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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Entwässern
von Wäsche
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung Vorrichtungen
zum Entwässern
von Wäsche
nach den Oberbegriffen der Ansprüche
7, 10, 13 und 17.
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Gewaschene Wäsche wird vor dem Trocknen
entwässert,
um einen Großteil
der vom Waschen in der Wäsche
noch enthaltenen Flüssigkeit,
die sogenannte gebundene Flotte, von der Wäsche zu trennen. In gewerblichen
Wäschereien
finden zum Entwässern
der Wäsche
unterschiedliche Vorrichtungen Verwendung, und zwar insbesondere
Wäscheschleudern
und Entwässerungspressen.
Bei den von der Erfindung angesprochenen Vorrichtungen zum Entwässern von
Wäsche
handelt es sich um Wäscheschleudern.
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Bekannte Wäscheschleudern verfügen über eine
im Vergleich zu Entwässerungspressen
geringere Entwässerungsleistung,
das heißt,
es ist mit Wäscheschleudern
nur eine geringere Menge an Feuchtigkeit aus der Wäsche abtrennbar.
Außerdem
verfügen
bekannte Wäscheschleudern über eine
größere Tankzeit
als Entwässerungspressen.
Jedoch eignen sich Entwässerungspressen
nicht zum Entwässern jeglicher
Art von Wäsche,
weil die Pressenstempel auf die Wäsche eine verhältnismäßig hohe
mechanische Belastung ausüben.
Deswegen kann nicht jede Art von Wäsche in Entwässerungspressen
entwässert
werden. Insbesondere sind Entwässerungspressen
für empfindliche
Wäsche
ungeeignet. Deswegen finden in gewerblichen Wäschereien Wäscheschleudern trotz der geringeren
Entwässerungsleistung
und einer höheren
Takt zeit nach wie vor Verwendung. Sofern es sich um größere Wäschereien
handelt, werden sowohl Entwässerungspressen
als auch Wäscheschleudern
verwendet, wobei Wäscheschleudern
im Wesentlichen nur zum Entwässern
empfindlicher Wäsche
eingesetzt werden. In kleineren Wäschereien, wo das Wäscheaufkommen
den gleichzeitigen Einsatz einer Wäscheschleuder und einer Entwässerungspresse
unwirtschaftlich macht, kann nur eine Wäscheschleuder eingesetzt werden,
damit Wäsche
jeglicher Art entwässert
werden kann. Zwangsläufig
müssen
dann insbesondere die längeren
Taktzeiten von Wäscheschleudern
in Kauf genommen werden.
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Hiervon ausgehend liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung (Wäscheschleuder)
zum Entwässern
von Wäsche
zu schaffen, womit wirtschaftlich jede Art von Wäsche entwässert werden kann.
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Ein Verfahren zur Lösung der
eingangs genannten Aufgabe weist die Maßnahmen des Anspruchs 1 auf.
Dadurch, dass die Trommel mit einer so hohen Umfangsgeschwindigkeit
angetrieben wird, dass auf die Wäsche
eine maximale Zentrifugalbeschleunigung mindestens der 600-fachen
Erdbeschleunigung (g), vorzugsweise bis zu der 1.000-fachen Erdbeschleunigung
(g), einwirkt, kann mit der Wäscheschleuder
die Wäsche
von einem Großteil der
darin gebundenen Flüssigkeit
befreit werden. Die Entwässerungsleistung
entspricht etwa derjenigen einer Wäschepresse. Vor allem führt die
hohe Umfangsgeschwindigkeit der Trommel zu einer wesentlichen Verkürzung der
Taktzeit gegenüber
bekannten Wäscheschleudern,
weil die hohe Umfangsgeschwindigkeit nicht nur zu einer höheren Entwässerungsleistung
führt,
sondern auch zu einer schnelleren Trennung der Flüssigkeit
aus der Wäsche.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
kann eine Wäscheschleuder
mit der gleichen Wirtschaftlichkeit betrieben werden, wie eine Entwässerungspresse. Deshalb
brauchen in Wäschereien
nur nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
arbeitende Wäscheschleudern
eingesetzt zu werden und keine zusätzlichen Entwässerungspressen.
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Mit der erfindungsgemäßen Wäscheschleuder
können
alle Arten von Wäsche
entwässert
werden, wobei weniger empfindliche Wäsche mit einer maximalen Zentrifugalbeschleunigung
bei größtmöglicher
Umfangsgeschwindigkeit der Trommel entwässert wird, während bei
empfindlicher Wäsche
lediglich die Betriebsdrehzahl der Trommel verringert wird, wodurch
die Umfangsgeschwindigkeit und damit auch die auf die Wäsche einwirkende
Zentrifugalbeschleunigung sinken oder ein Zwischenschleudern mit
einer Zentrifugalbeschleunigung unter der 600-fachen Erdbeschleunigung
erfolgt. Das erfindungsgemäße Verfahren
ermöglicht
es sogar, durch stufenlose Veränderung
der Drehzahl der Trommel beim Entwässern auf die Wäsche einwirkenden
Kräfte
in Abhängigkeit
von der Art der jeweils zu entwässernden Wäsche und/oder
der Menge der in der Wäsche
noch gebundenen Flüssigkeit
(Wasser) gezielt zu dosieren.
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Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens ist
vorgesehen, die Trommel in einer solchen Stellung zu beladen, in
der auch das Entwässern,
nämlich
Schleudern, der Wäsche
erfolgt. Vorzugsweise ist dabei die Drehachse der Trommel etwa horizontalgerichtet.
Durch die Beladung der Trommel in der Betriebsstellung, bei der
auch das Entwässern
stattfindet, wird die Taktzeit verkürzt, weil der Vorgang des Verschwenkens
der Trommel nach dem Beladen entfällt. Vor allem kann das Beladen
auch bei drehender Trommel erfolgen. Die Trommel braucht nach dem Beladen
nur noch auf ihre Enddrehzahl beschleunigt zu werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten
Ausgestaltung des Verfahrens wird die Wäsche beim Beladen der Trommel
möglichst
gleichmäßig auf
den Innenumfang derselben verteilt. Auf diese Weise erhält die Trommel
durch die Beladung mit der Wäsche
keine nennenswerte Unwucht, die sich beim erfindungsgemäßen Antrieb
der Trommel mit einer sehr hohen Umfangsgeschwindigkeit besonders
nachteilig auswirken würde.
