Entdecken Sie die Evolution der Waschmaschinen: Von Handantrieb zu modernen Elektromodellen

Hintergrund

Mechanische Waschmaschinen erschienen Anfang des 19. Jahrhunderts, waren jedoch alle handbetrieben. Frühe Modelle reinigten Kleidung durch Reiben, während spätere Modelle sie durch Wasser bewegten. Dampfbetriebene gewerbliche Wascher erschienen in den 1850ern, aber Haushaltswaschmaschinen blieben vollständig handbetrieben bis Anfang der 1900er, als mehrere Firmen elektrische Maschinen anboten. Die Automatic Electric Washer Company und Hurley Machine Corporation begannen beide 1907 mit dem Verkauf elektrischer Wascher, während Maytag 1911 einen elektrischen Wringer-Wascher anbot. 1947 bot Bendix die erste vollautomatische Waschmaschine an, und 1953 überholten Schleudermaschinen die Wringertypen an Popularität.

Der letzte Wringer-Wascher, der in den USA hergestellt wurde, lief im Juni 1990 bei Speed Queens Werk in Ripon, Wisconsin vom Band. Die großen US-Hersteller heute sind General Electric, Maytag (Montgomery Ward), Speed Queen (Amana und Montgomery Ward), Whirlpool (Kenmore) und White Consolidated (Frigidaire und Westinghouse).

Viele Modelle mit vielfältigen Funktionen sind nun verfügbar; jedoch, mit wenigen Ausnahmen, unterscheiden sich nur die Bedienelemente. Der einzige Unterschied zwischen der Waschmaschine in Ihrem Zuhause und den Toplader-Waschern im Waschsalon ist die Robustheit der Konstruktion.

Die Waschmaschine arbeitet mit einem Motor, der über eine als Getriebe bezeichnete Einheit mit dem Rührwerk verbunden ist. Motor und Getriebe befinden sich nahe dem Maschinenboden, während das Rührwerk sich durch die Mitte der Maschine nach oben erstreckt. Das Getriebe ähnelt dem in Ihrem Automobil, da es Drehzahl und Richtung des Rührwerks ändert. In eine Richtung (Waschen) wandelt das Getriebe die Rotation des Rührwerks und des Schleudertubs – des Innentubs mit kleinen Löchern – in eine Hin- und Herbewegung um. Wenn der Motor durch die Steuerung umgepolt wird (Schleudern), koppelt das Getriebe ein, und Rührwerk, Getriebe und Schleudertub rotieren als Einheit. Ohne das Getriebe, das Drehzahl oder Richtung ändert, nutzt die Einheit Zentrifugalkraft, um so viel Wasser wie möglich aus der Wäsche zu entfernen. Der Motor ist auch mit einer Pumpe verbunden. Wenn der Motor in Schleuderrichtung läuft, entfernt die Pumpe Wasser aus dem Tub und leitet es über den Ablaufschlauch ab.

Für andere Länder konzipierte Modelle bieten unterschiedliche Funktionen. Eine Komponente, die auf allen in England verkauften Modellen erforderlich ist (und möglicherweise bald im restlichen Europa), ist der Deckelverriegelung. Normalerweise muss die Waschmaschine stoppen, wenn der Deckel angehoben wird, aus Sicherheitsgründen. In England muss der Deckel jedoch während des Betriebs verriegelt geschlossen sein.

Rohmaterialien

Viele Teile einer Waschmaschine werden aus Blechstahl gefertigt, meist mit Zink beschichtet für verbesserte Rostbeständigkeit. Der Stahlhersteller liefert das Metall in Spulen, was Materialzuschnitt mit minimalem Verschnitt oder automatische Zuführung in den Formprozess erlaubt. Bei einigen Speed Queen Modellen ist der Schleudertub aus Edelstahl. Alle anderen Modelle nutzen Stahl (genannt Emaillier-Eisen), der für eine Porzellan-Beschichtung ausgelegt ist. Für die Waschwanne, die Die meisten Blechteile, einschließlich des Gehäuses, werden von einer Maschine geformt, die ein Stück Blech zwischen zwei Hälften einer Form (Matrize) presst. Da Metall in Teilen, die nur von einer Matrize geformt werden, tendenziell falten, reißen oder reißen, werden allgemein mehrere Matrizen verwendet, um jede Komponente zu formen.
Die Wannen-Unterbaugruppe wird automatisch gefertigt. Nach dem Walzen in Trommelform wird die Seite geschweißt. Die Naht wird dann geglättet und die Trommel auf einen Expander gelegt, der die Wanne in ihre finale Form dehnt. Ein Boden wird dann auf die Trommel geschweißt, und diese Naht wird ebenfalls geglättet. nicht sichtbar ist, es sei denn, man öffnet das Maschinengehäuse, wird allgemein Emaillier-Eisen mit Porzellanbeschichtung verwendet. Whirlpool ist die Ausnahme, die Kunststoff statt Emaillier-Eisen für die äußere Waschwanne nutzt.

