-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbewahren
einer Vielzahl von Artikeln innerhalb eines definierten Raums und
zum Verursachen einer Umrührung
zwischen den Artikeln. Die Erfindung hat eine Anwendung in irgendeiner
Situation, bei der Artikel durch eine Umrührung behandelt werden müssen, und
zwar für
verschiedene Zwecke wie die Reinigung, das Polieren, das Schleifen,
das Granulieren, das Ablösen
und das Beschichten. Insbesondere wird in Erwägung gezogen, dass die Erfindung
eine besondere Anwendung in dein Wäschereigebiet haben wird, um
eine Reinigung (ein Waschen) oder Stoffbehandlungsprozesse auszuführen. Insbesondere,
aber nicht ausschließlich,
betrifft die Erfindung eine verbesserte Waschmaschine.
-
Herkömmliche
Waschmaschinen arbeiten dadurch, dass Textilartikel innerhalb einer
Drehtrommel bei Anwesenheit von Wasser und Waschmittel umgeführt werden,
sodass von den Fasern der Textilartikel in das Wasser Schmutz gelöst wird.
Das Umrühren
wird für
den Fall von Waschmaschinen mit einer Beladung von vorne durch die
Drehung der Trommel um eine allgemein horizontale Achse bewirkt,
sodass die Textilartikel übereinander
fallen und aneinander und an den Wänden der Trommel reiben. Jedoch
ist die Drehgeschwindigkeit der Trommel begrenzt, weil dann, wenn
die Geschwindigkeit zu hoch ist, die Textilartikel unter den Zentrifugalkräften lediglich
an die Innenwände
der Trommel gedrückt
werden. Die Artikel drehen sich dann mit der Trommel und keine Bewegung
bzw. Umrührung
in Bezug auf die Trommel und in Bezug auf andere Artikel wird erreicht.
Den Betrag der Umrührung,
die auf die Textilartikel von Vorderlader-Waschmaschinen angewendet
werden kann, ist deshalb begrenzt. Dies bedeutet, dass die Maschine
für eine
minimale Zeitperiode arbeiten muss, um einen spezifischen Standard
der Reinigung zu erreichen.
-
In
dem Patent JP-A-03111089 kann die optimale Bedingung für eine Umrührung bzw.
Bewegung durch eine Waschmaschine erreicht werden, die innerhalb
der Trommel ein oder zwei kippende Scheiben aufweist. Gemäß der Art
von Kleidung und dem Grad einer Verschmutzung werden intermittierende Betriebszyklen
mit vorgegebenen Drehgeschwindigkeiten und Richtungen der Drehung
jeweils für
die sich drehende Trommel und die einzelne kippende Scheibe oder
für jede
der zwei kippenden Scheiben in dein jeweiligen Fall eingestellt.
-
Eine
Aufgabe der Erfindung ist es eine Vorrichtung zur Aufbewahrung (zur
Aufnahme) einer Vielzahl von Artikeln innerhalb eines definierten Raums
und zum Verursachen einer Umrührung
bzw. Bewegung zwischen den Artikeln bereitzustellen, die in der
Lage ist eine größere Umrührung auf
die Artikel als bekannte Vorrichtungen anzuwenden. Eine weitere
Aufgabe der Erfindung ist es eine Vorrichtung des beschriebenen
Typs bereitzustellen, die in der Lage ist die Artikel innerhalb
einer Drehtrommel auf einen höheren
Intensitätsgrad,
als gegenwärtig
möglich
ist, umzurühren.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es eine Waschmaschine bereitzustellen,
die in der Lage ist Textilartikel schneller als bekannte Waschmaschinen
zu waschen. Eine noch weitere Aufgabe der Erfindung ist es eine
Waschmaschine bereitzustellen, die in der Lage ist Textilartikel
auf einen höheren
Reinigungsgrad in einer gegebenen Zeit als bekannte Waschmaschinen
zu waschen.
-
Die
Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Aufbewahren bzw. Aufnehmen
einer Vielzahl von Artikeln innerhalb eines definierten Raums und
zum Verursachen einer Umrührung
bzw. Bewegung zwischen den Artikeln bereit, umfassend eine Trommel zur
Aufnahme der Artikel und zum Abgrenzen des definierten Raums, und
eine Antriebseinrichtung zum Drehen der Trommel, um so eine Umrührung zwischen
den Artikeln zu verursachen, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel
wenigstens zwei drehbare Abschnitte umfasst und die Antriebseinrichtung
in der Lage ist die Trommel in einer derartigen Weise zu drehen,
dass eine relative Drehung zwischen angrenzenden drehbaren Abschnitten
erzeugt wird.
-
Vorzugsweise
ist die Antriebseinrichtung in der Lage die drehbaren Abschnitte
bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten und/oder in unterschiedliche
Richtungen zu drehen. Weiter vorzugsweise ist die Antriebseinrichtung
in der Lage angrenzende drehbare Abschnitte bei unterschiedlichen
Geschwindigkeiten in der gleichen Richtung oder bei unterschiedlichen
Geschwindigkeiten in entgegengesetzte Richtungen und/oder bei der
gleichen Geschwindigkeit in entgegengesetzte Richtungen zu drehen.
Die relative Drehung zwischen den angrenzenden drehbaren Abschnitten
verhindert, dass Artikel an der Innenwand der Trommel anhaften.
Deshalb kann die Drehgeschwindigkeit der drehbaren Abschnitte über diejenige
angehoben werden, bei der die Artikel normalerweise aufhören würden umgerührt zu werden.
