Das Gerät und das Funktionsprinzip der Waschmaschine, wie es funktioniert

Derzeit helfen uns verschiedene mechanische Geräte wie Waschmaschinen, unsere Kleidung gut zu pflegen. Heute sind sie in fast allen Haushalten zu finden und die meisten von uns können sich ein Leben ohne diese Geräte nicht vorstellen.

Moderne Waschmaschinen überraschen mit Innovationen, dank denen sie beim effizienten Waschen von Kleidung Energie sparen. Ihre Geschichte hat einen langen Weg zurückgelegt, von einem primitiven Gerät bis hin zu einer automatischen Waschmaschine.

Allgemeine Information

Erstmals wurde 1752 eine Maschine zum Waschen von Kleidung unter dem Namen "Yorkshire Maiden" beschrieben. Es bestand aus einem Holztank, der mit einem Deckel verschlossen und mit Wäsche und heißer Seifenlauge gefüllt werden konnte. In der Mitte des Deckels befand sich ein Holzklotz mit einem Griff oben zum Drehen und unten befand sich Holzscheibe mit eingelassenen Holzstiften, die durch Drehen die Wäsche in Seifenlauge bewegten Hin und her. Die Größe dieser Maschine und der manuelle Modus machten sie für kleine Haushalte geeignet.

Moderne Waschmaschine

Eine moderne Maschine benötigt in der Regel einen Anschluss an eine Stromquelle, Frischwasser und Abwasser. Einige Geräte erhitzen Wasser nicht mit Strom, sondern nutzen Erdgas oder sind (zusätzlich oder ausschließlich) an eine zentrale Warmwasserversorgung angeschlossen.

Der Waschzyklus bei solchen Maschinen ist in verschiedene Zeitphasen unterteilt. Heute übliche Automaten sorgen für einen automatischen Ablauf, wobei die Elektronik in der Regel von einem Mikrocontroller gesteuert wird.

Während des Waschgangs gibt die Maschine Waschmittel ab und füllt die Trommel mit Wasser, wobei das Kleidungsstück um eine imaginäre Achse bewegt wird, sodass jedes Kleidungsstück gründlich gereinigt wird. Diese Seifenlauge wird dann abgelassen und für den Spülgang wird sauberes Wasser hinzugefügt, das dann mit der restlichen Seife entfernt wird. Die Trommel dreht sich dann schnell und entfernt etwa 80 Prozent des überschüssigen Wassers aus dem Kleidungsstück.

Ausstattungsmerkmale moderner Haushaltswaschanlagen:

• Timer zum Verzögern des Starts des Waschzyklus;
• vordefinierte Programme für verschiedene Wäschearten;
• Drehzahleinstellungen;
• variable Temperaturen, einschließlich Kaltwäsche.

In Europa sind die meisten Waschmaschinen Trommelmaschinen, bei denen sich die Trommel um eine horizontale Achse dreht. Bei diesem Maschinentyp wird zwischen Frontlader und Toplader unterschieden. Bei Frontladern befindet sich die Einfülltür vorne an der Waschmaschine, bei Topladern wird die Trommelwäsche von oben eingefüllt. Um die Waschtrommel herum befindet sich eine Badewanne, die aus Edelstahl oder Kunststoff bestehen kann.

Bei den meisten Maschinen wird die Waschtrommel von einem Motor über einen Keilriemen angetrieben. Inzwischen haben auch andere Hersteller sogenannte Direktantriebsmaschinen entwickelt, bei denen der Motor auf der Waschtrommel sitzt.

Im oberen Teil des Gerätes befinden sich Bedienelemente und eine Schublade für Wasch- und Pflegemittel.

Haushaltsmaschinen haben meist nur einen Kaltwasseranschluss. Beim Starten eines Waschprogramms fließt Wasser aus dem Wasserzulauf durch den entsprechenden Waschmittelschlauch. Durch die Löcher in der Spültrommel gelangt die Spüllösung in die Trommel.

Für den Waschvorgang wird die Waschlauge über einen Heizstab auf die eingestellte Temperatur erhitzt. Je höher die eingestellte Temperatur, desto mehr Energie wird benötigt, um das Wasser zu erhitzen. Nach dem Spülen bzw. Spülen fördert die Ablaufpumpe Spüllösung bzw. Spülwasser, das über den Ablaufschlauch in das Ablaufsystem geleitet wird.

