Verfahren zur Behandlung von Wäschestücken sowie hierzu geeignete Waschmaschine

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Wäschestücken in einer Waschmaschine sowie eine zur Durchführung dieses Verfahrens besonders geeignete Waschmaschine.

Bei bekannten Waschverfahren werden die zu waschenden Wäschestücke mit einer Menge an Wasser behandelt, die zur Sättigung der Wäschestücke mit Wasser ausreicht, sowie einer zusätzlichen minimalen freien Flotte, im Allgemeinen 2 bis 3 Liter, die einen Stoffaustausch zwischen gebundener und freier Flotte ermöglicht. Dadurch kann insbesondere ein Transfer von Wärme zwischen der Heizung, die die freie Flotte erwärmt, und den Wäschestücken erfolgen. Die Einstellung der Menge an Wasser wird im Einzelfall durch geeignete Verfahren zur Regelung des Wasserstands in der Trommel und der Anpassung der Menge an das Saugvermögen der Wäschestücke sichergestellt. Die freie Flotte ergibt sich nach Abzug der in den Wäschestücken gebundenen Wassermenge von der in die Waschmaschine eingefüllten Wassermenge. Baumwollgewebe bindet etwa 200 % seines Eigengewichts, so dass eine Beladungsmenge von 6 kg Baumwollgewebe ungefähr 12 I Wasser bindet.

Bei diesen Verfahren werden während des Aufheizens durch den ständigen Wechsel von gebundener zu freier Flotte und umgekehrt sowohl die waschaktiven Substanzen zum Wäschestück als auch der gelöste Schmutz vom Wäschestück abtransportiert. Da viele Verschmutzungen an oder in Wäschestücken nur bei höherer Temperatur lösbar sind, müssen während des Aufheizens sowohl freie als auch gebundene Flotte erwärmt werden.

Der Energieverbrauch einer Waschmaschine wird wesentlich durch die für die Erwärmung des Wassers benötigte Energie bestimmt. Eine Verringerung der Menge an Wasser in einer Waschmaschine wäre daher wünschenswert, insbesondere eine Verringerung der Menge an freier Flotte. Jedoch muss bei einer herkömmlichen Waschmaschine durch die freie Flotte der Wärmetransport von der Heizung in die Wäschestücke gewährleistet werden. Eine beliebige Reduzierung der freien Flotte und damit eine Verringerung des Energieverbrauches sind somit nur schwer zu erreichen.

Bekannte Maßnahmen zur Verringerung der freien Flotte in einer Trommelwaschmaschine sind die Reduzierung eines Spalts zwischen der Trommel und dem Laugenbehälter oder

eine externe Erwärmung der Flotte in einem Durchlauferhitzer. Allen bekannten Maßnahmen gemeinsam ist jedoch die Notwendigkeit, zur Erwärmung einen zusätzlichen, wenn auch reduzierten Anteil an freier Flotte zu benötigen.

Eine Aufgabe der Erfindung ist daher die Bereitstellung eines Verfahrens zur Behandlung von Wäsche in einer Waschmaschine, bei dem gegenüber bekannten Verfahren Energie und/oder Wasser eingespart werden kann.

Eine Aufgabe ist es außerdem, eine für die Durchführung dieses Verfahrens geeignete Waschmaschine aufzuzeigen.

Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Waschmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen aufgeführt. Außerdem entsprechen bevorzugten Ausgestaltungen des Verfahrens bevorzugte Ausgestaltungen der Waschmaschine und umgekehrt, auch wenn darauf hierin nicht im Einzelnen hingewiesen wird.

Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Behandlung von Wäschestücken mit einer wässrigen Waschlauge in einer Waschmaschine mit einem am Boden eines Laugenbehälters angeordneten Laugenablaufsystem, einer drehbar gelagerten Trommel und einer Heizvorrichtung zur direkten Erwärmung einer die Waschlauge enthaltenden Beladungsmenge der Wäschestücke, wobei das Verfahren die Schritte a) Zugabe der Waschlauge zu der Beladungsmenge (a1 ) einer Menge (a2) kleiner oder gleich einer Menge (a3), die zur Sättigung der Wäsche mit Wasser erforderlich ist

(„Sättigungsmenge"), und Benetzen der Wäschestücke; b) direkte Erwärmung der benetzten Wäschestücke durch die Heizvorrichtung; und c) Zugabe von Wasser mit einer Temperatur T _w von höchstens 40 ⁰ C zum Ausspülen der

Waschlauge aus den Wäschestücken umfasst.