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Die gleichmäßige Beladung der Trommel mit Wäsche erfolgt
vorzugsweise dadurch, dass die Trommel beim Beladen drehend angetrieben
wird. Vorzugsweise ist dabei die Drehzahl der Trommel geringer als
die maximale Drehzahl beim Entwässern der
Wäsche.
Durch eine derart verringerte Drehzahl wird eine besonders gleichmäßige Beladung
der Trommel mit der Wäsche
gewährleistet.
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Es ist des Weiteren verfahrensmäßig vorgesehen,
nach dem Beladen der Trommel die Drehzahl derselben rasch und kontinuierlich
auf die maximale Drehzahl zu erhöhen.
Das geschieht vorzugsweise derart, dass ein Motor zum Antrieb der
Trommel während
der kontinuierlichen Erhöhung
der Drehzahl der Trommel mit maximalem Drehmoment betrieben wird.
Durch das rasche Hochfahren der Trommel wird die Wäsche kurzfristig
nach dem Beladen der Trommel mit maximaler Zentrifugalbeschleunigung
beaufschlagt. Beispielsweise wird die Trommel in 20 bis 50 s, vorzugsweise
etwa 30 s, auf die maximale Drehzahl, die etwa der 800-fachen Erdbeschleunigung entspricht,
beschleunigt. Es findet dadurch rasch eine wirksame Entwässerung
statt, wodurch die Taktzeit der Wäscheschleuder deutlich verringert
wird, beispielsweise nur 100 bis 200 s, vorzugsweise etwa 120 s,
beträgt.
Dadurch wird die Taktzeit beim erfindungsgemäßen Verfahren nicht nennenswert
größer ist
als die Taktzeit einer Entwässerungspresse
mit vergleichbarer Entwässerungsleistung.
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Eine Vorrichtung, insbesondere Wäscheschleuder,
zum Entwässern
von Wäsche
weist die Merkmale des Anspruchs 7 auf. Demnach ist der die Trommel
drehende Antrieb so ausgebildet, dass er der Trommel eine maximale
Drehzahl verleiht, die die Wäsche
mit einer solchen Kraft gegen die Innenseite des Trommelmantels
drückt,
die mindestens der 600-fachen Erdbeschleunigung entspricht, vorzugsweise
bis zur 1.000-fachen Erdbeschleunigung beträgt. Während bekannte Wäscheschleudern
die Wäsche
nur mit einer solchen Anpresskraft gegen die Innenseite der Trommel
drücken,
die deutlich unter der 600-fachen Erdbeschleunigung liegt, ermöglicht es die
erfindungsgemäße Wäscheschleuder,
die Wäschestücke mit
einer so großen
Zentrifugalkraft zu beaufschlagen, dass innerhalb kürzester
Zeit ein Großteil
der Flüssigkeit
aus der Wäsche
entfernt wird. Die Entwässerungsleistung
der erfindungsgemäßen Wäscheschleuder
ist deshalb vergleichbar mit der Entwässerungsleistung, die bisher
nur mit Entwässerungspressen
erreichbar war, die auf die Wäsche
durch den Pressenstempel eine hoher mechanische Belastung ausüben.
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Die Beaufschlagung der Wäsche beim Schleudern
mit einer Zentrifugalkraft, die über
der 600-fachen Erdbeschleunigung liegt, erfordert einen Antrieb
der Trommel mit entsprechend hoher Drehzahl. Eine Unwucht der Trommel
wirkt sich bei derart hoher Drehzahl besonders gravierend aus, führt nämlich insbesondere
zu hohen Belastungen der Lager und der Trommel. Deswegen ist vorgesehen,
den dynamischen Schwerpunkt der Trommel nahe am statischen Schwerpunkt
derselben anzuordnen, wodurch schon wegen der nicht hundertprozentig gleichmäßigen Verteilung
der Wäsche über den
Umfang der Trommel unvermeidbare Unwuchten sich selbst beim Antrieb
der Trommel mit hoher Drehzahl nicht so gravierend auswirken, dass
sie zu Schäden an
der Wäscheschleuder
führen
könnten.
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Vorzugsweise ist die Trommel im Verhältnis zu
ihrem Durchmesser kurz ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist
auch der Antrieb kompakt, insbesondere kurz, ausgebildet. Zweckmäßigerweise
ist außerdem
der Antrieb der Trommel so zugeordnet, dass sich der Schwerpunkt
des Antriebs und der Trommel in der Nähe des dynamischen und/oder
statischen Schwerpunkts nur der Trommel befindet. Dadurch können mitdrehende
Teile des Antriebs und insbesondere Kupplungen zwischen dem Antrieb
der Trommel keine nennenswerte Unwucht hervorrufen.
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Eine weitere Vorrichtung (Wäscheschleuder) zur
Lösung
der eingangs genannten Aufgabe weist die Merkmale des Anspruchs
10 auf. Dadurch, dass die Trommel um eine senkrecht durch die ihrer Längsmittelachse
entsprechende Drehachse verlaufende Schwenkachse verschwenkbar ist,
kann die Trommel verschwenkt werden, während sie drehend antreibbar
ist, weil wegen der sich durch die Drehachse erstreckenden Schwenkachse
dynamische Kräfte,
insbesondere Unwuchtkräfte,
der sich drehenden Trommel der Verschwenkung am wenigsten entgegenwirken
und dadurch der Antrieb für
das Verschwenken der Trommel nicht unnötig kräftig ausgebildet sein muss.
Die Schwenkachse verläuft
vorzugsweise horizontal.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der
Erfindung ist der Schwenkachse mindestens ein direkter Schwenkantrieb
zum Verschwenken der Trommel zugeordnet. Der Schwenkantrieb kann
direkt auf einem endseitigen Achsstummel der Schwenkachse angeordnet
sein. Dabei kann die Schwenkachse gleichzeitig zur Lagerung des
Antriebs dienen. Auf diese Weise lässt sich der Schwenkantrieb
kompakt ausbilden und einfach lagern. Vor allem ist der Schwenkantrieb
der Schwenkachse so ausgebildet, dass der zum Antrieb dienende Motor
oder gegebenenfalls ein in den Motor integriertes Getriebe direkt
auf dem betreffenden Ende der Schwenkachse befestigt und gelagert
ist.