Dies bedeutet, dass der Grad einer Bewegung bzw. Umrührung, die
auf die Artikel angewendet wird, intensiver gemacht werden kann. Die
Artikel werden deshalb intensiver behandelt, als sie in einer herkömmlichen
Vorrichtung behandelt würden.
Wenn die Vorrichtung an der Waschmaschine ist, wird von den Textilartikeln
Schmutz bei einer höheren
Rate als in bekannten Maschinen freigegeben und deshalb ist der
Reinigungsprozess entweder in einer gegebenen Zeit gründlicher
oder ansonsten kann der gewünschte
Reinigungsstandard schneller erreicht werden. Eine Vorrichtung,
die andere Prozesse ausführt,
wird ähnliche
Vorteile aufweisen.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
besteht die Trommel aus zwei im Wesentlichen zylindrischen drehbaren
Abschnitten. Vorzugsweise sind die drehbaren Abschnitte in der Lage
bei der gleichen Geschwindigkeit in entgegengesetzte Richtungen angetrieben
zu werden. Dies maximiert die Bewegung bzw. die Umrührung der
Inhalte der Trommel und im Kontext einer Waschmaschine erlaubt dies, dass
Textilartikel auf einen spezifischen Standard sehr schnell gereinigt
werden können,
oder wenn gewünscht
auf einen sehr hohen Standard in einer spezifischen Zeit. In alternativen
Ausführungsformen können die
drehbaren Abschnitte bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten in
die gleiche Richtung oder bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten
in entgegengesetzte Richtungen angetrieben werden. Es wird auch
in Erwägung
gezogen, dass es möglich sein
wird den gleichen Effekt dadurch zu erreichen, dass ein drehbarer
Abschnitt stationär
gehalten wird und der andere Abschnitt in irgendeine Richtung gedreht
wird.
-
Die
Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Aufbewahren und Umrühren einer
Vielzahl von Artikeln innerhalb eines definierten Raums bereit,
umfassend die folgenden Schritte: Einführen der Artikel in das Innere
der Trommel, die den definierten Raum abgrenzt und die durch eine
Antriebseinrichtung drehbar ist, und Drehen der Trommel, um so eine Umrührung zwischen
den Artikeln zu verursachen, dadurch gekennzeichnet, dass während wenigstens eines
Teils des Schritts zum Drehen der Trommel, um so eine Umrührung zwischen
den Artikeln zu verursachen, die Antriebseinrichtung in eine derartigen
Weise betrieben wird, dass eine relative Drehung zwischen angrenzenden
drehbaren Abschnitten der Trommel erzeugt wird. Das Verfahren gemäß der Erfindung
wird ähnliche
Vorteile wie diejenigen der Vorrichtung gemäß der Erfindung aufweisen.
-
Andere
Aufgaben und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung eine Anzahl von bevorzugten Ausführungsformen, die alle nur
für Illustrationszwecke
angegeben sind und nicht dafür
gedacht sind, dass sie eine Einschränkung darstellen.
-
In
den Zeichnungen zeigen:
-
1 eine
schematische perspektivische Ansicht der Vorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung;
-
2 eine
longitudinale Querschnittsansicht der Vorrichtung der 1 bei
der Verwendung und einen Teil einer Waschmaschine bildend;
-
3a eine
Vorderansicht des Antriebsmechanismus, der einen Teil der Vorrichtung
der 2 bildet;
-
3b eine
Seitenansicht des Antriebsmechanismus der 3a;
-
4 eine
schematische perspektivische Ansicht der Vorrichtung gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
-
5 eine
longitudinale Querschnittsansicht der Vorrichtung der 4 bei
Verwendung und einen Teil einer Waschmaschine bildend;
-
6a, b und c schematische perspektivische
Ansichten ähnlich
wie 1, der Vorrichtung gemäß der dritten, vierten und
fünften
Ausführungsformen
der Erfindung;
-
7a eine
Vorderansicht einer siebten Ausführungsform
der Erfindung;
-
7b eine
perspektivische Ansicht der in 7a gezeigten
Ausführungsform
in einer geöffneten
Position;
-
8 eine
perspektivische Ansicht einer neunten Ausführungsform der Erfindung, ähnlich wie die
erste Ausführungsform,
aber ein alternatives Verfahren zum Öffnen der Trommel darstellend;
-
9 einen
longitudinalen Querschnitt durch eine zehnte Ausführungsform
der Erfindung;
-
10 eine
Explosionsansicht der Drehabschnitte der Trommel, die einen Teil
der in 9 gezeigten Ausführungsform bildet; und
-
11a und 11b eine
Seiten- bzw. Draufsicht einer Schaufel, die einen Teil der in den 9 und 10 gezeigten
und dargestellten Ausführungsform
bildet.
-
Die
Vorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung ist in 1 dargestellt. Im Wesentlichen
besteht die Vorrichtung 10 aus einer zylindrischen Trommel 12,
die drehbar um eine Achse 14 herum angebracht ist. Die
Trommel 12 ist aus zwei getrennten drehbaren Abschnitten 16a, 16b gebildet,
die jeweils aus einer zylindrischen Wand und einer kreisförmigen Endwand
bestehen. Jede kreisförmige
Endwand verschließt
den jeweiligen drehbaren Abschnitt 16a, 16b auf
einer Seite, wobei die offene Seite auf den anderen jeweiligen drehbaren
Abschnitt 16b, 16a gerichtet ist. Eine der kreisförmigen Endwände weist
eine Tür 15 auf,
die darin eingebaut ist. Die Tür 15 ist
in einer herkömmlichen
Weise angebracht und wird hier nicht weiter beschrieben. Es sei
darauf hingewiesen, dass dies nur eine Vorgehensweise zum Bereitstellen
eines Zugangs zu dein Innenraum der Trommel 12 ist und
als eine Alternative eine Tür 15' alternativ
in einer zylindrischen Wand von einem der drehbaren Abschnitte 16a, 16b angebracht
werden könnte.