Maschinen mit Umwälzsystem haben zwei Pumpen: eine Ablaufpumpe und eine Umwälzpumpe. Die Ablaufpumpe spült das Wasser aus dem Tank, während die Umwälzpumpe dafür sorgt, dass die Spüllösung beim Waschen durch den Verbindungsschlauch in die Trommel zurückfließt.

Heute werden Waschgeräte in halbautomatische und automatische unterteilt. Halbautomatische Maschinen sind mit Waschprogrammen ausgestattet. Ein solches Gerät kann nur durch manuelles Vorgeben der erforderlichen Parameter über die Schalter für Temperatur, Waschprogramme, Schleuderdrehzahl gesteuert werden. Diese Maschinen sind einfacher, aber weniger funktional.

Das Funktionsprinzip der Maschine ist automatisch

Der Verkaufsautomat mag wie ein komplizierteres Gerät erscheinen.. Aber eine solche Maschine braucht keine Hilfe - sie macht alles von selbst:

• bestimmt das Gewicht der geladenen Wäsche;
• pumpt so viel Wasser wie nötig;
• laden Sie, wie viele Waschmittel Sie benötigen;
• bestimmt die Waschzeit.

Außerdem analysiert sie das Gewebe und wie verschmutzt es ist. Basierend auf den empfangenen Daten beginnt die Maschine mit dem Waschen. Während des Betriebs zeigt das Farbdisplay Daten zur Wassertemperatur, Trommeldrehzahl während des Schleuderns usw. In der Maschine befinden sich viele Sensorsensoren – sie melden die Wasserqualität, Temperatur und andere Parameter.

Im Laufe der Zeit haben die Hersteller von Automaten große Anstrengungen unternommen, um die Kosten niedrig zu halten. So werden beispielsweise teure Getriebe nicht mehr benötigt, da die Motordrehzahl elektronisch geregelt werden kann.

Das Gerät und die Bedienung von Waschmaschinen

Der Körper der Maschinen besteht aus Stahlblech, das sein kann:

• emailliert;
• verzinkt;
• gemalt;
• aus Edelstahl.

Bei einigen Modellen besteht die Karosserie aus einem selbsttragenden Rahmen, der fest mit der Rückwand verbunden ist. Frontplatte, Seitenwände und Abdeckung lassen sich mit minimalem Kraftaufwand abnehmen. Diese Rahmenkonstruktion ermöglicht eine einfache und schnelle Reparatur im Servicefall.

Top- und Frontlader haben eine Geräteabdeckung, die meist aus kratz-, abrieb- und hochtemperaturbeständigem Material besteht. Zum Be- / Entladen werden sie über die Öffnungstaste (Entriegelungstaste) geöffnet.

Frontlader werden be- und entladen durch die Einfüllöffnung. Es kann einen Durchmesser von bis zu 40 cm haben. Der Türöffnungswinkel kann bis zu 180° betragen. Das Türglas ist hitzebeständig und bei einigen Geräten zur Wärmedämmung und Geräuschreduzierung doppelt verglast.

Einige Hersteller bieten Trommelbeleuchtung für bessere Sicht beim Be- und Entladen. Um den Energieverbrauch so gering wie möglich zu halten, wird das Licht automatisch ausgeschaltet.

Zur Geräuschreduzierung an den Komponenten und am Gehäuse werden spezielle Isoliermaterialien verwendet.

Waschtrommel

Die Waschtrommel besteht aus Edelstahl und ist mit Drehmöglichkeit in ein spezielles Bad eingebaut. Für Frontlader ist eine einseitige Trommeldrehung, für Toplader eine einseitige oder zweiseitige Trommeldrehung vorgesehen.

Die Waschtrommel hat ein Fassungsvermögen von 40 bis 55 Liter, einige Geräte haben ein Fassungsvermögen von 56 bis 72 Liter. Die Trommel hat Löcher für ein schnelleres Eindringen von Wasser.

Um das Be- und Entladen zu erleichtern, sind einige Modelle mit einer um 10° oder 15° geneigten Hecktrommel ausgestattet. Die Innenseite der Trommel ist mit Edelstahl- oder Kunststoffrippen ausgestattet. Sie sind Teil der Waschmechanik, heben die Wäsche aus dem Wasser und werfen sie zurück oder spülen das Wasser aus einer bestimmten Höhe.

Für ein gutes Waschergebnis und optimale Pflege hinter Kleidungsstücken für unterschiedliche Textilien gibt es Geräte mit asymmetrischen Treibern, d. h. eine Seite ist abgerundet, was zu einer geringeren Fallhöhe führt, und eine Seite ist flach.

