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Verfahren und Vorrichtung zum Waschen und Schleudern von Wäsche in
einer Wasch-und Schleudermaschine Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Waschen und Schleudern von Wäsche in einer um eine waagerechte
Achse mit einer zunächst niedrigen Waschdrehzahl, dann mit einer mittleren Zwischendrehzahl
und schließlich mit einer hohen Schleuderdrehzahl umlaufend anzutreibenden, perforierten
Wasch- und Schleudertrommel, die in der mit Waschflotte zu füllenden und davon zu
entleerenden Außentrommel einer Wasch- und Schleudermaschine untergebracht ist.
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Bei einer bekannten Wasch- und Schleudermaschine obiger Art wird zum
Antrieb der Waschtrommel ein Reihenschlußmotor verwendet, durch dessen besondere
Charakteristik, nämlich belastungsabhängige Drehzahlveränderung, bei Abpumpen der
Waschflotte aus der Waschtrommel vor dem anlaufenden Schleudergang die Drehzahl
der Trommel erhöht wird. Dadurch soll sich das Waschgut gleichmäßig über den Innenumfang
der Trommel verteilen und damit ein ruhiger Lauf der Maschine sichergestellt
werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die vorbekannte Maßnahme nicht zum gewünschten
Erfolg führt. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, daß beim allmählichen
übergang von der Waschgangdrehzahl auf die Schleuderdrehzahl nur in einem relativ
sehr kurzen Zeitintervall der Zustand gegeben ist, wo die Wäsche im oberen Scheitelpunkt
der Trommel in einem Schwebezustand gehalten wird. Diese Zeitspanne ist aber so
kurz, daß die Wäsche bei einer normalen Beladung der Maschine sich nicht gleichmäßig
über den Innenumfang der Waschtrommel verteilen kann. Auch ist ein Reihenschlußmotor
für den Antrieb einer Wasch- und Schleudermaschine ungünstig. weil der für den Antrieb
erforderliche Gleichstrom heutzutage kaum noch verwendet wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wasch- und Schleudertrommel
einer Wasch- und Schleudennaschine der eingangs beschriebenen Art so zu betreiben,
daß sich die in der Trommel befindliche Wäsche gleichmäßig über den Innenumfang
der Waschtrommel verteilt und dadurch die Maschine ruhig arbeitet, Das wird erfindungsgemäß
im wesentlichen dadurch erreicht, daß die Wäsche zwischen dem Waschen und Schleudern
bei fortschreitendem Absenken des Flottenstandes in der Wasch-und Schleudertrommel
mit einer konstanten Zentrifugalbeschleunigung von 1,2 bis 1,6 g so lange
bewegt wird, bis der Flottenspiegel die Wäsche nicht mehr benetzt, und daß danach
die Drehzahl zum Schleudern der Wäsche bei gleichzeitiger Entleerung der Waschflotte
aus der Außentrommel auf eine Zentrifugalbeschleunigung von mindestens
270 g, jedoch nicht mehr als 400 g erhöht wird. Bei einer normalen
Beladung der Waschtrommel und gleichmäßiger Verteilung des Waschgutes über den Innenumfang
der Waschtrommel besitzt die Wäscheschicht bei der vorgenannten radialen Beschleunigung
von 1,2 bis 1,6 g
eine bestimmte Ringbreite. Wegen des verschieden weiten
radialen Abstandes vom Drehzentrum werden aber die der Drehachse der Trommel zugekehrten
Teile des Waschgutes weniger stark nach außen gedrückt als die peripheren Teile
des Waschgutes, so daß insoweit eine gewisse radiale Auflockerung des Waschgutes
eintritt. Dabei kann aber ein wirksames Auseinanderziehen des Waschgutes nur dann
erfolgen, wenn zunächst noch genügend Wasser in der Waschtrommel verbleibt, also
die Entleerung allmählich erfolgt. Dadurch werden nämlich im unteren Teil der Waschtrommel
- bedingt durch den Wasserwiderstand - die Wäscheteile - wiederum
entsprechend ihrem radialen Abstand von der Drehachse - unterschiedlich getrennt
bzw. zurückgehalten, also schichtweise gegeneinander verschoben. Bei weiterer langsam
erfolgender Entleerung der Waschtrommel legt sich dann bei gleichbleibender Drehzahl
der Trommel das Waschgut immer dichter gegen die Trommelwandung, woraufhin die Drehzahl
zum Schleudern der Wäsche bei erst dann erfolgender vollständiger Entleerung der
Außentrommel von. Waschflotte erhöht wird. Durch die Maßnahme, den Rest der in der
Außentrommel enthaltenen Flotte erst während des Schleudergangs abzupumpen, wird
noch sichergestellt, daß im Bereich der kritischen Drehzahlen die in der Waschtrommel
noch enthaltene
Flotte als träge Masse wirkt, mithin Schwingungen
der Maschine wirkungsvoll dämpft.