Die drehbaren Abschnitte 16a, 16b sind individuell
so angebracht, dass sie um die Achse 14 drehbar sind, zum
Beispiel durch Stützlager 17,
und jeweils durch einen getrennten Antrieb 24a, 24b angetrieben
werden (siehe die 2 und 3).
Die Antriebe 24a, 24b sind angeordnet und ausgelegt,
so dass jeder drehbare Abschnitt 16a, 16b um die
Achse 14 bei einer Geschwindigkeit oder in einer Richtung,
die sich von derjenigen des anderen drehbaren Abschnitts 16b, 16a unterscheidet,
gedreht werden kann. In der dargestellten Ausführungsform kann der drehbare
Abschnitt 16a in der Richtung des Pfeils 18a zur
gleichen Zeit gedreht werden, zu der der drehbare Abschnitt 16b bei
der gleichen Geschwindigkeit in der Richtung des Pfeils 18b gedreht wird.
-
2 zeigt
die in 1 gezeigte Ausführungsform, sowie sie auf das
Gebiet von Waschmaschinen angewendet wird. Die Trommel 12 befindet sich
hier in einer Wanne oder einem Tank 20, der auch Wasser
und Waschmittel enthält.
Textilartikel 22, die gewaschen werden sollen, sind innerhalb
der Trommel 12 aufbewahrt, die Perforationen (nicht gezeigt)
aufweist, um zu ermöglichen,
dass Wasser in die Trommel 12 von dem Tank 20 und
umgekehrt fließt.
Es besteht keine Notwendigkeit, dass die drehbaren Abschnitte 16a, 16b gegeneinander
abgedichtet werden, da der Fluss von Wasser in die Trommel 2 hinein
und davon heraus akzeptabel ist. Zwei getrennte Antriebe 24a, 24b sind
um die drehbaren Abschnitte 16a, 16b positioniert,
um unabhängig
voneinander die besagten drehbaren Abschnitte 16a, 16b anzutreiben.
Die Antriebe 24a und 24b werden nachstehend noch
mit näheren
Einzelheiten beschrieben.
-
Wenn
die Antriebe 24a, 24b aktiviert sind wird der
drehbare Abschnitt 16a durch den Antrieb 24a in
der Richtung des Pfeils 18a angetrieben und der drehbare
Abschnitt 16b wird durch den Antrieb 24b in der
Richtung des Pfeils 18b angetrieben. Die drehbaren Abschnitte 16a, 16b drehen
sich somit um die Achse 14 bei der gleichen Geschwindigkeit,
aber in entgegengesetzte Richtungen. Die Textilartikel 22, die
in der Trommel 12 aufbewahrt werden, werden in Bewegung
versetzt (umgerührt),
wenn sich die drehbaren Abschnitte 16a, 16b drehen.
Die Textilartikel 22 werden kontinuierlich davon abgehalten
an der zylindrischen Wand von einem der drehbaren Abschnitte 16a, 16b anhaften,
und zwar als Folge der Tatsache, dass andere Artikel in der entgegengesetzten Richtung
durch den anderen drehbaren Abschnitt 16b, 16a gedreht
werden. Diese anderen Artikel ziehen die besagten Artikel 22 von
der Wand des drehbaren Abschnitts 16a, 16b, in
dem sie angeordnet sind. Die Drehgeschwindigkeit jedes drehbaren
Abschnitts der Vorrichtung kann deshalb höher sein, als in bekannten
Waschmaschinen erzielt werden könnte,
und dies erlaubt, dass der erreichbare Grad einer Umrührung (In-Bewegungs-Versetzung)
genauso höher
ist. Das Erreichen eines höheren
Grads einer Umrührung
bedeutet, dass ein gewünschter
Grad einer Reinheit in einer viel kürzeren Zeitperiode erreicht
werden kann, als dies früher
möglich
gewesen ist. Alternativ kann eine Waschmaschine nun in die Lage
versetzt werden einen viel höheren
Reinigungsstandard in einer gegebenen Zeitperiode zu erreichen,
als dies früher
möglich
gewesen ist.
-
Einer
der Antriebe 24a, 24b ist in den 3a und 3b dargestellt.