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Eine weitere Vorrichtung, insbesondere
eine Wäscheschleuder,
zur Lösung
der eingangs genannten Aufgabe weist die Merkmale des Anspruchs
13 auf. Demnach weist der zylindrische Mantel der Trommel Öffnungen
auf, die über
seine gesamte Fläche
rasterartig verteilt sind, wobei die Fläche aller Öffnungen wenigstens 15% der
Fläche
des zylindrischen Mantels der Trommel, vorzugsweise 20 bis 30%,
beträgt.
Dadurch besteht die Möglichkeit,
innerhalb kurzer Zeit einen Großteil
der in der Wäsche
gebundenen Flüssigkeit
durch die Mantelfläche
der Trommel nach außen
abzuführen.
Die Flüssigkeit kann
auf diese Weise vollständig
innerhalb kürzester Zeit
aus der Trommel entweichen, wodurch ein Flüssigkeitsstau an der Innenseite
der zylindrischen Mantelfläche
der Trommel vermieden wird.
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Vorzugsweise handelt es sich bei
den Öffnungen
um zylindrische Durchgangsbohrungen mit einem Durchmesser, der kleiner
ist als die Blechdicke der Trommel. Dieser Durchmesser kann im Bereich von
2 mm bis 4 mm, insbesondere etwa 3 mm, liegen. Es ist eine große Anzahl
von im Durchmesser relativ kleiner Durchgangsbohrungen vorgesehen, die
untereinander alle gleich sind und durch Bohren hergestellt werden.
In diesen besonders bemessenen Durchgangsbohrungen können sich
Teile der Wäsche,
beziehungsweise des Gewebes, nicht verhaken, und zwar insbesondere
dann nicht, wenn die Trommel mit verhältnismäßig hoher Drehzahl von bis zu
etwa 1.000 Umdrehungen pro Minute angetrieben wird, um das erfindungsgemäße Verfahren
durchzuführen.
Dadurch lässt
sich die Wäsche
nach dem Schleudern auch leicht von der Wandung der zylindrischen
Trommel trennen zum vollständigen
und raschen Entladen der Wäscheschleuder.
Zusätzliche Maßnahmen
zum Ablösen
der Wäsche
von der Mantelfläche
der Trommel können
sich so erübrigen. Selbst
wenn die Wäsche
durch die größtenteils
erfolgte Entwässerung
nahezu trocken und dadurch relativ leicht ist, reicht ihr Gewicht,
um durch die Schwerkraft von der Mantelfläche der Trommel abgelöst zu werden.
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Die Wanddicke des vorzugsweise aus
rostfreiem Edelstahl hergestellten Blechs zur Bildung des zylindrischen
Mantels der Trommel beträgt
zwischen 4 mm und 8 mm, vorzugsweise etwa 5 mm. Bei einer solchen
Wandstärke
lassen sich die im Durchmesser kleinen Durchgangsbohrungen verformungsfrei
in der Trommel bilden, weil die Durchmesser der Öffnungen kleiner als die Wanddicke
der Trommel sind. Die Trommel erhält so trotz eines großen Anteils
von Öffnungen
in ihrer zylindrischen Mantelfläche
eine ausreichende Stabilität.
Insbesondere lässt
die genannte Blechdicke der Wandung der Trommel ein Bohren der Durchgangsbohrungen
ohne Verwertungen der zylindrischen Gestalt der Mantelfläche der Trommel
zu. Die Bildung der Trommel aus einem Blech der genannten Dicke
lässt es
auch noch zu, die Trommel nach dem Bohren der Durchgangsbohrung zu
schleifen, um den beim Bohren entstehenden Grat vollständig zu
entfernen. Vorzugsweise ist die Trommel nur innenseitig faserhaftfrei
geschliffen. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist
die geschliffene Innenfläche
der Trommel auch noch elektropoliert. Unter "Elektropolieren" ist elektrolytisches bzw. galvanisches
Polieren durch galvanisches Abtragen der Oberflächenrauhigkeit in einem Elektrolyten
verstanden.
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Um den erfindungsgemäß verhältnismäßig hohen
Anteil an Durchgangsbohrungen in der Mantelfläche der Trommel zu erhalten,
sind die Abstände der
Durchgangsbohrungen bezogen auf ihre Mittelpunkte (Teilung) sowohl
in Längs-
als auch Umfangsrichtung des zylindrischen Mantels der Trommel etwa gleich.
Vorzugsweise betragen die Abstände
der Mittelpunkte, also Teilungen, der Durchgangsbohrungen in Längsrichtung
der Trommel 0,3 bis 1,0% des Durchmessers der Trommel, insbesondere
etwa 0,50 bis 0,80%. Ein solchermaßen enges Raster an Durchgangsbohrungen,
das praktisch eine gleichmäßige Perforation
der Mantelfläche
zur Folge hat, schafft trotz des verhältnismäßig kleinen Durchmessers derselben
einen insgesamt verhältnismäßig hohen
Anteil Öffnungen
bezogen auf die Gesamtfläche des
zylindrischen Mantels der Trommel, die eine über die gesamte Fläche der
Trommel gleichmäßige Abfuhr
auch großer
Mengen beim Entwässern
anfallender Flüssigkeit
aus dem Inneren der Trommel gewährleisten.
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Eine weitere Vorrichtung zur Lösung der
eingangs genannten Aufgabe weist die Merkmale des Anspruchs 17 auf.
Dadurch, dass der Sockel mindestens teilweise als ein Speichertank
für aus
der Wäsche
entfernte Flüssigkeit
ausgebildet ist, kann der Speichertank relativ groß ausgebildet
sein; denn im Bereich des Sockels steht üblicherweise genügend Platz
zur Verfügung.
Die Unterbringung der Speichertanks im Sockel erübrigt separate Speichertanks,
wodurch sich die Vorrichtung sehr platzsparend in einer Wäscherei
unterbringen lässt.
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Der Speichertank ist mindestens zur
Aufnahme der gesamte Flüssigkeitsmenge
ausgebildet, die bei einem Entwässerungsvorgang
anfällt.