Viele andere Teile sind ebenfalls Kunststoff. Hersteller beziehen Rohkunststoff, aus dem sie Teile in der Größe einer kleinen Ameise fertigen, für Maschinenkomponenten, die kein Gewicht tragen und/oder extrem gute Rostbeständigkeit erfordern. Solche Teile umfassen die Pumpe, die Wannen-Schutzgitter (die verhindern, dass Kleidung aus dem Schleudertub in die Waschwanne oder den Gehäusebereich geschleudert wird), und das Rührwerk.

Das Getriebe besteht allgemein aus Gussaluminium, das als Barren ankommt – 20-Pfund-Aluminiumplatten. Schrottteile werden meist wieder eingeschmolzen und wiederverwendet. Schläuche, Steuerungen (Timer, Schalter etc.) und Motoren werden vorgefertigt von anderen Herstellern bezogen.

Der Fertigungsprozess

Der Fertigungsprozess gliedert sich in Fertigung (Teileherstellung), Unterbaugruppenmontage (Zusammenbau von Teilen zu Komponenten) und Endmontage (Zusammenbau der Komponenten zum Endprodukt). Der Fertigungsprozess umfasst mehrere verschiedene Verfahren, jeweils spezifisch für einen bestimmten Rohstofftyp – Blech, Kunststoff oder Aluminium. Sobald die Bestandteile gefertigt sind, werden sie montiert; Hauptunterbaugruppen umfassen Getriebe, Pumpe, Schleuder- und Waschwanne, Ausgleichsring und lackierte Teile. Schließlich werden die Unterbaugruppen im Gehäuse des Waschers zusammengefügt, was diesen vervollständigt.

Fertigung

• 1 Die meisten Blechteile werden von einer Maschine namens Presse geformt. Dieser Name ist treffend, da die Maschine ein Stück Blech tatsächlich zwischen zwei Hälften einer Form, genannt Matrize, presst (oder quetscht). Das Metall nimmt die Form des Raums zwischen den Matrizenhälften an. Da Metall in Teilen, die nur von einer Matrize geformt werden, tendenziell falten, reißen oder zerreißen, werden allgemein mehrere Matrizen verwendet, um jede Komponente zu formen. Wo möglich, wird das Metall direkt von der Spule in die Presse geführt. Wenn dies nicht möglich ist, wird das Metall auf Länge geschnitten und manuell (oder bei größeren Teilen wie dem Gehäuse automatisch) in die Matrize gelegt.
• 2 Kunststoffteile werden in einer Spritzgussmaschine geformt, einer Metallform mit einer oder mehreren Kavitäten in der Form des gewünschten Teils. Nach Erhitzen auf Schmelzpunkt wird der Kunststoff unter hohem Druck in die Form gepresst. Dann wird Wasser durch die Form geleitet, um das Teil abzukühlen und zu verfestigen. Die Form wird dann geöffnet und das Teil durch Auswerferstifte herausgedrückt. Wenn man ein Kunststoffteil betrachtet, kann man oft die kleinen Kreise sehen, die von diesen Stiften erzeugt werden.
• 3 Aluminium-Getriebeteile werden in einer Druckgussmaschine in eine grobe Form gebracht, die ähnlich wie ein Spritzgusswerkzeug funktioniert, außer dass sie keinen Druck nutzt. Die meisten Schlüsselkomponenten – Getriebe, Motor, Bremsbaugruppe – befinden sich unter dem Rührwerk. Der Ausgleichsring ist ein gewichteter Ring, der verhindert, dass die Waschmaschine während des Betriebs herumwandert. Das geschmolzene Metall wird mechanisch in die Form gegossen und abgekühlt. Der resultierende Rohguss wird dann durch verschiedene Maschinen, die Löcher bohren, überschüssiges Metall von kritischen Flächen abhobeln oder Metall vom Teil abschneiden, in seine finale Form gebracht.