Es sei darauf hingewiesen, dass die in 2 dargestellten
Antriebe 24a, 24b identisch zueinander sein können. Deshalb
ist hier nur ein Antrieb dargestellt. Die dargestellte Antriebseinrichtung,
die nachstehend beschrieben werden soll, soll nicht so angesehen
werden, als ob sie der einzige für
diesen Zweck geeigneter Antrieb ist. Andere Antriebseinrichtungen,
die genauso für
diese Anwendung geeignet sind, werden einem Durchschnittsfachmann
in dem technischen Gebiet unmittelbar offensichtlich sein. Wie sich
aus den 3a und 3b entnehmen
lässt,
besteht der Antrieb aus einem Motor 30 mit einer Welle 32,
die ein erstes mit Zähnen
versehenes Zahnrad 34 trägt. Eine Kette 36 oder
ein anderes verknüpftes
Element greift in das erste mit Zähnen versehenes Zahnrad 34 und
auch in ein zweites mit Zähnen
versehenes Rad 38, das an der drehbaren Welle 40 befestigt
ist, die an dem Gehäuse
oder der Halterungsstruktur der Waschmaschine mittels einer Lagereinrichtung
(nicht gezeigt) angebracht ist, ein. Die Welle 40 trägt auch
ein drittes mit Zähnen
versehenes Rad 42, wobei die Zähne 44 davon dafür ausgelegt
sind, um einen Eingriff mit dem Gliedern einer Kette 46 oder
eines anderen verbundenen Elements, das um den Umfang von einem der
drehbaren Abschnitte 16a, l6b herum angeordnet ist,
einzugehen. Wenn der Motor 30 betrieben wird dreht sich
die Welle 32, wobei das erste mit Zähnen versehene Rad 34 veranlasst
wird sich zu drehen. Dies treibt die Kette 36 an, was eine
Drehung des zweiten mit Zähnen
versehenen Parts 38 und wiederum des dritten mit Zähnen versehenen
Rads 42 verursacht. Eine Drehung des dritten mit Zähnen versehenen
Rads 42 veranlasst den drehbaren Abschnitt, an dem der
Antrieb angebracht ist, sich um die Achse 14 zu drehen.
Die Drehrichtung des drehbaren Abschnitts wird durch die Drehrichtung
des Motors bestimmt, wohingegen die Drehgeschwindigkeit des drehbaren
Abschnitts nicht nur durch die Geschwindigkeit des Motors, sondern
auch durch die Konfiguration der mit Zähnen versehenen Räder bestimmt wird.
Die Drehgeschwindigkeit der drehbaren Abschnitte kann somit beliebig
gewählt
werden.
-
Es
sei darauf hingewiesen, dass die mit Zähnen versehenen Räder 34, 38, 42 und
die Ketten oder die verbundenen Elemente 36, 46,
wo geeignet, durch Rollen und Antriebsbänder oder andere equivalente
Komponenten ersetzt werden könnten.
Wenn ein Antriebsband (Antriebsriemen) verwendet wird, um den drehbaren
Abschnitt 16a, 16b selbst anzutreiben, ist es
am besten, wenn der Antriebsriemen um eine Rolle bzw. Scheibe gewickelt
ist die auf der in 1 gezeigten Achse 14 oder
konzentrisch zu dieser angeordnet ist.
-
Eine
zweite Ausführungsform
ist in 4 dargestellt. In dieser Ausführungsform ist die Trommel 120 aus
drei getrennten drehbaren Abschnitten 160a, 160b, 160c gebildet.
Jeder der drehbaren Abschnitte 160a, 160b, 160c weist
eine zylindrische Wand auf und die äußersten Abschnitte 160a, 160c weisen
ebenfalls kreisförmige
Endwände
auf, sodass die zylindrische Trommel 120 im Wesentlichen
verschlossen ist. In einer der Endwände ist eine Tür 150 vorgesehen.
Eine ähnliche
Antriebseinrichtung wie diejenige, die in 3 gezeigt
ist, ist vorgesehen (aber nicht gezeigt), um jeden drehbaren Abschnitt 160a, 160b, 160c um
die Achse 140 herum zu drehen. Die äußersten drehbaren Abschnitte 160a und 160c sind
jeweils in einer ersten Richtung (siehe die Pfeile 180a, 180c)
drehbar, wohingegen der zentrale drehbare Abschnitt 160b in
der entgegengesetzten Richtung (siehe der Pfeil 180b),
aber bei der gleichen Geschwindigkeit, drehbar ist.
-
Die
Umrührung
bzw. Bewegung, die auf die Inhalte der Trommel 120 ausgeübt wird,
ist nochmals signifikant höher,
als dies mit einer herkömmlichen Waschmaschine
erreichbar wäre.
Die Drehung von angrenzenden drehbaren Abschnitten 180a, 180b; 180b, 180c in
entgegengesetzte Richtungen verhindert, dass die Artikel an den
zylindrischen Wänden der
Trommel 120 anhaften, und zwar lediglich dadurch, weil
andere Artikel, die in der entgegengesetzten Richtung gedreht werden,
diesen nicht erlauben wird um die Trommel 120 herum getragen
zu werden. Die anderen Artikel ziehen die ersten Artikel effektiv von
den Wänden
weg und der Umrührungsvorgang wird
fortgesetzt, sogar bei hohen Drehgeschwindigkeiten der drehbaren
Abschnitte 180a, 180b, 180c.
-
Wenn
diese Anordnung auf eine Waschmaschine angewendet wird, wie in 5 gezeigt,
ist die Umrührung,
die auf die Textilartikel 220 ausgeübt wird, die in der Trommel 120 enthalten
sind, signifikant höher
als was unter Verwendung von bekannten Anordnungen erzielt werden
könnte.
Wie zuvor befindet sich die Trommel 120 innerhalb eines
Tanks 200, der Wasser und Waschmittel enthält, damit
die Textilartikel 220 gereinigt werden. In dieser Anordnung
ist jedoch die Trommel 120 innerhalb des Tanks 200 um eine
geneigte Achse 140 anstelle um einer horizontalen Achse
angebracht.
