LAVADORA AUTOMÁTICA CON MOVIMIENTO DE LAVADO TOROIDAL Y TOROIDAL INVERSO DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a lavadoras automáticas y más específicamente a una lavadora automática con un propulsor de ropa que comprende un impulsor y tornillo sin fin donde la lavadora puede tener un movimiento de lavado toroidal y uno toroidal inverso. Las lavadoras automáticas son electrodomésticos comúnmente utilizados para lavar cargas de prendas de vestir utilizando un ciclo de lavado programado e ingresado por el usuario y combinaciones de agua y soluciones de detergente. Las lavadoras automáticas generalmente pueden ser categorizadas como máquinas de eje horizontal o máquinas de eje vertical. Las máquinas de eje horizontal algunas veces se refieren como wcargadoras frontales" y comprenden una canastilla perforada localizada dentro de una tina no perforada, con la canastilla girando alrededor de un eje generalmente horizontal, aunque el eje puede inclinarse con relación a la horizontal, y la agitación de la ropa principalmente es lograda por la limpieza por agitación de la ropa en la canastilla cuando la canastilla gira. Una lavadora automática de eje vertical típica comprende una canastilla perforada dispuesta dentro de una tina de lavado no perforada, con la canastilla girando alrededor de un eje generalmente vertical, aunque el eje puede inclinarse con relación a la vertical. Un propulsor de ropa para impartir movimiento a las prendas de vestir y al agua dentro de la canastilla se monta dentro de la canastilla y se acopla mecánicamente a un ensamble de motor para su rotación sobre un eje generalmente vertical. La agitación de la ropa es lograda principalmente por el propulsor de ropa. Se entiende que el término ?,agua" puede reemplazarse por "fluido de lavado" u otro fluido que no comprende agua. Durante su uso, una carga de ropa se coloca en la canastilla junto con una solución de detergente, y un usuario selecciona un ciclo de lavado de una interfaz en la lavadora basado en variables tales como tamaño de la carga, temperatura del agua, y duración de ciclo de lavado. Durante el ciclo de lavado, la ropa se agita en la canastilla para mejorar la remoción de suciedad. Se conoce que los propulsores de ropa para impartir energía mecánica al agua y a las prendas de vestir dentro de una lavadora automática de eje vertical son un impulsor o un agitador. Mientras el impulsor y agitador son similares, tradicionalmente un impulsor tiene un perfil bajo con aspas que se extienden hacia el centro radial, mientras el agitador tradicionalmente tiene un faldón del cual se extiende una columna vertical que extiende sustancialmente la altura de la canastilla, con las aspas extendiéndose a lo largo del faldón y hacia la columna. En algunas aplicaciones, el agitador puede estar en combinación con un tornillo sin fin. El tornillo sin fin también puede tener una o más aspas generalmente en la forma de una hélice para impulsar hacia abajo la ropa. El tornillo sin fin tradicionalmente se monta en la columna por un embrague de una sola dirección de manera que el tornillo sin fin girará sólo en una dirección mientras el agitador puede alternarse rotacionalmente para asegurar que el tornillo sin fin sólo impulse la ropa descendentemente . Los ciclos de lavado programados se utilizan para mejorar el rendimiento de las lavadoras al controlar, entre otras variables, el nivel de llenado del agua,, la temperatura del agua y la duración de tiempo del ciclo de lavado, de este modo personalizando el ciclo de lavado para la carga que se lava. Los ciclos de lavado de llenado máximo típicamente se han utilizado, donde el agua se llena hasta el tope de la canastilla de lavado durante el ciclo de lavado. En un ciclo de lavado de llenado máximo, el movimiento del propulsor de ropa provoca que la ropa se mueva en un modelo de transferencia bien conocido. Este modelo se refiere como modelo de transferencia toroidal donde las prendas de vestir se mueven radial e internamente a lo largo de la parte superior de la canastilla, descendentemente a lo largo del centro de la canastilla, radial y externamente a lo largo de la parte inferior de la canastilla, y ascendentemente a lo largo de la pared lateral de la canastilla. Se conoce que los lavados de llenado máximo son más moderados en las prendas de