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Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienende Vorrichtung
geht aus von einer Wasch- und Schleudermaschine mit einer mit Waschflotte zu füllenden
und über eine Entleerungspumpe zu entleerenden Ailßentrommel sowie einer darin untergebrachten,
um, eine waagerechte Achse umlaufend anzutreibenden Wasch- und Schleuder-trommel,
deren Anti.iobsmotorwährend.desWaschens mit niedriger Geschwindigkeit und während
des Schleudems sowie der letzteren vorausgehenden Zwischendrehzahlphase mit höherer
Geschwindigkeit umläuft, wobei zwischen dem Antriebsmotor und der Trommel ein Getriebe
oder eine Kupplung vorgesehen ist. Eine derart beschaffene Wasch- und Schleudermaschine
*wird erfin i d ungsgemÜß dadurch verbessert, daß ein in Abhängigkeit vom
Flottenstand in der Außentrommel einzuschaltender Stellmotor vorgesehen ist,
der das zwischen dem Antriebsmotor und der Wasch- und Schleudertrommel vorgesehene,
vorzugsweise stufenlos` ausgebildete Getriebe steuert. Auf diese Weise wird mit
einfachen Mitteln sichergestellt, daß trotz des,während der Zwischendrehzahlphase
und des Schleuderganges mit gleich hoher Geschwindigkeit umlaufenden Antriebsmotors
für die Waschtrommel bei Erreichen eines bestimmten Flottenstandes in der
Außentrommel die Wasch-" trommel dennoch mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben
werden kann, und zwar durch Einschalten des durch den SteRmotor steuerbaren Getriebes.
Dadurch wird gewährleistet, daß durch einen zwei unterschiedliche Umlaufgeschwindigkeitsbereiche
aufweisenden Motor drei verschiedene Drehzahlbereiche für die Wasch- und Schleudertrommel
erreicht werden können, wobei der mittlere und der obere Drehzahlbereich in Abhängigkeit
vom Flottenstand in der Außentrornmel eingeschaltet werden.
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Es ist zwar bereits eine Waschmaschine bekanntgeworden, bei der zwischen
dem Antriebsmotor und der Waschtrommel gleichfalls ein stufenlos verstellbares Getriebe
eingeschaltet ist, um bei gleichbleibender Motordrehzahl unterschiedliche Waschtrommeldrehzahlen
zu erreichen. Bei diesem bekannten Verstellgetriebe handelt es sich um einen zweifachen
Riementrieb mit einer an einem unter Federwirkung stehenden Schwingarm angeordneten
Doppelriemenscheibe. Durch Verstellen dieser frei beweglichen Doppelriemenscheibe
gegenüber der Waschtrommelriemenscheibe und/oder der Motorriemenscheibe ist es bei
gleichzeitig erfolgender axialer Verstellung jeweils zweier zusammengehöriger
Riemenscheibenflansche möglich, das übersetzungsverhältnis zwischen dem Antriebsmotor
und der WaschtroTnniel' zu ändern. Nachteilig ist jedoch, daß wegen der schwingbeweglichen
Lagerung der Zwischenriemenscheibe vergleichsweise viel freier Raum innerhalb der
Waschmaschine vorhanden sein muß, was aber gerade bei den im Haushalt benutzten
Waschmaschinen in der Rdgel nicht der Fall ist. Bei der vorbekannten Waschmaschine
erfolgt das Verstellen des Getriebes zwecks Drehzahländerung der Waschtrommel -über
eine H#draulikvorrichtung, die ihrerseits vom Programräregler der Maschine gesteuert
wird.
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Ein Ausführungäbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt,.'Dabei
zeigt F i g. 1 das in'der Waschmaschine schwingbeweglich gehaltene Trommelsystem,
*
F i g. 2 verschiedene Arbeitsdiagramme der Waschmaschine, F i
g. 3 eine nach der Erfindung gestaltete Waschmaschine.