Vorzugsweise ist aber der Speichertank zur Aufnahme der gesamten
bei mehreren Entwässerungsvorgängen anfallenden
Flüssigkeitsmenge
ausgebildet. Dadurch kann der Speichertank als Zwischenspeicher
verwendet werden, so dass das beim Entwässern anfallende Wasser nicht
sogleich einer Wiederverwendung zugeführt werden muss. Dadurch kann
der Entwässerungsvorgang
von einer anderen Behandlung, insbesondere in einer Waschmaschine,
bei der die beim Entwässern
anfallende Flüssigkeit
wieder zu verwenden ist, entkoppelt werden.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
(Wäscheschleuder) sowie
eines Verfahrens zum Entwässern
von Wäsche
wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
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1 die
erfindungsgemäße Vorrichtung, nämlich eine
Wäscheschleuder,
in einer prinzipiellen Vorderansicht,
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2 eine
Trommel der Vorrichtung der 1 mit
einem Antrieb in einem mittigen Vertikalschnitt,
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3 den
Antrieb der 2 in einem
vergrößerten Horizontalschnitt,
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4 eine
Rückansicht
auf die Trommel und den Antrieb der 2 und 3, und
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5 einen
Ausschnitt aus einem Mantelblech der Trommel mit einem teilweise
dargestellten Lochraster.
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Bei der hier gezeigten Vorrichtung
handelt es sich um eine Wäscheschleuder 10 zum
Einsatz in gewerblichen Wäschereien.
Mit der Wäscheschleuder 10 wird
gewaschene Wäsche
entwässert,
indem dynamisch, nämlich
durch Fliehkräfte,
die in der Wäsche
enthaltene Flüssigkeit,
die sogenannte gebundene Flotte, mindestens größtenteils entfernt wird.
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Die in der 1 schematisch dargestellte Wäscheschleuder 10 verfügt über eine
drehend antreibbare Trommel 11 mit einem mindestens teilweise perforierten
Trommelmantel, eine die Trommel 11 umgebende flüssigkeitsdichte
Außentrommel 12,
ein Lagergestell zur Lagerung der Außentrommel 12 mit der
darin angeordneten Trommel 11, einen das Lagergestell 13 tragenden
Sockel 14, einen Antrieb 15 für die Trommel 11 und
einen Schwenkantrieb 16.
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Die Trommel 11 ist im Wesentlichen
zylindrisch ausgebildet und um ihre Längsmittelachse 17 vom
Antrieb 15 drehbar. Die damit gleichzeitig als Drehachse
dienende Längsmittelachse 17 der
Trommel 11 verläuft
im gezeigten Ausführungsbeispiel
zumindest während
der Entwässerung
und vorzugsweise auch während
der Beladung horizontal (1). Die
Trommel 11 ist auf einer Seite teilweise offen, nämlich mit
einer Be- und Entladeöffnung 18 versehen.
Mindestens die zylindrische Mantelfläche 20 der Trommel 11 ist
wenigstens größtenteils
perforiert, wodurch aus der im Inneren der Trommel 11 sich
befindenden Wäsche
abgeschiedene Flüssigkeit
durch die flüssigkeitsdurchlässige Mantelfläche 20 der Trommel 11 nach
außen
abgeführt
werden kann, wodurch die Wäsche
von der ausgeschleuderten Flüssigkeit
getrennt wird. Der Durchmesser der Trommel 11 beträgt vorzugsweise
1.000 mm bis 2.000 mm, insbesondere etwa 1.450 mm. Die Länge der
Trommel kann 500 mm bis 1.000 mm, vorzugsweise 750 mm betragen.
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Die Perforation des zylindrischen
Trommelmantels ist gebildet durch eine Vielzahl von Durchgangsbohrungen 19,
die 15 bis 30%, vorzugsweise etwa 20%, der Mantelfläche 20 der
Trommel 11 betragen. Die Durchgangsbohrungen 19 sind
durch Bohren hergestellt. Alle Durchgangsbohrungen 19 sind
gleichgroß ausgebildet
und in einem gleichmäßigen Raster
auf einen Großteil
der zylindrischen Mantelfläche 20 der
Trommel 11 verteilt angeordnet. Dabei folgen in Umfangsrichtung
verlaufende Reihen hintereinander liegender Durchgangsbohrungen 19 dicht
aufeinander, wobei die Durchgangsbohrungen 19 der einen
Reihe versetzt zu den Durchgangsbohrungen 19 der benachbarten
Reihe sind, und zwar um jeweils einen halben Abstand (Teilung) zweier aufeinander
folgender Durchgangsbohrungen 19. Jede der gleich ausgebildeten
Durchgangsbohrungen 19 weist einen Durchmesser von vorzugsweise
2 mm bis 4 mm auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt der Durchmesser
der jeweiligen Durchgangsbohrung 19 etwa 3 mm. Der Abstand
aufeinander folgender Durchgangsbohrungen 19 in der jeweiligen zylindrisch
umlaufenden Reihe beträgt
0,3% bis 1,0% des Durchmessers der Trommel 11. Vorzugsweise
beträgt
der Abstand (Teilung) etwa 0,6% bis 0,7% des Durchmessers der Trommel 11.
Bei der hier gezeigten Wäscheschleuder 19 mit
einem Durchmesser der Trommel 11 von etwa 1.445 mm beträgt der zwischen
allen aufeinander folgenden Durchgangsbohrungen 19 gleiche
Abstand zwischen jeweils zwei benachbarten Durchgangsbohrungen 19 etwa
8 mm bis 12 mm. Der Abstand der zylindrischen Reihen aufeinander
folgender Durchgangsbohrungen 19 in Richtung der Längsmittelachse 17 der Trommel 11 ist
oder nahezu gleich groß wie
der Abstand zwischen aufeinander folgenden Durchgangsbohrungen 19 in
Umfangsrichtung der Trommel 11. Vorzugsweise ist der Abstand
der zylindrischen Reihen der Durchgangsbohrungen 19 etwas
kleiner als in Umfangsrichtung, und zwar um bis zu 1 mm.