vestir ya que las prendas de vestir se suspenden en el agua reduciendo el contacto con el propulsor de ropa y las paredes de la canastilla. Sin embargo, un ciclo de llenado máximo utiliza más recursos de agua que un ciclo de llenado mínimo. Los ciclos de lavado de llenado mínimo se han utilizado para mejorar la eficiencia de energía y reducir el uso de agua para lavar las cargas de ropa. Estos ciclos de lavado tienden a utilizar sólo tanta agua como se necesite para saturar la ropa dentro de la canastilla de lavado y de este modo la ropa no se suspende en el agua como con un ciclo de lavado de llenado máximo. Sin embargo, sin el llenado máximo, la ropa no se suspende en el agua y tiende a permanecer más cerca del propulsor de ropa, lo cual incrementa el contacto entre las prendas de vestir y el propulsor de ropa, lo cual puede provocar desgaste incrementado en la ropa. Se ha observado un fenómeno con ciertos ciclos de lavado de llenado mínimo. Durante un ciclo de lavado de llenado mínimo, donde el movimiento de la ropa es impartido por un impulsor, ocurre un modelo de transferencia toroidal inverso donde la ropa se mueve internamente a lo largo del impulsor, ascendentemente en el centro de la canastilla de lavado, radial y externamente a lo largo de la parte superior de la canastilla de lavado, y descendentemente a lo largo de la pared lateral de la canastilla de lavado en un modelo repetitivo. Este fenómeno se discute más completamente en la Patente Norteamericana No. 6,212,722, poseída por los cesionarios de la invención, cuya descripción se incorpora para referencia. Una lavadora automática de acuerdo con la presente invención comprende una tina de lavado que define un rebajo en el cual se coloca una canastilla perforada que define una cámara de lavado para lavar una carga de prendas de vestir. Un propulsor de ropa se coloca dentro de la cámara de lavado y comprende un impulsor y un tornillo sin fin. El impulsor se monta cerca de la parte inferior de la cámara de lavado para que pueda girar dentro de la cámara de lavado. El impulsor tiene múltiples aspas que imparten un movimiento toroidal de la ropa en la cámara de lavado durante un ciclo de lavado de llenado máximo e imparte alternativamente un movimiento toroidal inverso de la ropa en la cámara de lavado durante un ciclo de lavado de llenado mínimo. El tornillo sin fin se monta en el impulsor para que pueda girar dentro de la cámara de lavado para mejorar el movimiento toroidal de las prendas de vestir en la cámara de lavado durante un ciclo de lavado de llenado máximo.
El tornillo sin fin puede montarse en el impulsor de tal forma que por lo menos una porción del tornillo sin fin yace sobre el nivel del líquido en la cámara de lavado durante un ciclo de lavado de llenado mínimo. El tornillo sin fin también puede tener un aspa helicoidal de tal forma que por lo menos una porción del aspa yace sobre el nivel del líquido en la cámara de lavado durante un ciclo de lavado de llenado mínimo. El aspa helicoidal puede orientarse de manera que impulse las prendas de vestir que entran en contacto con la misma descendentemente hacia el impulsor. Esto puede lograrse al montar el tornillo sin fin en el impulsor para que el tornillo sin fin gire en una dirección solamente. La lavadora además puede comprender una entrada de agua para introducir agua en la cámara de lavado a un nivel predeterminado de llenado, donde el nivel de llenado para un ciclo de lavado puede ser un llenado mínimo o un llenado máximo. Para un ciclo de lavado de nivel de llenado máximo, el impulsor puede sumergirse completamente en el agua y el tornillo sin fin puede sumergirse por lo menos parcialmente. Para un ciclo de lavado de nivel de lavado mínimo, el impulsor puede estar sobre el nivel de fluido de lavado, parcialmente sumergido, o completamente sumergido. Para un ciclo de lavado de nivel de llenado mínimo donde el impulsor se sumerge por lo menos parcialmente, el tornillo sin fin puede tener aspas helicoidales colocadas de tal forma que por lo menos una porción de las aspas helicoidales esté por arriba del nivel del agua. Una válvula de solenoide acoplada fluídicamente a la entrada de agua puede utilizarse en la lavadora automática para controlar el flujo de agua a través de la entrada de agua. La lavadora automática además puede comprender un controlador acoplado operativamente a la válvula accionada por solenoide para controlar la operación de la válvula accionada por solenoide . Una interfaz de usuario puede acoplarse operativamente al controlador que almacena información para un ciclo de lavado de llenado mínimo y uno de llenado máximo, de los cuales cualquiera puede seleccionarse por un usuario a través de la interfaz de usuario. Los procesos de lavado de llenado mínimo y llenado máximo pueden ser partes de un solo ciclo de lavado o pueden emplearse en diferentes ciclos de lavado. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS En los dibujos: La FIGURA 1 es una vista en perspectiva de una lavadora automática de acuerdo con la presente invención que se separa parcialmente para mostrar los componentes interiores . La FIGURA 2 es una vista en perspectiva de una disposición de propulsor de ropa de impulsor y tornillo sin fin de acuerdo con la presente invención.
[0017] La FIGURA 3 es una vista en corte esquemática de la lavadora automática de acuerdo con la presente invención. La FIGURA 4 es una ilustración esquemática de una lavadora automática de acuerdo con la presente invención, que ilustra un ciclo de lavado de llenado mínimo con un movimiento de lavado toroidal inverso. La FIGURA 5 es una ilustración esquemática de una lavadora automática de acuerdo con la presente invención, que ilustra un ciclo de lavado de llenado máximo con un movimiento de lavado toroidal . En general, el término "impulsor" se refiere a un propulsor de ropa que comprende una placa relativamente plana con aspas fijas. Estas aspas pueden variar en espesor. Estas aspas se unen a lo largo de la base del aspa hasta la placa. Las aspas no se flexionan lejos de la base de la placa. Las aspas pueden ser radiales en naturaleza o pueden ser curvas . Las aspas también pueden formar diferentes formas geométricas . En un proceso de lavado de llenado máximo tradicional, las aspas se diseñan para bombear el agua lejos del centro de una canastilla de lavado en la parte inferior de la canastilla. Esto bombea el agua a través de las prendas. Cuando se crea una fuerte corriente de agua, las prendas tienden a moverse con la corriente del agua. Cuando se emplea el proceso de lavado discutido en la Patente Norteamericana No. 6,212,722, el impulsor puede utilizarse para mover las prendas independientemente del movimiento de fluido. El impulsor puede consistir de un cubo central movible o pequeños impulsores localizados en la placa. El impulsor puede tener proyecciones o canales para bombear el agua cuando gira el impulsor. Algunas veces, el impulsor puede tener un árbol central que puede tener una característica tipo tornillo sin fin. En este caso, el tornillo sin fin es fijo a la placa y de este modo no tendrá ningún movimiento independiente de la placa, o está flotando libremente y oscilará en ambas direcciones. Los impulsores alternativamente se refieren como pulsador, agitador, agitador rudimentario, infusor y placa de lavado. El impulsor también puede referirse como agitador puesto que el impulsor "oscila" y "agita/mueve vigorosamente" la ropa y el agua. En general, el término "agitador" se refiere a un propulsor de ropa que comprende una placa con aspas radiales y un cubo central que se proyecta sobre la línea del agua. Las aspas tienden a ser más delgadas, más altas, y tener más área superficial que las aspas en un impulsor. Las aspas tienden a separarse parcialmente de la placa base en la parte exterior del aspa. Algunas aspas se separan completamente de la placa base. Las aspas se unen generalmente al cubo central. Las aspas también pueden ser flexibles y pueden curvarse lejos de la placa base. Las aspas se diseñan para bombear las prendas y el agua radialmente hacia fuera a lo largo de la placa base. Si el agitador tiene un mecanismo de propulsión, el tornillo sin fin empuja las prendas hacia el centro de la canastilla. Esto mejora el movimiento de la carga. Algunos agitadores tienen un árbol central de aspas fijo o pueden tener un tornillo sin fin fijo o no impulsado. Algunas veces, el agitador puede tener aspas fijas o flexibles en el árbol central en lugar de un mecanismo de tornillo sin fin. Estos agitadores pueden redistribuir la carga pero no generan fuerte movimiento toroidal . Si un agitador tiene un tornillo sin