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In der F i g. 1 ist das in der nicht gezeigten Waschmaschine
schwingbeweglich gelagerte Trornmelsystem dargestellt, das aus der Außentrommel
1, der darin um eine waagerechte Achse drehbar gelagerten Waschtrommel 2
sowie dem an der Außentrornmel angeflanschten Antriebsmotor 3, besteht. Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Trommelsystem mittels Federn 4 im Gehäuse
oder Rahmen der Waschmaschine hängend gehalten und durch Stoßdämpfer 5 gegen
die Bodenplatte 6 der Waschmaschine abgestützt. Während des Schleuderganges
soll das Waschgut 7, wie gezeigt, möglichst gleichmäßig über den Innenumfang
der Waschtrommel verteilt anliegen. Im Sähwerkreis 8 (Radius r2) kann man
sich die gesamte Masse des Waschgutes vereint vorstellen. Während des Waschens wird
die Flotte in Höhe der Niveaulinie 9 gehalten und vor dem einsetzenden Schleudergang,
nämlich während der Zwischendrehzahl, auf die Niveaulinie 10 abgesenkt. Bei
der Erhöhung der Drehzahl zum Schleudergang wirkt die im-unteren Teil des Behälters
befindliche Flotte 11 als träge Masse, wobei der Flottenspiegel
10 ständig weiter absinkt und bereits vor Erreichen der höchsten Drehzahl
der. Waschtrommel den Wert 0
erreicht.
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Wie insbesondere aus den Diagrammen gemäß F i g. 2 hervorgeht,
ist in den Darstellungen a bis c auf -den Abszissen ein Ausschnitt des zeitlichen
Verlaufs des Waschprogramms aufgetragen, während auf der Ordinate in der Darstellung
a die Drehzahl n der Waschtrommel verzeichnet ist. In der Darstellung
b
ist auf der Ordinate die Förderleistung f der Entleerungspumpe für
die Waschtrornmel aufgetragen. In der Darstellung c der F i g. 2 ist auf
der Ordinate der Flottenstand s in Abhängigkeit der Zeit t aufgetragen.
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Aus der Darstellung a ist ersichtlich, daß während des Waschens die
Waschtrommel mit niederer Drehzahl, z. B. mit 37 bis 50 UpM und mit
wechselndem Drehsinn betrieben wird. Die Flächen 12,12# usw. versinnbildlichen die
Bewegung der Waschtrommel während des Waschganges. Nach vollzogenem Waschgang wird
ün Punkt 13 der Motor durch Polumschaltung auf die höhere Drehzahl geschaltet,
wobei, wie aus der Darstellungb hervorgeht, auch die Pumpe eingeschaltet wird. Die
Zwischendrehzahl, wie bei 14 dargestellt, ist so gehalten, daß im Schwerkreis
8
die Radialbeschleunigung geringfügig unterhalb der Erdschwere
- gehalten wird. Bei einer Waschtromm el, deren Radius r, 230 bis
260 mm beträgt, kann für den Radius des Schwerkreises - ein
Wert von 210 bis 230 mm angenommen werden. Diese Bedingung ist
- erfüllt, wenn sich eine Waschtrommel mit einem Radius r. von
250 mm mit annähernd 74 UpM dreht. Die in Höhe der Niveaulinie
9 im Trommel ehälter 1
enthaltene Flotte sinkt mit Beginn der
Umschaltung auf dir, Zwischendrehzahl ständig ab. Durch den Widerstand des Wassers
wird die Wäsche auseinandergezogen, d. h., sie verteilt sich bei dieser spezifischen
Drehzahl gleichmäßig über den Innenumfang der Waschtrommel. Ist der Flottenstand,
wie durch die Niveaulinie 10 und den Punkt15 in der
Darstellung
c angedeutet, bis zur Peripherie der Waschtrommel abgesunken, so wird, wie in F
i g. a bei 16 dargestellt ist, die Trommeldrehzahl, wie nachfolgend
noch näher ausgeführt wird, bis auf 1000
Umdrehungen und mehr erhöht, wie
dies in F i g. a bei 17 dargestellt ist. Dabei wird die Drehzahl des
Antriebsmotors 3, wie in Darstellung a bei 18 gestrichelt gezeigt,
beibehalten, wobei die Erhöhung der Drehzahl der Waschtrommel durch einen Zwischentrieb
erzeugt wird.