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Die Dicke des Blechs zur Bildung
mindestens der zylindrischen Mantelfläche 20 der Trommel 11 beträgt 4 mm
bis 7 mm. Im gezeigten Ausführungsbeispiel
beträgt
die Wanddicke etwa 5 mm. Nach dem Bohren der Durchgangsbohrungen 19 in das
Blech zur Bildung der Mantelfläche 20 wird
an den Kanten der Durchgangsbohrungen 19 entstehender Grat
geschliffen, und zwar derart, dass er faserhaftfrei ist. Vorzugsweise
wird die gesamte Innenseite der Trommel 11 geschliffen
und anschließend elektropoliert.
Die Außenseite
der Trommel 11 braucht nicht geschliffen, insbesondere
nicht elektropoliert zu werden. Die vorstehend beschriebene, erfindungsgemäß besonders
ausgebildete Perforation, insbesondere das Verhältnis der Durchmesser der Durchgangsbohrungen 19 zur
Teilung, sorgt dafür, dass
auch bei hohen Schleuderdrehzahlen die Wäsche nicht in oder an den Durchgangsbohrungen 19 festhaltet
und gleichwohl auch große
Mengen anfallender Flüssigkeit
rasch und vollständig
durch die Mantelfläche 20 der
Trommel 11 abgeleitet werden können.
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Die 5 zeigt
einen Teil eines rechteckigen Blechzuschnitts. Aus mehreren solcher
Blechzuschnitte wird die Mantelfläche 20 der Trommel 11 zusammengesetzt.
Jeder Mantelzuschnitt ist lediglich in einem großflächigen inneren Bereich mit
einem gleichmäßigen Raster
aus Durchgangsbohrungen 19 perforiert. Schmale äußere Randbereiche
sind unperforiert. Aus mehreren solcher rechteckiger Blechzuschnitte
entsteht die zylindrische Mantelfläche 20, wobei sich
die Perforation aus den Durchgangsbohrungen 19 nur über einen
Großteil
der Mantelfläche 20,
also nicht die gesamte Mantelfläche 20, erstreckt. Es
ist aber auch denkbar, die gesamte Mantelfläche 20 zu perforieren
durch ein gleichmäßiges Raster vieler
Durchgangsbohrungen 19. Das gilt insbesondere dann, wenn
die gesamte Mantelfläche 20 aus
einem einstückigen
zylindrischen Mantelblech gebildet ist.
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Die Trommel 11 ist um die
Längsmittelachse 17 drehend
antreibbar durch einen Direktantrieb, und zwar einen Elektromotor 21.
Die Trommel 11 weist auf ihrer der Be- und Entladeöffnung 18 gegenüberliegenden
Seite eine Stirnwandung 22 auf, womit die Trommel 11 unmittelbar
auf einer Antriebswelle 23 des Elektromotors 21 gelagert
ist. Die Antriebswelle 23 trägt auch einen Rotor 24 des
Elektromotors 21. Die Antriebswelle 23 ist in
einem Motorgehäuse 25 drehbar
gelagert, und zwar durch Wälzlager 26 und 27 an
gegenüberliegenden
Stirnseiten des Motorgehäuses 25.
Ein der Stirnwandung 22 der Trommel 11 zugewandtes
Wälzlager 26 ist
so ausgebildet, dass es auch die Kraft der Trommel 11 aufnimmt,
insbesondere auch Unwuchtkräfte,
die beim Schleudern der Wäsche
entstehen.
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Die Antriebswelle 23 des
Elektromotors 21 ragt mit einem Wellenstummel 28 aus
der zur Trommel 11 weisenden Stirnseite des Motorgehäuses 25 heraus.
Mit dieser flauschartig ausgebildeten Stirnseite ist der Elektromotor 21 gleichzeitig
an einer rückwärtigen Stirnwandung 29 der
Außentrommel 12 befestigt,
und zwar im gezeigten Ausführungsbeispiel
lösbar
durch mehrere Schrauben. Die rückseitige
Stirnwandung 29 der Außentrommel 12 trägt also auch
den Elektromotor 21 und die auf der Antriebswelle 23 desselben
gelagerte Trommel 11.
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Der Wellenstummel 28 der
Antriebswelle 23 des Elektromotors 21 ist lösbar mit
der rückseitigen Stirnwandung 22 der
Trommel 11 verbunden. Dazu ist im mittleren Bereich der
Stirnwandung 29 der Trommel 11 eine Nabe 30 vorgesehen.
Die Nabe 30 weist eine innere Durchgangsbohrung 31 auf,
die auf den Wellenstummel 28 aufsteckbar ist. Konzentrisch um
die Durchgangsbohrung 31 in der Nabe 30 erstreckt
sich eine kreisringförmige
Aufnahme. Die Aufnahme bildet einen in der Trommel 11 liegenden
Ringraum 33 im Inneren der Nabe 30. Der Ringraum 33 ist
von der Innenseite der Trommel 11 her zugänglich. Durch
eine Verschlussscheibe 34 ist der Ringraum 33 flüssigkeitsdicht
verschließbar.
Dazu wird die Verschlussscheibe an der Nabe 30 und/oder
dem Wellenstummel 28 festgeschraubt und abgedichtet. Durch
das Verschrauben ist die Verschlussscheibe 34 jederzeit
lösbar
und dadurch der Ringraum 33 im Bedarfsfall wieder zugänglich.
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Im Ringraum 33 ist ein Spannringsatz 35 angeordnet.
Dieser dient zur lösbaren
Verbindung der Trommel 11 mit der Antriebswelle 23 des
Elektromotors 21. Wird der Spannringsatz 35 gespannt,
presst er einen die Durchgangsbohrung 31 der Nabe 30 umgebenden
Hülsenabschnitt 36 zusammen,
wodurch der im Durchmesser reduzierte Hülsenabschnitt 36 eine
reib- und kraftschlüssige
Verbindung der Nabe 30 mit dem Wellenstummel 28 der
Antriebswelle 23 des Elektromotors 21 herbeiführt. Durch
Lösen des Spannringsatzes 35 kann
die reib- und kraftschlüssige
Verbindung zwischen der Trommel 11 und der Antriebswelle 23 des
Elektromotors 21 gelöst
werden. Sowohl vom Spannringsatz 35 als auch die Zuordnung
desselben zum Außenumfang
des auf dem Wellenstummel 28 sitzenden Hülsenabschnitts 36 der
Nabe 30 wird eine lösbare
Verbindung zwischen der Antriebswelle 23 des Elektromotors 21 und
der Trommel 11 geschaffen, die nicht nur Torsionskräfte zur Übertragung
des Antriebsmoments des Elektromotors 21 auf die Trommel 11 aufnehmen
kann; vielmehr auch Biegemomente. Diese Biegemomente entstehen durch
die nur einseitige Lagerung der Trommel 11 am Elektromotor 21 und
durch Fliehkräfte
bzw. Unwuchten, die insbesondere beim Schleudern der Wäsche in
der Trommel 11 auftreten.
