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Waschverfahren und automatische Waschmaschine . zu seiner Durchführung
Bei Trommelwaschmaschinen, die mit einer in einem Behälter angeordneten und hier
um eine waagerechte Achse rotierenden Waschtrommel versehen sind, haben sich im
Laufe der Zeit die mannigfaltigsten Waschverfahren herausgebildet. So ist es beispielsweise
bekannt, vor Beginn des Waschganges eine bestimmte mit Waschmitteln versehene Wassermenge
in den Trommelbehälter einfließen zu lassen und die Wäsche in dem so bereiteten
Waschbad sodann eine gewisse Zeit lang mechanisch zu bearbeiten. Dabei ist es an
und für sich gleichgültig, ob das Wasser sofort mit der vorgesehenen Endtemperatur
einströmt, die während des Waschabschnittes konstant gehalten wird, oder aber ob
das Waschbad im Laufe des Waschganges auf eine vorher bestimmte Endtemperatur aufgeheizt
wird, währenddessen das Waschmittel den Schmutz von der Waschgutfaser löst oder
ihn zerteilt bzw. umhüllt. Die dafür erforderliche Waschmittelmenge richtet sich
nach dem Verschmutzungsgrad der Wäsche. Dabei kommt der sogenannten Schmutztragefähigkeit
des Waschmittels eine große Bedeutung zu, weil die Schmutzteilchen durch das Waschmittel
in Schwebe gehalten werden. Das vorerwähnte, bisher zumeist angewandte Waschverfahren
besitzt den Nachteil, daß der von der Faser gelöste Schmutz vom Beginn bis zum Ende
des Waschganges in der Flotte verbleibt und daher ständig mit der Wäsche wieder
in Berührung kommt.
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Ein anderes bekanntes Waschverfahren beseitigt den obigen Mangel dadurch,
daß der im Trommelraum befindlichen Waschflotte ständig und im stetigen Fluß eine
bestimmte Menge Wasser zugesetzt und eine gleich große Menge durch einen Überlauf
abgeführt wird. Dieser Verfahrensweise liegt die Erkenntnis zugrunde, daß der von
der Faser gelöste Schmutz durch den ständigen Abfluß der oberen Schichten der Waschflotte
aus dem Trommelraum laufend entfernt wird. Die Menge des zu- und abfließenden Wassers
darf aber nicht zu groß werden, weil sonst infolge des erhöhten Waschmittel- und
Wärmeenergieverbrauches die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens in Frage gestellt
wird. Als gebräuchlich wird hierfür eine Wassermenge von 0,08 bis 0,15 1
pro Minute und je Kilogramm Trockenwäsche angesehen. So erneuert sich die gesamte
Waschflotte bei der als Minimum angegebenen Zuflußmenge in 75 Minuten und bei der
maximal angegebenen Zuflußmenge in 40 Minuten. Infolge der ständigen Abführung der
Schmutzteilchen kann die Anzahl der einzelnen Waschabschnitte ohne Beeinträchtigung
des Wascheffektes verringert werden, weil eine merkliche Teilmenge des Schmutzes
sofort nach der Lösung von der Faser aus der Trommel entfernt wird. Insofern ergibt
sich eine wirtschaftliche Waschweise. Jedoch bleibt in diesem Falle der Weißgrad
als Maßstab für die gut gepflegte Wäsche im Vergleich zu dem erstgenannten Verfahren
etwas zurück.
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Es ist auch ein Strömungs-Waschverfahren bekannt, bei dem der Waschgang
bezüglich der Frischwasserzufuhr in zwei Arbeitsphasen unterteilt ist, da hier gegen
Ende des Waschganges Frischwasser in größeren Mengen pro Zeiteinheit stoßweise zugegeben
wird, um auf diese Weise bei ständig eingeschaltet bleibender Dampfbeheizung der
Waschflotte deren gewünschte Endtemperatur aufrechterhalten zu können. Damit sind
aber erhebliche Wärmeverluste verbunden, die durch das in entsprechender Menge ablaufende,
hoch erhitzte überlaufwasser zustande kommen.