Damit die Wäsche vollständig befeuchtet wird, arbeiten einige Waschautomaten nach dem Wasserradprinzip. Mit Schaufeln, Löchern oder Pads an der Außenseite der Trommel wird Wasser eingebracht und bei der Bewegung der Trommel nach oben transportiert.

Schnelles Eindringen von Wasser auch durch eine zusätzliche Umwälzpumpe erreicht.

Dosierfächer

Je nach Hersteller sind die Maschinen mit unterschiedlich vielen geräumigen Fächern ausgestattet (von 2 bis 4) zum Hinzufügen von Wasch- und Pflegeprodukten:

• Vorwaschfach, Einweichmittel;
• Fach für Weichspüler, Fleckenentferner oder Bleichmittel;
• Fach für die Hauptwäsche;
• Fach für einen Lufterfrischer.

Wasch- und Pflegeprodukte werden automatisch gespült. Eine automatische Reinigung der Dosierkammer nach Programmende verhindert eine Verschmutzung.

Dosierkammer für automatische Dosierung

Über eine geeignete Dosierkammer werden die Innenbehälter mit Flüssigwaschmittel oder Weichspüler befüllt. Flüssiges Mittel und Weichspüler können somit automatisch dosiert werden.

Automatische Spender

Getrennte Pulverbehälter oder Flüssigwaschmitteldie an die Waschmaschine angeschlossen und in der Nähe platziert werden, ermöglichen auch die Aufbewahrung und automatische Dosierung von Waschmittel.

Wasserversorgung

Für den Wasserzulauf wird ein Schlauch an die Trinkwasserleitung angeschlossen. Die Wasserversorgung erfolgt über Magnetventile, die programmgesteuert zu einem bestimmten Zeitpunkt öffnen und schließen. Der Druck im Wasserversorgungsnetz unterstützt die Öffnungs- und Schließvorgänge.

Das Ventil ist mit einem Wassermengenregler ausgestattet, der eine konstante Wasserzufuhr bei unterschiedlichen Drücken in der Leitung gewährleistet. Bei einem Wasserdruck über 10 bar muss ein Druckminderer in die Zuleitung eingebaut werden. Bei Wasserdruck unter 1 bar besondere Vorsichtsmaßnahmen des Herstellers sind zu beachten.

Dem Durchflussregler sind Filter vorgeschaltet, um zu verhindern, dass Schmutzpartikel aus der Wasserleitung in das Ventil gelangen.

Waschgeräte sind mit 1-3 Magnetventilen ausgestattet. Bei drei Magnetventilen gibt es für jede Spülkammer ein separates Ventil.

Um ein schnelleres Eindringen von Wasser in die Wäsche und damit ein besseres Spülen bei minimalem Wasserverbrauch zu erreichen, sind die Maschinen mit zusätzlichen Wasserspülverfahren ausgestattet. Bei einigen Geräten ist das Türglas abgeschrägt, was eine schnelle und vollständige Benetzung der Wäsche gewährleistet.

Bei Geräten mit Schnellfeuchttechnik wird die Wäsche mit Hilfe einer zusätzlichen Einspritzdüse schnell befeuchtet und ein schneller Wasseraustausch beim Waschen gewährleistet.

Bei einer Direktwaschanlage wird das Wasser bei der Wasserzufuhr durch eine Düse direkt in die Wäsche eingeleitet und fließt von oben. Dadurch wird das Reinigungsmittel automatisch ausgespült.

Wasserversorgungssteuerung

Die Dauer der Wasserzufuhr kann vom Füllstand oder der eingestellten Zeit abhängig sein.

Bei einem regelniveauabhängigen Niveau werden die Wasserstände durch Niveauregler, auch Niveauregler genannt, bestimmt. Es gibt mechanische und analoge Niveauregler.

Mechanische Füllstandskontrollen, sogenannte Druckwächter, sind mit einer Membran verschlossene Druckdosen, die über einen Schlauch mit der Badewanne verbunden sind. Wenn der gewünschte Wasserstand erreicht ist, erhöht sich der Luftdruck in der Druckbox. Dank der gewölbten Membran wird das Magnetventil über das Kontaktsystem geschlossen und die Wasserzufuhr unterbrochen. Mit einem mechanischen Niveauregler werden unterschiedliche Wasserstände eingestellt.