In einer bevorzugten Ausführungsform dieses Verfahrens wird Schritt c) erst nach Beendigung von Schritt b) durchgeführt.

Die Temperatur T _w des Wassers in Schritt c) beträgt vorzugsweise höchstens 30 ⁰ C.

Bevorzugt erfolgt die direkte Erwärmung der die Waschlauge enthaltenden Wäschestücke mit heißem Schaum, Heißluft, Wasserdampf und/oder elektromagnetischer Strahlung, der/die unter Verwendung der Heizvorrichtung erhalten wurde(n).

Die Heizvorrichtung zur direkten Erhitzung einer die Waschlauge enthaltenden Beladungsmenge kann in der erfindungsgemäßen Waschmaschine an verschiedenen Stellen angebracht sein. Vorzugsweise ist die Heizvorrichtung in dem Laugenbehälter und insbesondere in der Trommel angeordnet.

Im Falle der Erwärmung der benetzten Wäschestücke mit heißem Schaum anschließend an Schritt a) wird der heiße Schaum vorzugsweise durch Rotieren der Trommel mit einer Drehzahl Ui, die kleiner als eine Anlegedrehzahl U _A der Wäschestücke ist, erzeugt, die Heizeinrichtung eingeschaltet und der Schaum erhitzt. Die Anlegedrehzahl U _A der Wäsche ist die Drehzahl der Trommel, bei der sich die Wäschestücke an eine Innenwand der Trommel anlegen können, beispielsweise eine Drehzahl im Bereich von 300 bis 500 Umdrehungen pro Minute.

Bei der Erwärmung mit heißem Schaum kann eine direkte Erwärmung der Wäschestücke bewirkt werden. Der Temperaturgradient ist über die Leistung der Heizvorrichtung sowie die Schaumdichte einstellbar. Da in erster Linie die Oberfläche der Wäschestücke erwärmt wird, ist es von Vorteil, wenn die Wäsche intensiv gewendet wird. Dies kann vorteilhaft durch reversierendes Betreiben der Trommel bei einer Drehzahl von 30 bis 100 Umdrehungen pro Minute geschehen.

Die Erwärmung im Schritt b) mittels elektromagnetischer Strahlung wird vorzugsweise durch Verwendung einer Mikrowellenheizung und/oder eines Infrarot-Strahlers („IR-Strahlers") bewirkt.

Bei der Erwärmung mit Mikrowellen ist eine direkte Erwärmung der in den Wäschestücken gebundenen Waschlauge (Tensidlösung) ebenfalls möglich. Der Temperaturgradient ist hierbei über die Mikrowellenleistung einstellbar. Bei der Verwendung einer

Mikrowellenheizung ist darauf zu achten, dass es zu keinen Kurzschlüssen aufgrund von ggf. in den Wäschestücken vorhandenen metallischen Teilen kommt. Außerdem sind bestimmte Kunstfasern ggf. bei einer Erwärmung mit Mikrowellen nicht stabil. So könnte es beispielsweise bei Nähten aus Polyester zu einer Schädigung von Wäschestücken kommen.

Bei der Erwärmung mit einem IR-Strahler ist eine direkte Erwärmung der Wäschestücke ebenfalls möglich. Der Temperaturgradient ist über die Leistung des IR-Strahlers einstellbar. Da insbesondere die Oberfläche der Textilstücke erwärmt wird, ist hierbei eine intensive Umverteilung der Wäschestücke durch reversierendes Betreiben der Trommel von Vorteil.

Die Erwärmung der benetzten Wäschestücke mit Heißluft hat den Vorteil, dass ein Temperaturgefälle einstellbar ist, wodurch Wärmeverluste verringert werden können.