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Die Wirtschaftlichkeit des Strömungs-Waschverfahrens hängt davon ab,
ob man mit der zufließenden bzw. abfließenden Waschflüssigkeitsmenge, mit der sowohl
Wärme als auch Waschmittel verlorengehen, an die untere oder obere Grenze der als
üblich bezeichneten Strömungsmenge geht. Bei der oberen Grenze sind die vorerwähnten
Verluste groß, während das Erreichen der unteren Grenze Schwierigkeiten in der Ausgestaltung
der entsprechenden Regeleinrichtung mit sich bringt. In Abänderung der obenerwähnten
Strömungs-Waschverfahren ist man daher auch schon dazu übergegangen, mit verhältnismäßig
großen
Wasserzuführmengen zu arbeiten, dabei jedoch das Wasser nur in bestimmten Intervallen
der Waschtrommel zuzuführen. In diesem Falle tritt aber notwendig eine Minderung
des Wascheffektes ein, weil nunmehr der Schmutz ebenfalls nur in gewissen Zeitabständen
aus dem Trommelbehälter bzw. der Waschflotte entfernt wird, mithin zwischen zwei
Wasserzu- bzw. -abflüssen Gelegenheit findet, sich auf der Wäsche erneut niederzuschlagen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Waschverfahren
zu schaffen, das die Vorteile der obenerwähnten Verfahren voll auszunutzen erlaubt
und bei sparsamstem Waschmittel-und Energieverbrauch einen erhöhten Wascheffekt
ergibt. Das wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch erreicht, daß der oder
die einzelnen Waschgänge in zwei verschiedene Arbeitsphasen unterteilt sind, wobei
in der ersten Waschphase bei gleichzeitiger Aufheizung des Waschbades eine stetige
Wasserzu- und -ableitung erfolgt, während das Waschen in der zweiten Phase, der
Schlußphase, bei erhöhter Temperatur und abgeschalteter Wasserzu-und -ableitung
zu Ende geführt wird.
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Dadurch wird neben einer merklichen Energie-und Waschmitteleinsparung
ein überraschender Mehreffekt in bezug auf den Weißgrad der Wäsche erzielt. Es wurde
festgestellt, daß der weitaus größte Teil des sich aus der Wäsche lösenden Schmutzes
im allgemeinen sehr frühzeitig, d. h. noch bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen,
in die Waschflotte übertritt, während gegen Ende des Waschganges eine Anreicherung
der Waschflotte mit Schmutzteilchen kaum noch erfolgt. Hierbei kommt in der ersten
Waschphase dem Schmutzlösevermögen und der Dispergierfähigkeit der Waschflotte besondere
Bedeutung zu, weil die der Wäsche anhaftenden Schmutzteilchen zu Beginn des Waschganges
möglichst schnell in die Waschflotte übergeführt und ausgetragen werden sollen.
Mit steigender Temperatur der Waschflotte wird auch die abgeführte Wärmemenge größer.
Trägt man die Temperatur der Waschflotte als Funktion der Zeit auf, so ergibt sich
gegen Ende des Waschganges ein zunehmend flacherer Verlauf der Temperatur-Zeit-Kurve.
Je nach der Größe der zugeführten Wärmeenergie und der durch den Überlauf abgeführten
Wassermenge tritt früher oder später der Fall ein, daß die Temperatur der Waschflotte
nicht mehr ansteigt. Das kann bei zu großer Wasserdurchströmung des Waschbades dazu
führen, daß die für einen Waschgang erforderliche Endtemperatur von etwa 85 bis
90' C überhaupt nicht erreicht wird.