Unterbaugruppen

• 4 Das Getriebe wird manuell von Arbeitern montiert, die mehrere Wellen und Zahnräder verschrauben, einpressen oder pressen (Presspassung). Arbeiter geben dann eine dosierte Ölmenge zu und verschrauben die Einheit.
• 5 Die Pumpe wird automatisch montiert. Roboter platzieren Laufrad und Dichtungen in Deckel und Gehäuse und dichten die Pumpe ab. Einige Hersteller nutzen Hitze, andere Vibration (die Hitze erzeugt) als Dichtmittel.
• 6 Die Wannenteile werden in Pressen gefertigt, und die Unterbaugruppe wird automatisch hergestellt. Nach dem Walzen in Trommelform wird die Seite geschweißt. Die Naht wird geglättet und die Trommel auf eine Einheit namens Expander gelegt, die die Wanne in ihre finale Form dehnt. Ein Boden wird dann auf die Trommel geschweißt, und diese Naht wird ebenfalls geglättet. Wenn die Wanne aus Edelstahl ist, wird sie poliert, damit sie die Wäsche nicht verhakt. Andernfalls wird die Wanne in eine Lösung namens Grundbeschichtung getaucht und auf ca. 1600 Grad erhitzt, bis diese Beschichtung aushärtet. Wenn die Wanne nicht sichtbar sein wird (die Waschwanne), ist die Einheit fertig. Wenn die Wanne sichtbar sein wird (der Schleudertub), wird ein Decklack nach demselben Verfahren wie bei der Grundbeschichtung aufgetragen; dieser finale Anstrich verleiht der Wanne entweder eine weiße oder blaue Farbe.
• 7 Der Ausgleichsring ist ein großes Gewicht, das die Waschmaschine stabilisiert. Seine Außenstruktur ist Kunststoff, mit einem in den Kunststoff geschmolzenen Metallring für Festigkeit. Zement wird hinzugefügt und präzise ausbalanciert. Dieser Ring, der über zwanzig Pfund wiegt, verhindert, dass die Maschine beim Betrieb „wandert“ oder sich bewegt.
• 8 Waschmaschinenhersteller nutzen verschiedene Lackierverfahren. Ein Hersteller verwendet Stahl, der vom Stahlhersteller vorlackiert wurde. Obwohl günstiger, bietet dieser Stahl nicht den besten Rostschutz, da die Schnittkanten nicht lackiert sind. Andere Firmen behandeln ihre Teile mit verschiedenen Chemikalien, um sie zu reinigen und für das Auftragen von Lack vorzubereiten. In manchen Fällen kommt der Lack als Pulver mit mehlartiger Konsistenz. Mit Luft vermischt und elektrisch aufgeladen, wird das Pulver auf das Teil gesprüht, das an einem Überkopf-Förderer hängt und eine entgegengesetzte Ladung erhält, sodass es und das Pulver sich anziehen. Nach dem Sprühen bewegt der Förderer das Teil in einen Ofen, der den Lack schmilzt; wenn das Teil abkühlt, ist der Lackierprozess abgeschlossen.

Endmontage

• 9 Dieser Prozess beginnt mit der Montage des Getriebes auf den Ausgleichsring. Das Getriebe wird auf ein Lager gesetzt, das an der Waschwanne verschraubt ist; die Waschwanne sitzt auf einem Förderer. Ein weiteres Lager (das untere Lager), die Bremsbaugruppe und die Antriebsscheibe werden an das Getriebeende gesetzt. Dann werden ein Schwenkmechanismus namens Schwenkkupplung und Beine an der Baugruppe verschraubt, um alle Teile zusammenzuhalten.
• 10 Mit einem hydraulisch betriebenen Mechanismus heben Arbeiter diese Baugruppe, genannt Modul, auf die Waschmaschinenbasis. Federn werden hinzugefügt, um Modul und Basis zusammenzuhalten. Eine Dichtung wird hinzugefügt, der Schleudertub wird im Waschtub am Getriebe verschraubt, und seine Kunststoffabdeckungen werden eingerastet. Ein Kunststoffnabe, die das Rührwerk mit dem Getriebe verbindet, wird auf das Ausgabeende der Getriebewelle verschraubt. Dann wird das Rührwerk auf die Nabe aufgesteckt.
• 11 Die Pumpe und eine Montagehalterung werden nun an den Motor verschraubt, der dann mit einem Schutzschild gegen potenzielle Lecks ausgestattet wird. Diese Baugruppe wird an der Waschmaschinenbasis verschraubt und über Riemen und Schläuche mit dem Getriebemodul verbunden.
• 12 Als Nächstes werden Deckelscharniere an Deckel und Oberteil befestigt. Das Waschmaschinenoberteil wird mit einem Scharnier am Gehäuse verschraubt für einfache Wartung. Ein Mischventil zur Steuerung der Heiß-/Kaltwasser-Mischung wird an der Gehäuserückwand verschraubt. Die Grafiktafel, die Wörter und Bilder zur Erklärung der Steuerungen liefert, wird am Bedienfeld montiert; die Steuerungen selbst werden von hinten angebracht. Die Verkabelung, als eine Einheit verbunden, heißt Kabelbaum. Der Kabelbaum wird an einem Ende an die Steuerungsanschlüsse geklippt, und das andere Ende wird durch ein Loch im Oberteil geführt, um am Motor montiert zu werden. Aufgrund ihrer Größe und ihres Gewichts wird die Gehäusebaugruppe dann von einem Roboter in die Waschmaschine gesetzt.
• 13 Das Gehäuse wird an die Basis verschraubt, und die Steuerungen werden mit den passenden Steckern am Modul und Motor zusammengesteckt. Der Ablaufschlauch wird durch das Gehäuse gezogen und ein Teil namens Gänsehals hinzugefügt. Dieser Teil gibt dem Schlauch seine Hakenform, damit er in den Abfluss passt. Nach dem Test wird die Frontblende verschraubt, und ein Paket mit Informationen und Zubehör wird hinzugefügt.
• 14 Das fertige Gerät wird automatisch verpackt. Eine Maschine öffnet den Karton, der flach für den Versand angeliefert wurde, und stülpt ihn über die Waschmaschine. Ober- und Unterklappen werden gleichzeitig umgeklappt und verklebt. Dann übt die Maschine Druck auf Ober- und Unterseite der Kiste aus, um sicherzustellen, dass der Kleber richtig aushärtet. Nach dem Aushärten legt die Maschine ein Umreifungsband um den oberen Kistenrand, um Festigkeit für Gabelstaplertransport zu geben (die Geräte werden von oben getragen, um Beschädigungsrisiko zu reduzieren).