Zur Erzeugung von Heißluft kann prinzipiell eine aus einem Wäschetrockner bekannte Heizung verwendet werden. Die Verwendung von Heißluft ist daher besonders vorteilhaft bei einem Kombinationsgerät, das die Funktion einer Waschmaschine mit der eines Wäschetrockners vereint.

Bei der Erwärmung mit Heißdampf kann die Luft bei der angewandten Temperatur mit Wasserdampf gesättigt (Sattdampf) oder ungesättigt sein. Der Vorteil der Verwendung von Heißdampf besteht in einem verbesserten Wärmeübergang zwischen einer Heizung und Wasser.

Im erfindungsgemäßen Verfahren wird die Trommel im Schritt b) vorzugsweise während eines Zeitraums von 10 bis 30 Minuten bei einer Drehzahl von 30 bis 100 Umdrehungen pro

Minute, besonders bevorzugt 40 bis 70 Umdrehungen pro Minute reversierend betrieben.

Hierdurch wird insbesondere eine gute Umverteilung der Wäschestücke erzielt, so dass die

Erwärmung der benetzten Wäschestücke, die im Allgemeinen an deren Oberfläche stattfindet, aufgrund der verbesserten Zugänglichkeit der Oberfläche möglichst gleichmäßig erfolgen kann.

Im Schritt c) kann der im Schritt b) im Wesentlichen nur angelöste, noch in den Wäschestücken verbliebene Schmutz ausgespült werden.

Mit Ablauf von Schritt c) ist im Allgemeinen der eigentliche Waschvorgang beendet. Im weiteren Programmablauf können die Wäschestücke dann wie in einem herkömmlichen Waschprogramm gespült und geschleudert werden.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren enthalten die Wäschestücke der Beladungsmenge höchstens die für die Sättigung der Wäschestücke mit Waschlauge erforderliche Menge an Wasser.

Vorzugsweise liegt das Verhältnis der Menge (a2) zur Menge (a3) im Bereich von 0,5 bis 0,9. Bei Verwendung von heißem Dampf im Schritt b) liegt das Verhältnis der Menge (a2) zur Menge (a3) vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 0,7.

Beispielsweise könnte bei einer Beladungsmenge (a1 ) von 6 kg mit Wäsche aus Baumwollgewebe eine Wassermenge (a2) von 10 Liter (beispielsweise 8 Liter bei Verwendung von Wasserdampf) eingesetzt werden.

Bei Baumwollgewebe beträgt die Sättigungsmenge (a3) an Wasser ungefähr das Doppelte einer Beladungsmenge (a1 ). Bei Kunstfasern, welche Wasser in geringerem Umfang absorbieren, kann die Sättigungsmenge (a3) deutlich geringer sein. Die Werte für die Sättigungsmenge (a3) sind an sich bekannt, so dass die Wassermenge (a2) in einem Waschprogramm vorgegeben werden kann.

Hierbei kann die Beladungsmenge (a1 ) ggf. durch eine an sich bekannte Maßnahme ermittelt werden. Vorteilhaft wird daher im erfindungsgemäßen Verfahren ein erster Sensor zur Bestimmung der Menge einer im Laugenbehälter befindlichen Flüssigkeit oder eines Schaums verwendet, dessen Sensorsignal während des Verfahrens verfolgt werden kann.

Zur Bestimmung der Beladungsmenge (a1 ) kann beispielsweise im Verfahrensschritt a) ein mit Hilfe des ersten Sensors gemessener hydrostatischer Druck p mit der eingefüllten Menge an Wasser oder Waschlauge verglichen werden. Die in der Trommel befindliche Wäsche saugt Wasser oder Waschlauge auf, das bzw. die daher nicht zu einer Erhöhung des hydrostatischen Drucks beitragen kann. Durch den Vergleich des gemessenen hydrostatischen Drucks p und/oder des zeitlichen Gradienten des hydrostatischen Druckes p mit entsprechenden in einer Programmsteuerung einer Waschmaschine gespeicherten Werten für die Durchfeuchtung von Wäsche lässt sich der Wäscheposten (Beladungsmenge (a1 )) und sein Durchfeuchtungsgrad (Benetzungsgrad) ermitteln. Im Ergebnis kann die Dauer einer Benetzung in Schritt a) sehr genau auf den vorgegebenen Wäscheposten abgestimmt werden. Damit wird im Allgemeinen einem Programm eine für das erfindungsgemäße Verfahren ausreichende Benetzung des Wäschepostens signalisiert, so dass Schritt a) beendet ist und Schritt b) begonnen werden kann.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist die überwachung einer Temperatur in der Trommel vorteilhaft. Hierzu ist vorzugsweise in der Waschmaschine ein zweiter Sensor zur Bestimmung der Temperatur in der Trommel angeordnet.