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In dem Augenblick, da gegen Ende der ersten Waschphase die Wasserzufuhr
unterbrochen wird, im sog enannten Umsteuerpunkt, hört auch der konstante Laugenabfluß
auf. Die Temperatur der Waschflotte steigt nunmehr rasch an, so daß die erforderliche
Waschtemperatur von z. B. 90° C schnell erreicht wird. Während waschtechnisch gesehen
das Charakteristische der ersten Waschphase darin besteht, daß eine relativ große
Schmutzmenge abgeführt wird, weil das Lösen und Dispergieren des groben, anfänglichen
Schmutzes wesentlich leichter vor sich geht als das Beseitigen der letzten Schmutzreste,
ist das für die zweite Phase des Waschganges Bezeichnende die stehende Flotte, in
welcher die Schmutztragefähigkeit des Waschmittels besser zur Geltung kommt, da
jetzt nur noch eine relativ geringe Schmutzmenge vorhanden ist. Dadurch wird dann
auch der gewünschte hohe Weißgrad erreicht. Die richtige Wahl des zwischen den beiden
Phasen liegenden Umsteuerpunktes hängt im wesentlichen von dem Waschgut, dessen
Verschmutzungsgrad, der Heizleistung und der durch das Waschbad stetig hindurchgeführten
Wassermenge ab. Er wird zweckmäßig empirisch bestimmt.
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Falls z. B. eine durch Öl oder Fett stark verunreinigte Wäsche vorliegt,
können die an Öl oder Fett gebundenen Schmutzteilchen sich bei niederen Temperaturen
nur schlecht von der Wäsche lösen. Für diesen Fall sieht die Erfindung vor, daß
das Waschbad während der ersten, sich durch stetige Wasserzu- und -ableitung auszeichnenden
Waschphase zusätzlich beheizt und auf eine Temperatur von etwa 90° C erwärmt wird,
während in der Schlußphase die Zusatzheizung abgeschaltet und das Waschen bei annähernd
gleichbleibender Temperatur zu Ende geführt wird.
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Auch bei. Waschmaschinen mit Vorwärmeboiler besteht die Möglichkeit,
die bereits in den Trommelraum aus dem Boiler eingeströmte, vorgewärmte Waschflotte
bei ständigem Wasserzu- und -abfluß in der ersten Phase des Waschganges weiter aufzuheizen.
Zuweilen kann es auch von Vorteil sein, für die während der ersten Phase ständig
zugeführte Wassermenge vorgewärmtes Wasser zu benutzen. Jedenfalls ist es mit den
vorerwähnten Maßnahmen ohne weiteres möglich, das erfindungsgemäße Verfahren auch
für durch Fette, Öle od. dgl. stark verschmutzte Wäsche anzuwenden und damit den
erforderlichen Reinheitsgrad zu erzielen.
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An Hand der Zeichnungen sind das Verfahren sowie eine zu seiner Durchführung
geeignete Vorrichtung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigt Fig.
1 den Waschtrommelbehälter einer automatischen Waschmaschine mit einer um eine waagerechte
Achse rotierenden Waschtrommel, die Fig. 2 und 3 graphische Darstellungen, die weiter
unten näher erläutert werden, und die Fig.4 und 5 Ausführungsbeispiele für die Ausgestaltung
der Einstellvorrichtung der Maschine.
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In dem Waschtrommelbehälter 1 ist die sich um eine waagerechte Achse
2 drehende durchlöcherte Waschtrommel 3 gelagert. Unterhalb der Waschtrommel sind
am Behälter 1 ein Wasserablaufstutzen 4 und benachbart davon ein Einlaufstutzen
5 vorgesehen. In Höhe der für die Waschflotte vorgeschriebenen Niveaulinie 6 ist
seitlich an der Waschtrommel ein Überlauf? angebracht. Ferner sind im unteren Teil
des zwischen Waschtrommel 3 und Waschtrommelbehälter 1 gelegenen Ringraumes 8 eine
Anzahl Heizstäbe 9 vorgesehen. Ein in die Wasserzuleitung 5 eingebautes Absperr-
und Regelventil 10, das vorzugsweise elektromagnetisch zu betätigen ist, steuert
die Wasserzufuhr.
