschlossenen Ausgangsrohrstutzen 21 bei Bedarf abgeleitet werden zu können. Zu demselben Zweck sind auch Ausgangsöffnungen 22 in den eingebogenen Rand 18 der Schale 19 gebohrt.
Die Anordnung des Gestells 2 in einer vom eigentlichen Boden verschiedenen Schale 4 der Waschwanne 23 oder Im Boden selbst erfolgt im allgemeinen derart, dass das Gestell 2 sowie die Antriebswelle 1 auf dem Boden der Wanne senkrecht steht. Man könnte aber die Antriebswelle 1 des Rotors auch zum Boden der Wanne geneigt anordnen, wobei das in Fig. 2 gestrichelt gezeigte Blech 23'waagrecht zu denken ist und den Boden einer Waschwanne darstellt.
Bei dieser Bauart wird der Rotor dadurch ausgewuchtet, dass man auf geeignete Weise im Inneren des ringförmigen Vorsprungs 15 kleine Massen 24 aus Metall oder einem andern Baustoff befestigt, deren Gewicht und Lage experimentell bestimmt werden.
Die beschriebene Maschine arbeitet folgendermassen.
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wird die Scheibe 12 samt dem Ring 15 in rasche Bewegung versetzt, z. B. durch direkten Antrieb durch einen Elektromotor. Infolge der Drehung wird die Flüssigkeit, die sich innerhalb des Ringes 15 befindet, durch die Zentrifugalkraft im Drehungssinne und radial in die in bezug auf die Drehachse am weitesten entfernte Zone des Ringes fortgeschleudert. Die Flüssigkeit entweicht hiebei durch den im Ring vorgesehenen Kanal 16 in kräftigem Strahl und bewegt sich an dieser Stelle etwa radial gegen die Wand der
Wanne der Maschine und wird dort in tangentiale Richtung umgelenkt. Falls der Kanal 16 nicht vorgesehen wäre, würde der Flüssigkeitsstrahl an der Stelle des grössten Drehradius des Ringes über denselben strömen.
Die mit grosser Wucht durch den Kanal entweichende bzw. über den Ring strömende grosse Flüssigkeitsmenge strömt somit entlang der Wand der Wanne in einer Wirbelströmung nach oben. Im zentralen Teil des Rotors ergibt sich gleichzeitig ein nach unten gerichteter Sog auf die Flüssigkeit, womit der eine Umwälzung der in der Wanne befindlichen Flüssigkeit bewirkende Flüssigkeitskreislauf geschlossen wird.
Da der über dem zentralen Teil des Rotors nach unten strömenden Flüssigkeit als Strömungsquerschnitt praktisch die Fläche jenes Kreises zur Verfügung steht, dessen Grösse und Lage durch den kürzesten Abstand des Ringes 15 von der Welle 1 gegeben ist und der vom Rotor durch den Kanal 16 abfliessenden Flüssigkeit praktisch nur etwas mehr als der Querschnitt des Kanales 16 zur Verfügung steht, ist die Geschwindigkeit der Flüssigkeit im oberhalb des zentralen Teiles des Rotors gelegenen Strömungsquerschnittes verhältnismässig klein im Vergleich zur Ausflussgeschwindigkeit der Flüssigkeit durch den Kanal 16 des Ringes 15. Daraus ergibt sich, dass über dem zentralen mittleren Teil des Rotors die Saugwirkung äusserst gering ist im Vergleich zu dem Druck, mit dem die Flüssigkeit aus dem Kanal 16 austritt.
Der Flüssig- keitsstrahl fliesst hiebei aus dem Kanal 16 des Ringes 15 praktisch mit dessen Umfangsgeschwindigkeit aus. Damit erreicht man den Hauptzweck der Erfindung, nämlich die Vermeidung übermässiger Saugwirkung über dem zentralen Teil des Rotors und damit die Ausbildung eines Flüssigkeitstrichters in der Saugzone des Rotors oberhalb dessen zentralen Teiles, in welchem Flüssigkeitstrichter es bei bekannten Waschmaschinen mit Kreiseln hauptsächlich zur äusserst schädlichen Knäuelbildung der Wäsche kommt.
Wenn, wie in dem beschriebenen Beispiel, der Ring erhaben ist, wird die Flüssigkeit vor dem bewegten Ring hergeschoben und hinter dem Ring angesaugt. Daraus ergibt sich ein Wechselspiel von Verdichtungen und Entspannungen der Flüssigkeit im Rhythmus der Drehung des Rotors in einer oberhalb des Ringes 15 gelegenen kreisringförmigen Zone, deren kleinerer Radius dem kleinsten Abstand des Ringes 15 von der Welle 1 undderengrössererRadius dem grössten Abstand des Ringes 15 von der Welle 1 entspricht.
Hiebei überlagert sich in dem ausserhalb des Ringes gelegenen Raum die Bewegung der vom Ring vor sich hergeschobene Flüssigkeitsmenge mit der Bewegung der aus dem Kanal des Ringes austretenden Flüssigkeitsmenge, wodurch Schwingungen in der Flüssigkeit entstehen, die den Waschvorgang wirkungsvoll unterstützen.
Wenn gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung die auf der wirksamen Seite der Scheibe vorgesehene Störung als Vertiefung ausgebildet ist, bilden sich Infolge der sich wie oben beschrieben ausbildenden kreisringförmigen Zone ebenfalls Schwingungen aus, wobei dervom zentralen Teil des Rotors kommende Flüssigkeitsstrahl sich ähnlich verhält wie im vorhergehenden Falle, d. h. von dem von der Welle am weitesten abliegenden Teil der als Vertiefung ausgebildeten Störung ausgeht.