fin, el tornillo sin fin se impulsa normalmente en una dirección. El tornillo sin fin normalmente se diseña para empujar las prendas hacia el centro de la canastilla. Con referencia ahora a los dibujos y en particular a la FIGURA 1, se muestra una lavadora 10 automática de la presente invención. La lavadora 10 tiene un gabinete 12 exterior con un panel 14 superior y una tapa 16 que se puede abrir para el acceso al interior de la lavadora 10. Una interfaz 18 de usuario tiene múltiples controles 20, que un usuario puede seleccionar para operar las lavadora 10 a través de las etapas de un ciclo de lavado. La tapa 16 proporciona acceso al interior de la lavadora 10 que incluye una canastilla 22 de lavado perforada colocada dentro de una tina 24 de lavado no perforada. Un propulsor 26 de ropa se localiza en la canastilla 22 de lavado y se extiende ascendentemente desde la parte inferior de la canastilla 22 de lavado a una altura sustancialmente igual a la canastilla 22 de lavado. La tina 24 de lavado y la canastilla 22 de lavado son soportadas dentro de la lavadora por medios convencionales. Un motor 44 eléctrico se acopla al propulsor 26 de ropa y se localiza bajo la tina 24 de lavado. Con referencia a la FIGURA 2, el propulsor 26 de ropa comprende un impulsor 28 que tiene una base 30 y una pluralidad de aspas 32 que se extienden radialmente, y un collarín 34 que se extiende verticalmente del impulsor 28. El impulsor 28 se monta en el motor 44 eléctrico de manera que el impulsor 28 se impulsa en un movimiento oscilatorio recíproco. Dispuesto en el collarín 34 se encuentra un tornillo 36 sin fin que tiene por lo menos un aspa 38, mostrada aquí como un aspa helicoidal que corre a lo largo de la longitud del tornillo 36 sin fin. El tornillo 36 sin fin es acoplado por un embrague de una sola dirección de manera que el tornillo 36 sin fin sólo gira en una dirección mientras el impulsor 28 oscila de una parte a otra. El aspa 38 helicoidal se conforma para que impulse las prendas de vestir hacia abajo cuando se haga girar el tornillo sin fin. Con referencia a la FIGURA 3 , se incluye una ilustración esquemática para mostrar el interior de la lavadora automática en mayor detalle. El propulsor 26 de ropa se monta en un árbol 42 de transmisión, el cual se coloca al motor 44 eléctrico. El motor 44 opera para impulsar la canastilla 22 de lavado en un movimiento rotativo y también para impulsar el impulsor 28 en un movimiento oscilatorio recíproco de acuerdo con un ciclo de lavado programado seleccionado por el usuario. El tornillo 36 sin fin se monta en el impulsor mediante un mecanismo de embrague que es convencional en la técnica y que permite al tornillo 36 sin fin girar continuamente aún cuando el impulsor 28 oscila de un lugar a otro. Una entrada 50 de agua se conecta a una fuente de agua y distribuye el agua hacia la canastilla 22 de lavado y la tina 24 de lavado cuando una válvula 48 accionada por solenoide se abre. Un controlador 46 almacena información para un ciclo de lavado de llenado mínimo y un ciclo de lavado de llenado máximo y tiene una interfaz 18 de usuario que incluye controles 20 que permiten a un usuario seleccionar selectivamente un ciclo de lavado deseado. El controlador 46 se acopla operativamente al motor 44 para controlar la salida en el árbol 42 que impulsa la canastilla 22 de lavado y el impulsor 28. El controlador 46 también se acopla a la válvula 48 para distribuir el agua hacia la canastilla 22 de lavado y la tina 24 de lavado a través de la entrada 50 de agua. Para operar la lavadora 10, un usuario coloca una carga de ropa en la canastilla 22 de lavado junto con cualquier detergente o auxiliares de limpieza. El usuario entonces selecciona un ciclo de lavado programado de la interfaz 18 de usuario utilizando los controles 20. Este ciclo de lavado puede ser un ciclo de lavado de llenado mínimo o un ciclo de lavado de llenado máximo, dependiendo de la preferencia del usuario. El controlador 46 operará la válvula 48 accionada por solenoide para permitir que el agua a través de la entrada 50 de agua y el motor 44 impulsen la tina 24 de lavado y el propulsor 26 de ropa de acuerdo con el ciclo de lavado seleccionado por el usuario. Las aspas 32 realizan diferentes funciones dependiendo del nivel de llenado del agua durante un ciclo de lavado. Un ciclo de