Die Menge an im erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzendem Wasser bzw. Waschlauge kann zusätzlich dadurch verringert werden, dass während der Schritte a) und/oder b) die Trommel mit einer hohen Drehzahl gedreht wird. Hierbei wird ggf. in den Wäschestücken enthaltendes Wasser/Waschlauge abgeschleudert und eine Verringerung der zur Sättigung erforderlichen Menge an Wasser bzw. Waschlauge erreicht.

Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine Waschmaschine mit einer Programmsteuerung zur Steuerung eines Programmablaufs, einer in einem Laugenbehälter drehbar gelagerten Trommel, einem am Boden des Laugenbehälters angeordneten Laugenablaufsystem, und einem Antriebsmotor für die Trommel, wobei die Waschmaschine zusätzlich eine Heizvorrichtung zur direkten Erhitzung einer die Waschlauge enthaltenden Beladungsmenge (a1 ) mit Wäschestücken aufweist.

Bei der Heizvorrichtung handelt es sich in einer ersten bevorzugten Ausführungsform um eine Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserdampf oder Heißluft. In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Heizvorrichtung um ein Mikrowellenheizgerät und/oder einen IR-Strahler.

Vorzugsweise befindet sich in der erfindungsgemäßen Waschmaschine ein erster Sensor zur Bestimmung einer Menge einer im Laugenbehälter befindlichen Flüssigkeit und ggf. Schaum, wobei das Sensorsignal während des Verfahrens vorzugsweise verfolgt werden kann.

Es ist überdies bevorzugt, wenn in der erfindungsgemäßen Waschmaschine ein zweiter Sensor zur Bestimmung einer Temperatur in der Trommel angeordnet.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass gegenüber herkömmlichen Verfahren eine deutlich geringere Menge an Wasser bzw. Waschlauge erwärmt wird. Diese Menge entspricht im Wesentlichen der zur Sättigung der Wäschestücke notwendigen Menge, welche durch geeignete schnelle Drehung der Trommel während des Erwärmens noch reduziert werden kann. Hierdurch ist eine deutliche Einsparung von Wasser und Energie möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Figur 1 näher beschrieben.

Figur 1 ist eine schematische Darstellung der für die nachfolgende Beschreibung relevanten Teile einer Ausführungsform einer Waschmaschine, in der ein Verfahren wie oben beschrieben durchgeführt werden kann. Andere Ausführungsformen sind denkbar.

Die Waschmaschine der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform weist einen Laugenbehälter 1 auf, in dem eine Trommel 2 drehbar gelagert und durch einen Antriebsmotor 14 betrieben werden kann. Die Drehachse 3 der Trommel 2 ist aus der Horizontalen um einen kleinen Winkel (z.B. 13°) nach vorne oben gerichtet, so dass man einen leichteren Zugang und Einblick in das Innere der Trommel 2 hat. Wäschemitnehmer 4 ermöglichen eine Umverteilung der Wäschestücke 7 bei der Drehung der Trommel 2. Schöpfeinrichtungen 5 ermöglichen eine intensive Spülung der gereinigten Wäschestücke 7 mit Wasser 6.

Bei der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform befindet sich eine Heizvorrichtung 16 außerhalb von Laugenbehälter 1 und Trommel 2. Die in Figur 1 gezeigte Heizvorrichtung 16 kann insbesondere Heißluft oder Wasserdampf zur Verfügung stellen.