Qualitätskontrolle

Alle Teile von externen Herstellern werden vor Gebrauch stichprobenartig geprüft, und die meisten Unterbaugruppen werden ebenfalls kontrolliert. Beispielsweise werden alle Getriebe automatisch auf Betrieb, Geräusch und Vibration getestet. Alle Pumpen werden mit Luft auf Lecks geprüft – automatisch, wenn ihre Montage automatisiert war, manuell, wenn sie manuell war. Alle lackierten Teile werden visuell auf Fehler inspiziert. Tägliche Proben werden in Waschmittel, Bleichmittel und Dampfbäder für Korrosionstests gegeben. Nach vollständiger Montage wird die Maschine mit Wasser gefüllt und auf Geräusch, Vibration, visuelle Defekte sowie funktionsfähige Steuerungen und Mechanismen getestet. Nach Verpackung werden einige Geräte strengen Tests unterzogen, um Transportbedingungen zu simulieren und den Kartonierprozess zu testen.

Nebenprodukte/Abfall

Übrige Blechschrott wird an Metallrecyclingzentren verkauft, und übriges Aluminium wird für die Wiederverwendung eingeschmolzen. Übriger Kunststoff wird zu kleinen Stücken zermahlen und an nicht-sichtbaren Teilen wiederverwendet, da die Farbe nicht konsistent gehalten werden kann. Ungenutzter Lack (in Pulverform) wird automatisch zurückgewonnen und wiederverwendet. Chemikalien aus Prozessen wie Lackierung werden in harmlose Abfallformen umgewandelt und sicher entsorgt.

Die Zukunft

Da Motoren günstiger und langlebiger werden, wird es wirtschaftlich, Waschmaschinen anzubieten, die direkt von Motoren angetrieben werden statt durch Riemen, was die Wascher vielseitiger und leiser macht. Ein weiterer wahrscheinlicher Trend ist die schrittweise Verdrängung von Toplader-Waschern durch Frontlader, die weniger Wasser benötigen und damit staatliche Beschränkungen zur Wassernutzung erfüllen. In Japan wird ein Wascher getestet, der mit Blasen statt mit Rührwerk reinigt. Mit einem Computer spürt diese Maschine, wie stark jede Wäscheladung verschmutzt ist, und erzeugt dann die nötige Blasenaktivität, um genau diese Schmutzmenge zu entfernen. Dies nennt man Fuzzy Logic, weil sie menschliche Logik näher imitiert als normale Computer. Wenn erfolgreich, werden diese Maschinen anderswo verfügbar. Weiter in der Zukunft könnten Menschen Wascher nutzen, die mit Ultraschall reinigen – Schallwellen, die mit Frequenzen über Obwohl derzeit die meisten Haushaltswaschmaschinen in den USA Toplader sind, werden diese wahrscheinlich schrittweise durch Frontlader verdrängt. Da sie weniger Wasser benötigen, erfüllen Frontlader staatliche Beschränkungen zur Wassernutzung. Auch in Japan wird ein Wascher getestet, der mit Blasen statt mit Rührwerk reinigt. Mit einem Computer spürt diese Maschine, wie stark jede Wäscheladung verschmutzt ist, und erzeugt dann die nötige Blasenaktivität, um genau diese Schmutzmenge zu entfernen. 20.000 Zyklen pro Sekunde, vom menschlichen Ohr nicht unterscheidbar.