-
Es
sei darauf hingewiesen, dass die voranstehend beschriebenen Ausführungsformen
dafür ausgelegt
werden können,
um den gleichen oder einen ähnlichen
Effekt zu erreichen, insbesondere in Bezug auf die jeweiligen Geschwindigkeiten
und Richtungen der drehbaren Abschnitte. Illustrationen von alternativen
Anordnungen sind in den 6a, 6b und 6c angeführt. In 6a sind die drehbaren Abschnitte 161a, 161b so
gezeigt, dass sie sich in der gleichen Richtung, aber bei unterschiedlichen
Geschwindigkeiten mit den Pfeilen 181a, 181b drehen. In 6b sind die drehbaren Abschnitte 162a, 162b so
gezeigt, dass sie sich bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten,
aber in unterschiedliche Richtungen mit den Pfeilen 182a, 182b drehen.
In 6 ist ein drehbarer Abschnitt 163b so
gezeigt, dass er stationär
gehalten wird (Kreuz 183b), während der andere drehbare Abschnitt 163a sich
dreht (siehe der Pfeil 183a). In sämtlichen drei Fällen gibt
es eine relative Drehung zwischen den drehbaren Abschnitten 161a, 161b; 162a, 162b; 163a, 163b,
sodass der Effekt zum Erzeugen einer erhöhten Umrührung der Inhalte der Trommel 120 erreicht
wird. Es sei darauf hingewiesen, dass die in 6 gezeigten
Anordnungen auch auf Trommeln anwendbar sind, die aus drei oder
sogar noch mehr drehbaren Abschnitten bestehen.
-
Eine
weitere alternative Anordnung ist in den 7a und 7b dargestellten.
Bei dieser Anordnung umfasst die Waschmaschine 300 einen
stationären
Tank 310, in dem in irgendeiner bekannten Weise zwei drehbare
Abschnitte 320a, 320b gehaltert werden, die auf
jeder Seite eines stationären
Abschnitts 330 angeordnet sind. Der stationäre Abschnitt 330 beinhaltet
eine Tür 332,
die über
ein Gelenk um eine Achse 334 so angebracht ist, dass sie geöffnet werden
kann, um zu ermöglichen,
dass Artikel an das Innere der drehbaren Abschnitte 320a, 320b eingeführt werden.
Der stationäre
Abschnitt 330 ist im Wesentlichen in der Seitenansicht
dreieckförmig,
wie in 7a gezeigt. Dies erlaubt, dass
die Achsen 312a, 312b, um die die drehbaren Abschnitte 320a, 320b drehbar
sind, zueinander geneigt sind.
-
Bei
der Verwendung wird die Tür 332 geöffnet, um
zu ermöglichen,
dass Textilartikel an das Innere der Trommel 314 eingeführt werden,
und die Tür 332 wird
dann geschlossen. Während
des Waschzyklusses werden die drehbaren Abschnitte 320a, 320b um
die Achsen 312a, 312b gedreht, während der
stationäre
Abschnitt 330 stationär
bleibt. Dies erzeugt eine relative Bewegung zwischen jedem drehbaren Abschnitt 320a, 320b und
dem stationären
Abschnitt 330, sogar wenn die drehbaren Abschnitte 320a, 320b bei
der gleichen Geschwindigkeit und in der gleichen Richtung gedreht
werden. Jedoch wird erwartet, dass ein höherer Grad einer Umrührung erreicht
wird, wenn die drehbaren Abschnitte 320a, 320b um
ihre jeweiligen Achsen 312a, 312b bei unterschiedlichen
Geschwindigkeiten und/oder in unterschiedliche Richtungen gedreht
werden. Wie zuvor stellt der Tank 310 die Funktion zu einer
Beibehaltung des Wassers und des Waschmittels bereit, mit denen die
Artikel innerhalb der Trommel 314 gewaschen werden sollen.
-
Es
sei darauf hingewiesen, dass Trommeln, die aus zwei oder mehr im
Wesentlichen zylindrischen Abschnitten bestehen, die um eine gemeinsame
Achse drehbar sind, geöffnet
werden können,
um einen Zugang zu ermöglichen,
und zwar notwendigerweise ohne die Bereitstellung einer öffnungsfähigen Tür in einer
Wand der Trommel. Da die Trommel aus getrennten Abschnitten gebildet
ist, ist es möglich,
dass einer von diesen Abschnitten sich von dem angrenzenden Abschnitt
wegbewegt, um einen Zugang bereitzustellen. Eine Vorgehensweise
zum Erreichen davon ist schematisch in 8 dargestellt. Die
Trommel 414 umfasst zwei drehbare Abschnitte 420a, 420b,
die um eine gemeinsame Achse 412 drehbar sind. In keiner
der zylindrischen Wände
oder in kreisförmigen
Endwänden
von jedem drehbaren Abschnitt 420a, 420b ist keine
Tür vorgesehen.
Anstelle davon ist einer der drehbaren Abschnitte 420b derart
angebracht, dass dann, wenn die Trommel 414 geöffnet werden
soll, der gesamte drehbare Abschnitt 420b von dem anderen
drehbaren Abschnitt 420a weg geschwenkt wird. Die offene
Position ist mit gestrichelten Linien in 8 dargestellt.
In anderer Hinsicht ist die Konstruktion der in 8 dargestellten
Ausführungsform ähnlich zu
derjenigen der Ausführungsformen,
die dargestellt und beschrieben wurden.
-
Eine
weitere Ausführungsform
einer Waschmaschine gemäß der Erfindung
ist in 9 dargestellt. Die Waschmaschine 500 weist
eine Wanne 502 auf, die die Trommel 550 umgibt
und aufnimmt. Die Wanne 502 ist wasserdicht, um Wasser
und Waschmittel darin zu enthalten und aufzubewahren. Die Wanne 502 weist
einen Einlass 504 und einen Auslass 506 für den Einlass
und den Ablauf von Wasser bzw. Waschmittel auf. Eine Tür 508 ist
in der Vorderwand der Wanne 502 vorgesehen, um so zu ermöglichen,
dass Artikel in das Innere der Trommel 550 hinein geführt werden.