lavado puede consistir de más de una detención de llenado y puede incluir ambos llenados mínimo y máximo. Un ciclo de lavado de llenado mínimo tiene por lo menos una etapa de llenado mínimo durante la cual la ropa es movida por un propulsor de ropa en un modelo de transferencia toroidal inverso. Un ciclo de lavado de llenado máximo tiene por lo menos una etapa de llenado máximo durante la cual la ropa es movida por un propulsor de ropa en un modelo de transferencia toroidal. Para un ciclo de lavado de nivel de llenado mínimo ilustrado en la FIGURA 4, las aspas 32 estarán en contacto más físico con prendas de vestir y de este modo ayudarán a arrastrar la ropa con el impulsor 28 conforme oscilan de un lugar a otro, de manera que las prendas de vestir en contacto con el impulsor 28 se mueven en una trayectoria tipo arco mientras la ropa o parte de la ropa fuera de la periferia del impulsor 28 se detiene. Esto provoca el modelo toroidal inverso descrito previamente, donde la ropa se mueve internamente a lo largo del impulsor 28, ascendentemente en el centro de la canastilla de lavado, radial y externamente a lo largo de la parte superior de la canastilla de lavado, y descendentemente a lo largo de la pared lateral de la canastilla de lavado. Durante tal ciclo de lavado de llenado mínimo, el impulsor 28 puede sumergirse por lo menos parcialmente en el agua y el tornillo 36 sin fin estará en su mayor parte fuera del agua. De este modo, el tornillo 36 sin fin aún puede girar, pero el tornillo sin fin no influenciará el lavado de la carga de ropa. El ciclo de lavado de llenado mínimo se define por el uso del impulsor para mover la ropa en un método toroidal inverso. El nivel de agua real en la canastilla de lavado puede estar por debajo del nivel del impulsor, sumergiendo parcialmente el impulsor, o sumergiendo completamente el impulsor. El nivel de agua puede estar lo suficientemente elevado para sumergir parcialmente el tornillo sin fin. Sin embargo, el tornillo sin fin no es efectivo para empujar la carga hacia el centro de la canastilla. Cualquier momento descendente aplicado por el tornillo sin fin es superado por el momento ascendente en la carga de ropa. Para un ciclo de lavado de nivel de llenado máximo ilustrado en la FIGURA 5, las prendas de vestir se suspenderán en el agua y las aspas 32 estarán más en contacto con el agua y de este modo funcionarán más como una fuente para movimiento fluídico y no impartirán tanta fuerza de arrastre sobre las prendas de vestir. Las prendas de vestir estarán en contacto físico con las aspas por parte de la carrera del impulsor. Sin embargo, el impulsor aplica suficiente acción de bombeo de fluido para superar cualesquier fuerzas de arrastre importantes en las prendas de vestir. De este modo, es posible utilizar el mismo nivel de fluido para el ciclo de lavado mínimo y para el ciclo de lavado máximo. Si se incrementa la velocidad del impulsor (o el ángulo de movimiento se incrementa) , las fuerzas de bombeo fluídicas superarán cualesquier fuerzas de arrastre y las prendas de vestir viajarán en la dirección del fluido. Debido a su colocación sobre el impulsor 28, el tornillo 36 sin fin sólo ayudará a lavar la ropa durante un ciclo de lavado de llenado máximo donde el nivel de llenado es suficientemente elevado, de manera que el impulsor 28 se sumerge completamente y el tornillo 36 sin fin por lo menos se sumergirá parcialmente. La curva del aspa 38 helicoidal corresponde a la dirección de rotación del tornillo 36 sin fin de manera que gira el tornillo 36 sin fin, las aspas impulsarán las prendas de vestir descendentemente a lo largo del tornillo 36 sin fin hacia la parte inferior de la canastilla 22 de lavado, de este modo ayudando a establecer el modelo toroidal donde la ropa se mueve radial e internamente a lo largo de la parte superior de la canastilla, descendentemente a lo largo del centro de la canastilla, radial y externamente a lo largo de la parte inferior de la canastilla, y ascendentemente a lo largo dé la pared lateral de la canastilla. Aunque la invención se ha descrito específicamente junto con ciertas modalidades específicas de la misma, se entenderá que ésta es por medio de ilustración y no de limitación, y el alcance de las reivindicaciones anexas debe tomarse tan ampliamente como lo permita la técnica anterior.