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Der Elektromotor 21 ist
mit seiner Drehachse in Verlängerung
der Längsmittelachse 17 der
Trommel 11 angeordnet. Durch die direkte Ankupplung des
Elektromotors 21 an die Trommel 11 und eine relativ
kurze Ausbildung des Elektromotors 21 wird der Gesamtschwerpunkt
der Trommel 11 und des Rotors 24 des Elektromotors 21 in
den Bereich der Trommel 11 hineinverlegt, und zwar erfindungsgemäß in die Nähe des dynamischen
Schwerpunkts der mit der zu entwässernden
Wäsche
gefüllten
Trommel 11. Vorzugsweise liegt der statische Schwerpunkt
der Trommel 11 und des Antriebs 15 etwa auf der
Längsmittelachse 17.
Hierdurch wirken sich beim Schleudern der Wäsche zwangsläufig entstehende
Unwuchtkräfte
im Inneren der Trommel 11 nur wenig belastend aus. Insbesondere
wird das Wälzlager 26 des
Elektromotors 21, das gleichzeitig zur Lagerung der Trommel 11 mit
der Wäsche
dient, durch die dicht beieinander liegenden statischen und dynamischen
Schwerpunkte aufgrund der nicht vermeidbaren Unwucht, insbesondere
bei hohen Drehzahlen der Trommel 11, nicht über ein
zusätzliches
Maß hinaus
belastet.
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Die die drehend antreibbare (innere)
Trommel 11 umgebende Außentrommel 12 ist
flüssigkeitsdicht
ausgebildet. Die Außentrommel 12 steht
still. Sie übernimmt
mehrere Funktionen: Zum einen dient die Außentrommel 12 dazu,
die durch die Durchgangsbohrungen 19 in der Mantelfläche 20 der
Trommel 11 nach außen
abgeführte
Flüssigkeit,
die von der Wäsche
abgetrennt worden ist, aufzufangen. Zum anderen dient die Außentrommel 12 zur
Lagerung der Trommel 11 und des Antriebs 15. Dazu
ist – wie
weiter oben bereits erwähnt – der Elektromotor 21 mit
dem stillstehenden Motorgehäuse 25 an
der rückseitigen
Stirnwandung 29 der Außentrommel 12 angeflanscht.
Dadurch werden sowohl der Elektromotor 21 als auch die
hiervon getragene Trommel 11 an der rückseitigen Stirnwandung 29 der
Außentrommel 12 gelagert.
An der der rückseitigen
Stirnwandung 29 weggerichteten vorderen Stirnseite weist
die Außentrommel 12 eine
zylindrische Öffnung 37 auf, die
etwas größer als
die ebenfalls zylindrische Be- und Entladeöffnung 18 der Trommel 11 ausgebildet ist.
Mit einem die Be- und Entladeöffnung 18 der Trommel 11 umgebenden
Zylinderansatz 38 ist die Trommel 11 durch die Öffnung 37 der
Außentrommel 12 hindurch
nach außen
verlängert
(2). Dadurch ist eine
zuverlässige
Be- und Entladung der Trommel 11 mit der Wäsche gewährleistet.
-
Die gesamte Trommel 11 ist
mit der daran gelagerten Außentrommel 12 und
dem Antrieb 15 verschwenkbar um eine horizontale Drehachse 39, die
die Längsmittelachse 17 der
Trommel 11 senkrecht schneidet. Die Drehachse 39 ist
mit Abstand zur Stirnwandung 29 der Außentrommel 12 zur
Mitte derselben gerichtet angeordnet. In etwa befindet sich die
Schwenkachse 39 in der Ebene der hinteren Stirnwandung 22 der
(inneren) Trommel 11 (2). Die
Schwenkachse 39 weist an gegenüberliegenden Enden Achsstummel 40 auf,
die gegenüber
der Außenseite
der Außentrommel 12 vorstehen
(4). Auf mindestens
einem Achsstummel 40, vorzugsweise beiden Achsstummeln 40,
ist direkt der Schwenkantrieb 16 aufgesetzt. Es handelt
sich beim Schwenkantrieb 16 vorzugsweise um einen elektrisch
betriebenen Schrittmotor, der kleine Schwenkbewegungen ausführen kann.
Alternativ ist es aber auch denkbar, den jeweiligen Schwenkantrieb 16 aus einem
Getriebe, zum Beispiel ein Planetengetriebe, mit einem direkt angeflanschten
Elektromotor zu bilden. Dann sitzt das Planetengetriebe des jeweiligen Schwenkantriebs 16 auf
dem betreffenden Achsstummel 40. Über den jeweiligen Schwenkantrieb 16 ist
jeder Achsstummel 40 auf gegenüberliegenden Enden der Schwenkachse 39 am
Lagergestell 13 befestigt. Dadurch wird die Außentrommel 12 mit
der Trommel 11 und dem Antrieb 15 um die Schwenkachse 39 schwenkbar
am Lagergestell 13 gelagert. Über die Schwenkantriebe 16 kann
die Trommel 11 mit der Außentrommel 12 und
dem Antrieb 15 um die Schwenkachse 39 so verschwenkt
werden, dass die Längsmittelachse 17 der
Trommel 11 von der horizontalen Betriebsstellung in eine
zur Be- und Entladeöffnung 18 abfallend
schräggerichtete
Position zum Entladen der entwässerten
Wäsche
gelangen kann. Zur Beladung der Trommel 11 mit nasser Wäsche und
zum Entwässern
der Wäsche
wird die Trommel 11 mit der Außentrommel 12 und
dem Antrieb 15 zurückgeschwenkt
in eine horizontale Position der Längsmittelachse 17 der
Trommel 11 (2).