Die soweit beschriebene Vorrichtung ist herkömmlich und muss nicht irgendwie weiter
beschrieben werden.
-
Die
Trommel 550 ist in einer freitragenden Weise auf der Wand
der Wanne 502 entfernt von der Tür 508 angebracht.
In Übereinstimmung
mit der Erfindung ist die Trommel 550 aus zwei getrennten drehbaren
Abschnitten 560, 570 gebildet. Der erste äußere drehbare
Abschnitt 560 wird auf einer hohlen Zylinderwelle 561 gehaltert.
Ein Winkelkontaktlager 562 ist zwischen der hinteren Wand
der Wanne 502 und der hohlen zylindrischen Welle 561 angeordnet. Wenn
der andere drehbare Abschnitt 560 ist so dimensioniert,
dass er im Wesentlichen das Innere der Wanne 502 füllt. Insbesondere
weist der äußere drehbare
Abschnitt 560 eine allgemein kreisförmige hintere Wand 563,
die sich von der hohlen zylindrischen Wellen 561 in Richtung
auf die zylindrische Wand der Wanne 502 erstreckt, eine
allgemein zylindrische Wand 564, die sich allgemein parallel
zu den zylindrischen Wänden
der Wanne 502 von der hinteren Wand 563 in Richtung
auf die vordere Wand der Wanne 502 hin erstreckt, und eine
allgemein ringförmige
Vorderseite 565, die sich von der zylindrischen Wand 564 in
Richtung auf die Tür 508 hin
erstreckt, auf. Ein ausreichender Freiraum wird zwischen den Wänden 563, 564, 565 des äußeren drehbaren
Abschnitts 560 unter der Wanne 502 gelassen, um
zu verhindern, dass der äußere drehbare
Abschnitt 560 in einen Kontakt mit der Wanne 502 kommt,
wenn die Trommel 550 veranlasst wird, sich zu drehen.
-
Eine
innere zylindrische Wand 566 ist ebenfalls auf dem Inneren
der zylindrischen Wand 564 des äußeren drehbaren Abschnitts 560 vorgesehen.
Die innere zylindrische Wand 566 erstreckt sich von einem
Punkt, der im Wesentlichen in der Mitte zwischen der hinteren Wand 563 und
der Vorderseite 565 ist, zu der Vorderseite 565.
Der Raum zwischen der inneren zylindrischen Wand 566 und
der zylindrischen Wand 564 ist hohl, könnte aber, wenn gewünscht, mit
einem Verstärkungsmaterial
gefüllt
werden. In diesem Fall muss das Verstärkungsmaterial ein geringes
Gewicht aufweisen. Die Bereitstellung von parallelen zylindrischen
Wänden 565, 566 in
dem Abschnitt des äußeren drehbaren
Abschnitts 560 in der Nähe
der vorderen Seite 565 stellt eine Festigkeit für den gesamten äußeren drehbaren
Abschnitt 560 bereit, während
der innere Durchmesser des äußeren drehbaren
Abschnitts 560 in diesem Bereich verringert wird.
-
Der
innere drehbare Abschnitt 570 wird auf einer zentralen
Welle 571 gehaltert, die wiederum durch tiefe Nutenlager 572 gehaltert
wird, die zwischen der zentralen Welle 571 und der hohlen
Zylinderwelle 561 angeordnet sind. Der innere drehbare Abschnitt 570 umfasst
im Wesentlichen eine allgemein kreisförmige hintere Wand 573,
die sich von der zentralen Welle 571 in Richtung auf die
Zellenwand der Wanne 502 erstreckt und eine zylindrische
Wanne 574, die sich von dem Umfang der hinteren Wand 573 in
Richtung auf die vordere Wand der Wanne 502 erstreckt.
Der Durchmesser der zylindrischen Wand 574 des inneren
drehbaren Abschnitts 570 ist im Wesentlichen der gleiche
wie der Durchmesser der inneren zylindrischen Wand 566 des äußeren drehbaren Abschnitts 560.
Die zylindrische Wand 574 des inneren drehbaren Abschnitts 570 ist
so dimensioniert, dass das zentrale Ende davon sich dem Ende der
zylindrischen Wand 566, die am nächsten dazu ist, annähert. Es
ist vorteilhaft für
den Spalt zwischen diesen zwei zylindrischen Wänden 574, 566 so
klein wie möglich
zu halten. Eine ringförmiger
Abdichtungsring 567 befindet sich auf der zylindrischen
Wand 564 des äußeren zylindrischen
Abschnitts 560 unmittelbar angrenzend zu dem Ende der inneren
zylindrischen Wand 566, die zu der inneren zylindrischen
Wand 570 am nächsten
liegt, um so eine Abstürzung
für das
distale Ende der zylindrischen Wand 574 davon bereitzustellen.
-
Die
zentrale Welle 571 und die hohle zylindrische Welle 561 werden
jeweils getrennt durch Antriebe 580, 582 angetrieben.