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Wie aus F i g. 3 hervorgeht, trägt der einzige Antriebsmotor
3 auf seiner Triebwelle 27 eine verstellbare Keilriernenscheibe
28, welche mit einer ebenf alls verstellbaren Keilriemenscheibe
29 fluchtet. Mit der letzteren verstellbaren Riemenscheibe ist ein Riemenvorgelege,
bestehend aus den Riemenscheiben 30 und 31, verbunden, wobei das getriebene
Rad 31 die Waschtrommelwelle 32 antreibt. Ein Stellmotor
33
bewirkt über einen doppelarmigen Hebel 34 das In-und Auseinanderrücken
der Riemenscheibenhälften 35 und 36 der Riemenscheibe 28. In bekannter
Art folgen die Riemenscheibenhälften der Riemenscheibe 29 in umgekehrtem
Sinne der Bewegung. Der Antriebsmotor 3 ist im vorliegenden Fall als polumschaltbarer
Motor in Dalanderschaltung ausgebildet. Er wird über die Leitungen 37 während
des Waschens mit der niederen Drehzahl (1500 UpM) betrieben, was einer Waschtrommeldrehzahl
von 37 UpM entspricht. Über ein Reversierwerk 38 werden in bekannter
Art zwei der Stromphasen periodisch gewechselt, so daß der Motor 3 reversierend
betrieben wird. Nach beendetem Waschgang werden vom Programmregler die Leitungen
37 abgeschaltet und der Motor über die Leitungen 39 an Spannung gelegt.
Nunmehr arbeitet der Antriebsmotor 3 mit der niederen Polzahl, wobei die
Umdrehungszahl auf 3000
UpM erhöht wird. Das verstellbare Getriebe, bestehend
aus den Verstellscheiben 28 und 29, arbeitet zunächst als Untersetzung.
Die Waschtrommel wird durch die erhöhte Motordrehzahl mit der doppelten Drehgeschwindigkeit
wie beim Waschen angetrieben und rotiert nun mit 74 UpM. Die Radialbeschleunigting
des Waschgutes bei dieser Drehzahl der Waschtrommel beträgt unter Berücksichtigung
der Massenverteilung annähernd 1 g. Gleichzeitig mit der Umschaltung des
Antriebsmotors 3 auf die höhere Drehzahl wird auch der Pumpenmotor 40 eingeschaltet,
so daß der Flottenspiegel von der Niveaulinie 9
auf die Niveaulinie
10 und weiter absinkt. Sobald der Flüssigkeitsstand in der Waschtrommel bis
zur Peripherie, d. h. bis auf die Niveaulinie 10, abgesunken ist,
wird über einen Staudruckmesser 41 und einen Schalter 42 ein Kontakt 43 geschlossen,
der das Anlaulen des Stellmotors 33 bewirkt. Der doppelarnüge Hebel 34 verstellt
die Scheibenhälften 35 und 36, so daß nunmehr der aus den Scheiben
28 und 29
bestehende Verstelltrieb als übersetzung arbeitet. Die Trommel
wird nunmehr bis auf eine Radialbeschleunigung für das Waschgut von annähernd
260 bis 320 g beschleunigt. Während des Schleuderganges wird der
Pumpenmotor 40 weiter in Betrieb gehalten, so daß kurz nach Erreichen der
maximalen Drehzahl die Trommel 1 entleert ist. Nach vollzogenem Schleudergang
wird über Programmregler der Stellmotor 33 im umgekehrten Drehsinn betrieben,
so daß die Scheiben 28 und 29 wieder zurückgestellt werden. Die Maschine
ist wieder für den nächsten Waschgang oder eine spätere Waschphase betriebsbereit.
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Es versteht sich, daß an Stelle des Stelknotors 33
und den Verstellscheiben
28 und 29, auch andere, dem gleichen Zweck dienende Einrichtungen
treten können. So kann die Verstellung der Riemenscheiben auch durch eine hydraulische
oder magnetische Vorrichtung erfolgen, wie andererseits die Möglichkeit besteht,
andere bekannte Getriebe mit den zugehörigen Kupplungseinrichtungen zur Erzeugung
der hohen Umlaufgeschwindigkeit der Waschtrommel zu benutzen.