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Das die Außentrommel 12 und
die Trommel 11 mit dem Antrieb 15 tragende Lagergestell 13 ist
an seinem unteren Ende über
Gummifedern 41 auf dem Sockel 14 gelagert. Im
gezeigten Ausführungsbeispiel
sind jeder Seite der Außentrommel 12 zwei
gleiche Gummifedern 41 zugeordnet. Die Gummifedern 41 dienen
dazu, eventuelle Unwuchtschwingungen der Wäscheschleuder 10 beim
Hochfahren der Trommel 11 auf ihre Enddrehzahl und auch
beim Abbremsen der Trommel 11 abzufedern. Dazu verfügen die Gummifedern 41 über eine
entsprechende Federcharakteristik. Gegebenenfalls können die
Gummifedern 41 innen fluidbefüllt sein, wobei der Fluiddruck im
Inneren der Gummifedern 41 so veränderbar ist, dass die Gummifedern 41 auftretende
Schwingungen weitestgehend eliminieren und insbesondere ein Aufschwingen
der Trommel 11 mit der darin befindlichen Wäsche während des
Beschleunigungs- und Abbremsvorgangs verhindert wird.
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Der Sockel 14 ist in erfindungsgemäßer Weise
ganz oder teilweise als ein Flüssigkeitssammeltank
ausgebildet. Der Tank im Sockel 14 nimmt die von der Wäsche beim
Entwässern
abgetrennte Flüssigkeit
auf. Das gesamte Volumen des Tanks oder aller Tanks im Sockel 14 beträgt etwa
1 m3. Nachdem die Flüssigkeit durch die mindestens
teilweise flüssigkeitsdurchlässige, nämlich perforierte,
Mantelfläche 20 aus
der Trommel 11 herausgelangt ist, wird sie zunächst in
der Außentrommel 12 gesammelt
und von dort über
mindestens eine geeignete Leitung in den Tank im Sockel 14 geleitet.
Der Tank im Sockel 14 nimmt mindestens die gesamte maximal
bei einem Entwässerungsvorgang
anfallende Flüssigkeit auf.
Vorzugsweise ist der Tank im Sockel 14 aber so ausgebildet,
dass er die gesamte Flüssigkeit
aufnimmt, die bei mehreren, insbesondere zwei, Entwässerungsvorgängen anfällt. Gegebenenfalls
können
dazu im Sockel mehrere getrennte Tanks angeordnet sein, so dass
beim Entwässern
verschiedener Wäscheposten
anfallende unterschiedliche Flüssigkeiten
getrennt im Sockel aufgenommen werden können. Der oder jeder Tank im
Sockel 14 dient als Speicher für die beim Entwässern der
Wäsche
anfallende Flüssigkeit,
bis diese anderweitig im Bereich der Wäscherei verwendet wird, beispielsweise
zum Einschwemmen zu waschender Wäsche
in eine Waschmaschine.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich
dadurch aus, dass die Wäsche
in der Trommel 11 der Wäscheschleuder 10 mit
einer verhältnismäßig hohen
Zentrifugalbeschleunigung beaufschlagt wird. Diese Zentrifugalbeschleunigung
ist erfindungsgemäß größer als
die 600-fache Erdbeschleunigung. Vorzugsweise beträgt die Zentrifugalbeschleunigung der
Wäsche
in der Trommel 11 das 800-fache bis 1.000-fache der Erdbeschleunigung.
Diese Zentrifugalbeschleunigung wird erreicht, wenn die Trommel 11 die maximale
Enddrehzahl erreicht hat. Die maximale Enddrehzahl der Trommel 11 ist
abhängig
von ihrem Außendurchmesser.
Bei einer Trommel mit einem Außendurchmesser
von etwa 1.400 mm bis 1.500 mm beträgt die maximale Drehzahl der
Trommel 11 etwa 1.000 Umdrehungen pro Minute.
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Die Trommel 11 der Wäscheschleuder 10 wird
bei horizontaler Längsmittelachse 17,
also in unverschwenktem Zustand, mit nasser bzw. feuchter Wäsche beladen.
Dabei wird die Trommel 11 vorzugsweise mit geringer Drehzahl
angetrieben, so dass sich die Wäsche
beim Beladen weitestgehend gleichmäßig auf den Umfang der Mantelfläche 20 der Trommel 11 verteilt.
Nach dem Beladen der Trommel 11 wird bei weiterhin horizontal
verlaufender Längsmittelachse 17,
also wiederum ohne ein Verschwenken der Trommel 11, die
Drehzahl der Trommel 11 kontinuierlich erhöht bis auf
die Enddrehzahl. Dabei wird der Elektromotor 21 des Antriebs 15 mit
maximalem Drehmoment betrieben, so dass die Trommel 11 mit
der darin befindlichen Wäsche
innerhalb kürzester
Zeit auf die Enddrehzahl gebracht wird. Während dieses raschen Hochfahrens
der Drehzahl der Trommel 11 verteilt sich die Wäsche weitestgehend gleichmäßig auf
den Umfang der Mantelfläche 20,
so dass nur noch eine verhältnismäßig geringe
Unwucht vorhanden ist. Wegen der erfindungsgemäßen hohen Drehzahl, mit der
die Trommel 11 zum Entwässern
der Wäsche
betrieben wird, muss der statische Schwerpunkt der Trommel 11 mit
dem Rotor 24 des Elektromotors 21 und sonstiger
rotierender Teile des Antriebs 15 möglichst nahe am dynamischen Schwerpunkt
liegen. Das wird durch die besondere Bauform des Antriebs 15 und
die besondere Ankopplung desselben an die Trommel erreicht. Um den
statischen Schwerpunkt und den dynamischen Schwerpunkt näher zusammenzubringen
oder ganz zusammenfallen zu lassen, kann gegebenenfalls der Trommel 11 mindestens
ein Gegengewicht zugeordnet sein, das vorzugsweise auf der dem Antrieb 15 gegenüberliegenden
Seite der Trommel 11 sich befindet. Das oder jedes Gegengewicht
dient dann praktisch zum Auswuchten der Trommel 11.