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Unter diesen Bedingungen wird es möglich, Flüssigkeiten umzurühren bzw. zu fördern. So beobachtet man z. B. im Falle einer Waschmaschine, dass die in eine Wanne eingebrachte Wäsche langsam und ohne sich zu verwickeln innerhalb des Ringes niedergeht, worauf sie dann unter der Wirkung des aus dem Ring austretenden Flüssigkeitsstrahles und der durch die Drehung des Rotors erzeugten Zentrifugalkraft aus i dem Ring ausgeworfen wird.
Die vorstehenden Ausführungen gelten für alle möglichen Ausführungsformen des erfindungsgemässen Rotors, von denen einige in den Fig. 4 - 9 dargestellt sind.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 4 ist der Ring 15 erhaben, eiförmig und exzentrisch zur Welle l angeordnet, so dass bei der Auswuchtung des Rotors Massen nur der stärksten Krümmung des Ringes 15 gegenüberliegend angeordnet werden müssen. Gemäss Fig. 5 ist der Ring 15 von einer erhabenen, mit ihrem Mittelpunkt auf der Drehachse liegenden Ellipse gebildet, weshalb eine Auswuchtung des Rotors nicht nötig ist. Gemäss Fig. 6 wird der Ring 15 von einer nach einer Spirale verlaufenden Nut gebildet und infolge der nahezu zentrischen Anordnung dieser Spirale ist eine Auswuchtung des Rotors nicht unbedingt erforderlich.
In Fig. 7 nimmt der Querschnitt des erhabenen exzentrischen und im wesentlichen kreisförmigen Ringes 16 gegen den zentralen Teil des Rotors hin zu, wobei die äussere Umrandung 25 des Ringes 15 kreisförmig bleibt und durch einen Wulst 26 die Auswuchtung des Rotors bewirkt wird. Fig. 8 zeigt einen Rotor mit auf der äusseren Seite des Ringes 15 angeordneten abgerundeten, radialen Ausbauchungen 27, wobei die innere Umrandung 28 des Ringes 15 kreisförmig bleibt. Die Fig. 9 stellt schliesslich einen erhabenen, exzentrischen Ring 15 mit von Kreisen gebildeten Umrandungen dar.
Es wurde bereits erwähnt, dass der erfindungsgemässe Rotor vorteilhaft auch als Pumpenrotor benutzt werden kann. In Fig. 3 ist eine Sonderausführung gezeigt, nach der ein erfindungsgemässer Rotor in einer Entleerungspumpe einer Wäschewaschmaschine verwendet wird. In dieser Waschmaschine wird ein dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Rotor ähnlich gebauter Rotor als Rührer verwendet, dessen Antriebswelle 1, Gestell 2, Drehscheibe 12, Ring 15 und Laufradschale 19 sichtbar sind. Bei dieser Bauart wird unter dem Boden der Wanne 23 der Waschmaschine einerseits durch Anschweissen auf diesen Boden und anderseits durch Festklemmen auf dem Gestell 2 mittels des Ringes 6 eine ringförmige Schale 29 befestigt, in die durch zwischen der Schale 19 und dem Boden der Wanne 23 angebrachte Öffnungen die in der Wanne 23 befindliche Flüssigkeit gelangt.
An einer geeigneten Stelle dieser Schale 29 ist eine Leitung 30 vorgesehen, die in die Pumpe mündet, welche mittels an der Wanne 23 und am Gestell befestigter Haken 32 gehalten wird. Der Boden der Kammer Sl ist durchlocht und trägt unten eine Hülse 33, durch die, wie beim Gestell 2 gemäss Fig. 2, eine Antriebswelle 34, deren oberes Ende im vorliegenden Falle einen Rotor 35, 36 trägt, hindurchgeführt ist. Dieser Rotor 35,36 ist von einer einfachen Scheibe gebildet, deren Störung von einer exzentrischen Schale gebildet ist. Am oberen Teil der Kammer 31, die wie bei Zentrifugalpumpen als Spiralgehäuse ausgebildet sein kann, ist ein Ausflussstutzen 37 vorgesehen. Die Antriebswelle 34 wird von der auf der Antriebswelle 1 verkeilten Riemenscheibe 39 aus durch eine Riemenscheibe 38 angetrieben.
Es ist leicht ersichtlich, dass die aus der Wanne 23 der Waschmaschine in die Schale 29 strömende Flüssigkeit durch den wie der Rotor 12, 15 gemäss Fig. l und 2 arbeitenden Rotor 35,36 nach aussen getrieben und die kinetische Energie des Flüssigkeitsstrahles im äusseren Teil der Kammer 31 in Druck umgewandelt wird.
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te Flüssigkeit in die Wanne gelangt.
In der Ausführungsform gemäss Fig. 10 und 11 wird ein erfindungsgemässer Rotor auch als Pumpenrotor benutzt ; dabei sind ersichtlich : die Welle l, das Gehäuse 2', die Scheibe 12, während die Störung der Scheibenfläche die Form einer in der Scheibe 12 angebrachten Rille oder eines Hohlringes 42 hat. Die gesamte Anordnung ist von einem Spiralgehäuse 43 umgeben, dessen Zweck darin besteht, die durch den Hohlring 42 ausgescbleuderte Flüssigkeit aufzufangen.
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sei noch bemerkt, dass der erfindungsgemässe Rotor für Waschmaschinen, Pumpen od. dgl.benenfalls mit seinem Gestell eine Einheit bildet, die an einer der Wände einer Wanne geeigneter Bauart befestigt werden kann.
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