Die Einrichtung, mit der die Wellen 561, 571 angetrieben
werden, ist nicht kritisch, aber eine ausreichende Flexibilität muss bereitgestellt
werden, um zu ermöglichen,
dass die inneren und äußeren Drehabschnitte 570, 560 in Übereinstimmung
mit dem nachstehend beschriebenen Verfahren gedreht werden. Eine
Einrichtung, um dies zu erreichen, wird für einen Durchschnittsfachmann
offensichtlich sein und bildet nicht einen wesentlichen Teil der
vorliegenden Erfindung.
-
Eine
Explosionsdarstellung der inneren und äußeren drehbaren Abschnitte 570, 560 ist
in 10 gezeigt. Wie sich den 9 und 10 entnehmen lässt ist
der innere drehbare Abschnitt 570 innerhalb des äußeren drehbaren
Abschnitts 560 angeordnet, sodass die zylindrische Wand 574 des
inneren drehbaren Abschnitts 570 zu der inneren zylindrischen Wand 566 des äußeren drehbaren
Abschnitts ausgerichtet ist. Die zentrale Welle 571 liegt
innerhalb der hohlen zylindrischen Welle 561. Sowohl der
innere als auch der äußere drehbare
Abschnitt ist vorzugsweise aus rostfreiem Stahl unter Verwendung
von Herstellungstechniken hergestellt, die ein Clinching und Schweißen einschließen. Jedoch
ist die Vorgehensweise für
eine Herstellung nicht wesentlich für die Erfindung und es wird
in Erwägung
gezogen, dass die drehbaren Abschnitte auch aus einem geeigneten
Plastikmaterial geformt werden könnten.
-
Innerhalb
jedes drehbaren Abschnitts 560, 570 sind auch
Schaufeln 590 angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform
sind drei gleichwinklig beabstandete Schaufeln 590 auf
den zylindrischen Wänden 574, 566 von
jedem jeweiligen drehbaren Abschnitt 570, 560 angeordnet.
Eine größere Anzahl oder
eine kleinere Anzahl von Schaufeln könnte bereitgestellt werden,
wenn gewünscht.
Sämtliche Schaufeln 590 sind
im Wesentlichen identisch und die Form davon ist in den 11a und 11b dargestellt.
Wie sich der 11a entnehmen lässt weist die
Schaufel 590 eine Höhe
auf, die von einem Ende 592 in Richtung auf das andere
Ende 594 signifikant abnimmt. In jedem Fall wird das Ende 592 direkt
angrenzend zu der kreisförmigen
Wand oder einer Endfläche
des drehbaren Abschnitts 560, 570, an der die Schaufel 590 angebracht
ist, platziert. Für
den Fall von Schaufeln 590, die an dem anderen drehbaren Abschnitt 560 angebracht
sind, wird das Ende 592 direkt angrenzend zu der ringförmigen Endfläche 565 sein,
und für
den Fall von Schaufeln 590, die an dem inneren drehbaren
Abschnitt 570 angebracht sind, wird das Ende 592 der
Schaufel 590 direkt angrenzend zu der hinteren Wand 573 sein.
Die obere Oberfläche 596 der
Schaufel 590 weist einen gebogenen Abschnitt angrenzend
zu dem Ende 592 auf und dieser gebogene Abschnitt kann
sich über
so einen geringen Anteil wie ein Drittel oder so viel wie dreiviertel der
Länge der
Schaufel 590 erstrecken. In der dargestellten Ausführungsform
erstreckt sich der bogenförmige
Abschnitt um mehr als die Hälfte
der Länge
der Schaufel 590, und weiter bevorzugt über ungefähr zweidrittel der Länge davon.
Der Rest der oberen Kante 596 der Schaufel 590 erstreckt
sich parallel zu der unteren Oberfläche 598 davon. In
der Draufsicht gesehen, wie in 11b gezeigt,
nähern
sich die Seitenkanten 599 der Schaufel 590 einander
an, wenn sie sich dem distalen Ende 594 der Schaufel 590 annähern. Wiederum
sind die Seitenkanten 599 über einen Teil von ihrer Länge bogenförmig, wobei der
Rest der Länge
davon parallel zueinander ist.
-
Die
Länge von
jeder Schaufel 590 ist so gewählt, dass dann, wenn die Schaufeln 590 auf
den zylindrischen Wänden 566, 574 der äußeren und
inneren drehbaren Abschnitte 560, 570 positioniert werden,
sich das distale Ende 594 von jeder Schaufel 590 auf
einen Abstand zwischen 10 und 30 Millimeter von dem Spalt zwischen
den zylindrischen Wänden 566, 574 erstreckt.
Die Form der oberen Oberfläche 596 von
jeder Schaufel 590 wird so gewählt, dass die Höhe von jeder
Schaufel 590 angrenzend zu dem Ende 592 ausreichend
ist, um sicherzustellen, dass die Drehung von Artikeln, die in der
Trommel 550 aufbewahrt werden, kontinuierlich ist, wenn
die Trommel voll ist oder wenn schwere Teile gerade gewaschen werden.
Jedoch ist die Höhe
der Schaufeln 590 ausreichend klein, angrenzend zu dem
distalen Ende 594, um einen sanften Waschvorgang für delikate
Artikel bereitzustellen, wenn dies benötigt wird. Geeignete Dimensionen
für eine
typische Schaufel für
eine Waschmaschine sind: eine maximale Höhe von im Wesentlichen 50 Millimetern,
eine minimale Höhe von
im Wesentlichen 20 Millimetern und eine Schaufellänge von
im Wesentlichen 190 Millimetern.