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In Fig. 2 ist das neue Waschverfahren an Hand eines Diagramms erläutert.
Auf der Abszisse ist die Zeit und auf der Ordinate die Temperatur T der Waschflotte
aufgetragen. Im Punkt P1 beginnt der Waschgang; das Wasser sei beispielsweise mit
einer Temperatur von 15° C in den Trommelbehälter 1
eingeströmt, die Heizung
9 eingeschaltet und das Zulaufventil10 für den stetigen Wasserzufluß geöffnet. Die
Heizleistung Q und die in der Zeiteinheit zugeführte Wassermenge M sind in dem Diagramm
der Fig. 2 durch die strichpunktiert bzw. gestrichelt eingetragenen Linien kenntlich
gemacht. Zunächst steigt
die Temperatur stetig und verhältnismäßig
schnell an. Die zeitliche Temperaturänderung
wird mit zunehmender Zeit t kleiner und würde schließlich im Punkt P, gleich Null
werden. Von diesem Zeitpunkt ab würde zwischen Wärmezu- und -abfuhr Gleichgewicht
herrschen. Je nach Auslegung der Heizung 9 und der Menge M des zu- und abgeleiteten
Wassers sind dem Punkt P2 eine bestimmte Temperatur T und Zeit t zugeordnet. Soll
also nach einer gewissen Zeit eine Temperatur T erzielt werden, so ist bei vorgegebenem
Flottenvolumen in der Waschtrommel sowie bei festgelegter Wasserzu- und- abflußmenge
die Auslegung der Heizung 9 festgelegt. Der Punkt P2 entspricht in der Praxis meist
einer Temperatur von 90 bis 95° C, und die Zeit bis zur Erreichung dieses Punktes
soll im allgemeinen kleiner als 60 Minuten sein.
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Wie eingehende Untersuchungen gezeigt haben, hat sich aber der größte
Teil des Schmutzes bereits bei einer etwa dem Punkt P3 entsprechenden Temperatur
von 60 bis 65° C aus der Wäsche gelöst. Zu diesem Zeitpunkt verhält sich die dem
Waschbad zugeführte Wärmemenge zur Wärmeableitung noch etwa wie 2: 1; es wird also
der Waschflotte noch etwa doppelt soviel Wärme zugeführt, wie verlorengeht. In diesem
Zeitpunkt P3 setzt nun nach einer Zeit t durch Abschalten des Ventils
10 die zweite Phase des Waschganges ein. Nunmehr steigt die Temperatur rasch
an, etwa in Form einer Geraden. Der der Temperatur des Punktes P2 entsprechende
Punkt P4 wird jetzt sehr schnell erreicht, und zwar in einem Zeitintervall .A t2,
das nur noch einen Bruchteil des entsprechenden Zeitintervalls :,1 t1 bei konstantem
Wasserzufluß beträgt. Bei Erreichen des Punktes P4 bzw. der letzterem entsprechenden
Endtemperatur TE schaltet die in bekannter Weise thermostatisch gesteuerte Heizung
9 ab. Da die weiteren Wärmeverluste der Flotte nur gering sind, weil infolge der
abgeschalteten Frischwasserzufuhr auch weiterhin kein überlaufwasser mehr die Trommel
1 verläßt, braucht die Heizung 9 zur Aufrechterhaltung der Endtemperatur TF durch
den Thermostaten nur noch ganz vereinzelt und für kurze Zeiten eingeschaltet zu
werden. Der entsprechende Mittelwert Q' für die in diesem Waschabschnitt zugeführte
Heizenergie Q ist in den Diagrammen der Fig. 2 und 3 durch die eingezeichnete Punktreihe
verdeutlicht.
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Das in Fig.3 dargestellte Temperatur-Zeit-Diagramm gibt die betreffenden
Verhältnisse für das Waschen einer stark mit Fett oder Öl verschmutzten Wäsche wieder.