Analoge Füllstandsregler, auch Drucktransmitter genannt, sind elektronische Füllstandsregler. Sie haben die Eigenschaft eines Halbleiters. Auf steigenden Wasserstand und erhöhten Luftdruck reagieren sie mit einer Änderung des elektrischen Widerstandes und damit einer Änderung der elektrischen Spannung.

Wasserstandsregler werden auch als Trockenschutz eingesetzt, da die Heizung nur eingeschaltet wird, wenn Erreichen eines bestimmten Niveaus, sowie zum Schutz vor Überschwemmungen und als Schaummelder während Waschen. Zu Beginn des Spülprogramms wird so viel Wasser zugeführt, bis der dem Spülprogramm entsprechende Wasserstand erreicht ist und der Niveauregler anspricht. Der Motor dreht dann die Trommel.

Automatisches Laden

Die zugeführte Wassermenge hängt nicht nur vom gewählten Waschprogramm, sondern auch von der Saugfähigkeit der Wäsche ab.

Die eingetretene Wassermenge wird zu Beginn des Spülprogramms erfasst und zur Berechnung der Spülwassermenge verwendet. Dieser Vorgang wird als automatische Menge bezeichnet.

Hitze

Die Beheizung erfolgt hauptsächlich mit Hilfe von Rohrheizkörpern im Bad, seltener mit Hilfe eines Warmwasserbereiters außerhalb des Bades.

Heizleistung max. 2,3 Kilowatt. Bei einigen Geräten wird die spezifische Oberfläche durch Vergrößerung der Heizfläche reduziert.

Zur Temperaturregelung werden elektronische Regler verwendet. Ihre Aufgabe ist es, eine konstante Laugentemperatur einzustellen, zu begrenzen und aufrechtzuerhalten. Die Temperatur lässt sich entweder stufenlos bis 95°C regeln oder Programme fest zuordnen.

Thermistoren werden zur elektronischen Temperaturregelung verwendet. Diese Halbleiter arbeiten nach dem Prinzip der elektrischen Leitfähigkeit, die sich bei Erwärmung ändert. Wenn Spannung an den Thermistor angelegt und der Stromkreis geschlossen ist, fließt Strom durch ihn und wirkt wie ein Widerstand. Der elektrische Widerstand von Thermistoren nimmt mit zunehmender Erwärmung ab

Elektronische Temperaturregler sind hochgenau und bieten in Kombination mit einer Mikroprozessorsteuerung ein hohes Maß an Sicherheit.

Antriebseinheit

Der Antrieb (Motor) bewegt die Wäschetrommel mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten in abwechselnder Drehrichtung (Umkehr). Die Trommelgeschwindigkeit ist programmabhängig. Drehzahlbereiche von 400 bis 1800 U/min.

Für den Antrieb werden unterschiedliche Motoren verwendet:

Universalmotoren (Kommutatoren, Kommutatormotoren) für AC- oder DC-Betrieb. Ausgestattet mit elektronischen Steuerungskomponenten bieten diese Motoren ein breites Anwendungsspektrum.

Individuelle Geschwindigkeiten, Geschwindigkeitskombinationen sind unterschiedlich. Zum Beispiel zur optimalen Verteilung der Wäsche durch leichtes Beschleunigen der Trommel beim Drehen, zum Aufschäumen etc. Universalmotoren werden an Maschinen mit unterschiedlichen Drehzahlen eingesetzt. Ihre Höchstgeschwindigkeit liegt im oberen Bereich.

Hochwertige Maschinen sind mit einem Brecher ausgestattet. Hier wird der Universalmotor elektronisch mit gleichgerichteten, geglätteten Spannungsimpulsen versorgt.

Drehstrom-Asynchronmotoren mit Frequenzumrichter-Steuerung (FU-Steuerung): Diese Motoren sind nicht erfordern den Einsatz von Kohlebürsten, sind daher verschleißfest und arbeiten sehr leise, auch bei hohen Geschwindigkeiten.

Direktantrieb ist eine weitere Neuentwicklung in diesem Bereich. Der Antriebsmotor ist fest mit der Trommelantriebswelle verbunden, so dass die Antriebsriemen nicht mehr benötigt werden. Dadurch kann der Raum hinter der Trommel besser genutzt werden und die Tiefe der Trommel kann bis zu 30% tiefer sein. Durch die Mittellage wird die Schwingung des Aktors reduziert. Die Geräuschreduzierung durch den Wegfall des Antriebsriemens beträgt ca. 10 %.