Alternativ kann ein in Schritt b) des oben beschriebenen Verfahrens ggf. eingesetzter und durch Drehen der Trommel 2 mit den Wäschestücken 7 erzeugter Schaum über eine am Boden des Laugenbehälters 1 angeordnete Heizvorrichtung 13 erhitzt werden. Beim Drehen der Trommel wird die Waschlauge teilweise aus den Wäschestücken 7 abgeschleudert und derart intensiv mit Luft durchmischt, wobei Schaum entsteht. Auch kann die sich drehende Trommel 2 in Waschlauge, die unterhalb der Trommel 2 im Laugenbehälter 1 steht, Luft eintragen und somit Schaum hervorrufen. Die Bildung von Schaum kann durch Beigabe eines entsprechenden Waschmittels zur Waschlauge unterstützt werden.

Die Waschmaschine der Fig. 1 weist zudem ein Laugenzulaufsystem 8, 9, 10 auf, das eine Wasseranschlussarmatur für das Hauswassernetz 8, ein elektrisch steuerbares Ventil 9 und eine Zuleitung 10 zum Laugenbehälter 1 umfasst, die gegebenenfalls auch über eine

Waschmitteleinspüleinrichtung („Einspülschale") 11 geführt sein kann, aus der das

Zulaufwasser ein dort vorgelegtes Waschmittel in den Laugenbehälter 1 transportieren kann.

Das Ventil 9 wie auch die Heizeinrichtung 13 können durch eine Steuereinrichtung („Programmsteuerung") 12 in Abhängigkeit von einem Programmablaufplan gesteuert werden, der an ein Zeitprogramm und/oder an das Erreichen von gewissen Messwerten von

Parametern wie Drehzahl der Trommel 2 innerhalb der Waschmaschine gebunden sein kann.

Ein Laugenablaufsystem 18 mit allfällig nötigen Leitungen sowie Ablaufventil und Laugenpumpe ist, da an sich bekannt, der übersicht halber nur schematisch als Pfeil dargestellt.

Ein erster Sensor 15 für die Messung des hydrostatischen Druckes p ist im Laugenbehälter 1 vorgesehen. Es ist zudem ein zweiter Sensor 17 zur Bestimmung einer Temperatur in der Trommel 2 angeordnet. Der zweite Sensor 17 kann sich allerdings auch in einem Zwischenraum zwischen dem Laugenbehälter 1 und der Trommel 2 befinden.

In der hier gezeigten Ausführungsform wird im Schritt a) des oben beschriebenen Verfahrens zum Behandeln der Wäschestücke 7 Wasser in einer Menge eingeführt, die ausreicht, dass ein Raum zwischen dem Laugenbehälter 1 und der Trommel 2 an einem unteren Ende der Trommel mit Wasser gefüllt ist und die Wäschestücke 7 benetzen kann. Diese Waschlauge wird nach und nach von den Wäschestücken 7 aufgenommen, bis diese bis zu ihrer Sättigung benetzt sind. Mehr Waschlauge oder Wasser muss nicht zugegeben werden. Das Beheizen der Wäschestücke 7 mit der darin gebundenen Waschlauge erfolgt direkt und ohne Vermittlung durch einen nicht gebundenen Rest von Waschlauge. Dabei werden Verschmutzungen in den Wäschestücken 7 zunächst gelöst, aber noch nicht vollständig ausgeschwemmt. Dies erfolgt erst in einem nachfolgenden Schritt durch zusätzlich zugegebenes, nicht oder jedenfalls nicht sehr hoch erwärmtes Wasser, welches nicht mehr zum Lösen der Verschmutzungen beitragen muss, sondern nur noch zu ihrem Ausspülen aus den Wäschestücken 7. Dazu genügt eine vergleichsweise geringe Temperatur von höchstens 40 ⁰ C, womöglich sogar nur höchstens 30 ⁰ C. Die erforderliche Heizenergie ist also sehr gering, da Heizenergie in erster Linie nur für die in den zu behandelnden Wäschestücken 7 gebundene Flotte aufgewendet werden muss.