Durch Einschalten einer Zusatzheizung mit der Heizleistung 4 Q wird hier bei ständig
zu- und abfließender Wassermenge M in der ersten Phase des Waschganges die Temperatur
bis zum Punkt P8, der annähernd dem Siedepunkt der Flotte entspricht, hochgetrieben.
Sodann wird die Zusatzheizung ausgeschaltet und die Wasserzufuhr entweder unmittelbar
oder erst nach einer gewissen Zeit gesperrt. Die Temperatur fällt bei anfänglich
noch andauerndem Wasserzufluß um den Betrag d T, bis im Punkt P7 der
Gleichgewichtszustand erreicht ist. Wird dann zum Zeitpunkt P8 die ständige Wasserzufuhr
gesperrt, so steigt die Temperatur wiederum z. B. auf 95° C im Punkt P9 an. Im Punkt
Plß ist der Waschgang beendet.
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Das Umschalten der Waschmaschine von der ersten, sich durch stetige
Wasserzu- und -ableitung auszeichnenden Waschphase auf die andere Waschphase mit
stehender Waschflotte kann vorrichtungsmäßig aul verschiedenste an sich bekannte
Weise bewirkt werden. Beispielweise kann das Abschalten des die stetige Wasserzufuhr
während der ersten Waschphase ermöglichenden Regelventils durch Steuermittel erfolgen,
die in Abhängigkeit von der voreingestellten Zeitdauer t". der ersten Phase einen
entsprechenden Schaltimpuls auslösen. Letzterer wird zweckmäßig durch den bei automatischen
Waschmaschinen ohnehin vorhandenen Programmgeber bewirkt. Es ist aber ebensogut
auch möglich, das Abschalten des Ventils 10 durch einen Temperaturfühler bzw. einen
solchen mit mehreren Schaltstufen auszulösen, der bei Erreichen einer bestimmten,
dem Umsteuerungszeitpunkt P3 entsprechenden Flottentemperatur die weitere Wasserzufuhr
unterbindet. Eine weitere Möglichkeit der Umschaltung der Waschmaschine besteht
darin, Steuermittel vorzusehen, die das Abschalten des Ventils 10 und damit
das Absperren des Wasserzuflusses in Abhängigkeit von der während der ersten Arbeitsphase
insgesamt zu- oder abgeflossenen Wassermenge steuern. -Eine nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren arbeitende Waschmaschine ist zweckmäßig mit Einstellknöpfen versehen,
die eine Voreinstellung der das Schaltventil 10 für die stetige Wasserzufuhr
betätigenden Steuermittel sowie gegebenenfalls die Einschaltdauer einer in der Maschine
vorgesehenen Zusatzheizung in Abhängigkeit von der Wäschesorte und/ oder deren Verschmutzungsgrad
ermöglichen. Vorteilhaft ist die Waschmaschine so ausgebildet und geschaltet, daß
sie sowohl auf herkömmlichen Waschbetrieb als auch nach dem erfindungsgemäßen Zweiphasenverfahren
mit und ohne Zusatzheizung umzuschalten ist. Die Fig. 4 und 5 zeigen dafür Ausführungsbeispiele
der an der Maschine vorgesehenen Einstellvorrichtung. Im Falle der Fig.4 handelt
es sich dabei um einen gegenüber einer Skala 11 verstellbaren Drehknopf 12, der
im wesentlichen in drei verschiedene Schaltstellungen 13, 14 und 15, nämlich
in die »Spar«-, »Normal«- und »Kraft«-Stellung zu bringen ist, wobei die Maschine
in der »Normal«-Stellung auf eines der üblichen Waschverfahren, hingegen in der
»Spar«- und »Kraft«-Stellung auf das neue Zweiphasenverfahren ohne bzw. mit Zusatzheizung
einzustellen ist. Ein entsprechend ausgebildetes Einstellorgan in Gestalt einer
Tastensteuerung zeigt die Fig. 5, bei der außer Ein- und Ausschalttasten wiederum
Tasten 16, 17 und 18 für »Spar«-, »Normal«- und »Kraft«-Betrieb vorgesehen sind.