-
Die
voranstehend beschriebene Vorrichtung kann in der folgenden Weise
verwendet werden. Artikel, die gewaschen werden sollen, werden in
die Trommel 550 gelegt und Wasser wird über den Einlass 504 in
einer bekannten Weise eingeleitet, entweder bei der erforderlichen
Temperatur oder ansonsten bei einer verringerten Temperatur, wobei
in diesem Fall es auf die erforderliche Temperatur erwärmt wird.
Beim Start des Waschzyklus wird in die Trommel 550 Waschmittel
eingeleitet, und zwar wiederum in einer bekannten Weise. Die drehbaren
Abschnitte 560 und 570 werden dann durch die Antriebseinrichtung 580, 582 so
gedreht, dass die Geschwindigkeit und/oder die Drehrichtung von
einem der Drehabschnitte 560 unterschiedlich zu derjenigen
des anderen drehbaren Abschnitts 570 ist. Die drehbaren
Abschnitte 560, 570 können bei unterschiedlichen
Geschwindigkeiten in die gleiche Richtung, bei der gleichen Geschwindigkeit
in unterschiedliche Richtungen, oder bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten in
entgegengesetzte Richtungen gedreht werden. Alternativ kann ein
Abschnitt 560, 570 stationär gehalten werden, während sich
der andere Abschnitt 570, 560 dreht. In jedem
Fall kann die Drehgeschwindigkeit der Drehabschnitte 570, 560 über die
normale Drehgeschwindigkeit von Waschmaschinentrommeln während des
Waschzyklus angehoben werden. In bekannten Maschinen würde diese
normalerweise 50 UpM nicht übersteigen.
Sogar bei Drehgeschwindigkeiten weit über 50 UpM haften die Inhalte
der Trommel 550 gemäß der Erfindung nicht
an der Wand der Trommel an und deshalb kann die Umrührung bzw.
In-Bewegung-Versetzung, die auf die Inhalte angewendet wird, stark
erhöht
werden.
-
Wenn
es gewünscht
ist die Artikel auszuwaschen, die in der Trommel 550 aufbewahrt
werden, wird das Waschwasser von der Trommel 550 über den
Auslass 506 in einer bekannten Weise abgeleitet und sauberes
Wasser wird über
den Einlass 504 dorthin eingeleitet. Die drehbaren Abschnitte 560, 570 werden
weiter in der gleichen Weise wie während des Waschvorgangs gedreht,
um einen hohen Grad einer Umrührung
der Textilartikel aufrecht zu erhalten. Nach dem Auswaschen werden
die drehbaren Abschnitte 560, 570 bei der gleichen
Geschwindigkeit und in der gleichen Richtung gedreht, um von den
Textilartikeln in der gewöhnlichen
Weise überschüssiges Wasser
herauszuschleudern. Die drehbaren Abschnitte 560, 570 können zusammen
an diesem Punkt durch eine Verriegelungseinrichtung (nicht gezeigt)
befestigt werden, um sicherzustellen, dass eine geringe oder keine
relative Bewegung zwischen den drehbaren Abschnitten 560, 570 während des
Schleudervorgangs vorhanden ist. Wenn diese Befestigung auftritt
können
sämtliche
außer
einem der Antriebe 580, 582 abgeschaltet werden,
so dass sämtliche
oder beide Abschnitte 560, 570 durch einen einzelnen
Antrieb angetrieben werden. Alternativ können die Antriebe 580, 582 so
angeordnet werden, dass sämtliche
oder beide drehbaren Abschnitte 560, 570 in der
gleichen Richtung und bei der gleichen Geschwindigkeit während des
Schleudervorgangs angetrieben werden, wobei irgendwelche geringfügigen Differenzen
in der Geschwindigkeit lediglich durch die Anwesenheit der Inhalte
der Trommel 550 unter Kontrolle gehalten werden. Mit der
vergrößerten Umrührung der
Inhalte der Trommel 550 wird in Erwägung gezogen, dass die Dauer
des normalen Waschzyklus, der gegenwärtig ungefähr 90 Minuten dauert, auf die
Hälfte
und möglicherweise
mehr verringert werden kann, ohne dass irgendeine Verringerung in
dem Standard der Reinigung, auf dem die Artikel gereinigt werden,
vorhanden ist.
-
Die
Vorrichtung der Erfindung ist nicht auf Waschmaschinen in ihrer
Anwendung begrenzt und kann in vorteilhafter Weise auf irgendeine
Vorrichtung angewendet werden, in der die Inhalte eines Behälters auf
einen hohen Grad umgerührt
werden müssen
und wo eine Verkürzung
der Umrührungsdauer
ein Vorteil sein würde.
Andere Anwendungen Umfassen das Polieren (z. B. von Halbedelsteinen), das
Schleifen, Granulieren, Ablösen
(z. B. von Nahrungsmitteln wie Kartoffeln) und das Beschichten. Ferner
ist beabsichtigt, dass Veränderungen
der voranstehend beschriebenen Vorrichtung in den Umfang der Erfindung
eingeschlossen sind. Zum Beispiel muss die Form der Trommel nicht
zylindrisch und teilweise kugelförmige
und kegelstumpfförmige Trommeln
werden in Erwägung
gezogen. Die drehbaren Abschnitte können auch so angeordnet sein, dass
sie im Allgemeinen nicht ähnlich
zueinander sind. Zum Beispiel kann in einer zylindrischen Trommel
ein Abschnitt die zylindrische Wand der Trommel bilden, während ein
anderer Abschnitt eine kreisförmige
Endwand der Trommel bilden kann. Diese und andere Veränderungen
werden für
einen Durchschnittsfachmann offensichtlich sein.