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Auf Grund der hohen Drehzahl der
Trommel 11 wird in dieser die Wäsche rasch und weitestgehend
entwässert.
Dabei ist die Wirksamkeit der Wäscheschleuder 10,
nämlich
der Entwässerungsgrad derselben,
vergleichbar mit dem Entwässerungsgrad von
Wäschepressen,
bei denen die Wäsche
durch einen Stempel mechanisch entwässert wird durch Auspressen
der Flüssigkeit.
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Nachdem der Entwässerungsvorgang abgeschlossen
ist, wird die Drehzahl der Trommel 11 durch Abbremsen derselben
rasch reduziert auf eine geringere Drehzahl, die zum vollständigen Entladen der
entwässerten
Wäsche
aus der Trommel 11 erforderlich ist.
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Gleichzeitig wird durch die Schwenkantriebe 16 die
Trommel 11 mit der Außentrommel 12 und dem
Antrieb 15 um die horizontale, quer zur Längsmittelachse 17 verlaufende
Schwenkachse 39 verschwenkt, und zwar in einer solchen
Richtung, dass die Längsmittelachse 17 zur
Be- und Entladeöffnung 18 der
Trommel 11 abwärts
gerichtet ist. Hierbei gelangt die entwässerte Wäsche während des weiterhin langsam
drehenden Antriebs der Trommel 11 vollständig aus
der Trommel heraus, wobei der selbsttätigen Entladung entwässerter
Wäsche
entgegenwirkendes Anhaften einzelner Wäschestücke an oder in den Durchgangsbohrungen 19 in
der Mantelfläche 20 vermieden
wird durch die verhältnismäßig kleinen Durchmesser
der Durchgangsbohrungen 19 und das durch Schleifen und
vorzugsweise anschließende Elektropolieren
vorgenommene Entgraten bzw. Abrunden der Kanten der Durchgangsbohrungen 19. Nach
dem Entladen wird die Trommel 11 wieder zurückgeschwenkt,
damit die Längsmittelachse 17 und Drehachse
der Trommel 11 etwa horizontal verläuft. Bei horizontaler Drehachse
erfolgt das Beladen der Trommel und das Schleudern der Wäsche.
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Die während des Entwässerungsvorgangs von
der Wäsche
getrennte Flüssigkeit
wird zunächst in
der Außentrommel 12 gesammelt
und aus dieser kontinuierlich abgeführt in den oder jeden Tank
im Sockel 14. In den betreffenden Tanks wird die Flüssigkeit
gegebenenfalls zwischengelagert, bis sie zu anderen Zwecken wiederverwendet
wird. Dabei ist vorgesehen, dass der Tank oder alle Tanks im Sockel 14 die
bei mindestens zwei Entwässerungsvorgängen anfallende
Flüssigkeit
vollständig
aufnehmen.
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Bei Wäsche aus gewöhnlichen
Geweben wird die Trommel 11 nach dem Beladen rasch beschleunigt
auf eine Drehzahl, bei der die Wäsche
in der Trommel etwa der 800-fachen Erdbeschleunigung ausgesetzt
ist. Die Wäsche
wird bei dieser maximalen Erdbeschleunigung 20 bis 50 s, vorzugsweise
etwa 30 s, geschleudert. In dieser Zeit ändert sich die Drehzahl der
Trommel von etwa 1.000 U/min nicht nennenswert. Die gesamte Zykluszeit
bei einem solchen Schleudervorgang beträgt 100 bis 200 s, vorzugsweise
etwa 120 s.
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Bei empfindlicher Wäsche, beispielsweise Frottee,
Schmutzmatten oder mehrschichtige Laminatgewebe, wie sie beispielsweise
für atmungsaktive Bekleidungsstücke verwendet
wird, kann ein Zwischenschleudern vorgesehen sein. Dieses dient
vorzugsweise dazu, sogenannte Wassersäcke in der Wäsche zunächst zu
beseitigen. Bei dieser Art der Entwässerung der Wäsche wird
in einem ersten Schritt die Trommel 11 nur so weit beschleunigt,
dass auf die Wäsche
eine Erdbeschleunigung von 40 bis 300 g ausgeübt wird. Beispielsweise kann
die Trommel 11 mit einer Drehzahl von bis zu 200 U/min angetrieben
werden. Dabei wird ein Großteil
der Wassermenge, insbesondere Wassersäcke, ausgeschleudert. In einem
nächsten
Schritt wird die Trommel 11 abgebremst, und zwar so weit,
dass auf die Wäsche nur
noch eine Erdbeschleunigung von maximal 1 g einwirkt. Die Wäsche fällt hierbei
zusammen, bleibt dabei aber vorzugsweise noch an der Innenseite
der Mantelfläche
der Trommel 11 haften.
-
In einem dritten Schritt wird die
Trommel hochbeschleunigt auf die maximale Drehzahl von zum Beispiel
1.000 U/min, so dass auf die Wäsche die
maximale Erdbeschleunigung von 600 bis 1.000 g, vorzugsweise 800
g, ausgeübt
wird. Die Wäsche wird
noch 20 bis 40 s, vorzugsweise etwa 30 s, bei dieser maximalen Drehzahl
der Trommel 11 geschleudert und dabei entwässert.
-
- 10
- Wäscheschleuder
- 11
- Trommel
- 12
- Außentrommel
- 13
- Lagergestell
- 14
- Sockel
- 15
- Antrieb
- 16
- Schwenkantrieb
- 17
- Längsmittelachse
- 18
- Be-
und Entladeöffnung
- 19
- Durchgangsbohrung
- 20
- Mantelfläche
- 21
- Elektromotor
- 22
- Stirnwandung
- 23
- Antriebswelle
- 24
- Rotor
- 25
- Motorgehäuse
- 26
- Wälzlager
- 27
- Wälzlager
- 28
- Wellenstummel
- 29
- Stirnwandung
- 30
- Nabe
- 31
- Durchgangsbohrung
- 33
- Ringraum
- 34
- Verschlussscheibe
- 35
- Spannringsatz
- 36
- Hülsenabschnitt
- 37
- Öffnung
- 38
- Zylinderansatz
- 39
- Schwenkachse
- 40
- Achsstummel
- 41
- Gummifeder