Как Thor изобрела электрическую стирку: история инженерного прорыва

До появления в 1907 году первой электрической стиральной машины Thor инженеры больше века экспериментировали с разными конструкциями: барабаны, рычаги, валики, даже паровые установки. Всё ради того, чтобы превратить изнурительный ручной труд в управляемый механический процесс.

В этой статье — не про «домохозяек и комфорт», а про инженерную эволюцию: от ручных и паровых механизмов до первых электроприводов, патентов Алвы Фишера и технических решений, которые легли в основу современных машин. Посмотрим, как бытовая техника стала одной из первых платформ, где встретились механика, электротехника и маркетинг.

Ранние примеры: от ручного привода до пара

Разумеется, и за сотни лет до изобретения электрической стиральной машины людям не особо нравилось ходить в грязной одежде. И белье стирали вручную. И процесс был крайне трудоемким.

До появления водопровода в домах женщинам (а традиционно стиркой занимались они) приходилось либо идти на водоем с тазиком грязной одежды, либо набирать воду в колодце или другом источнике и приносить домой. Порой приходилось делать не одну «ходку». А для большей эффективности воду еще нагревали в котлах — старое-доброе кипячение белья.

Для удаления грязи в воду добавляли мыльный раствор из щелока и мыльного корня, и замоченное белье после отжима дополнительно терли и отбивали при помощи специальных приспособлений: стиральной доски и биты. Затем одежду промывали в чистой воде, повторно отжимали и сушили. 

Кстати, металлическая стиральная доска с рифлением (до этого использовались только деревянные варианты) впервые была запатентована Стивеном Растом только в 1833 году. Подобные устройства используются до сих пор.

Понятно, что для всех этих действий требовалась серьезная физическая подготовка и она отнимала у прачек немало времени. По этой причине изобретатели стремились облегчить тяжелый женский труд.

В 1767 году Якоб Кристиан Шеффер, выдающийся немецкий теолог и ученый, пытался разработать метод производства бумаги из растительных веществ: хмеля, виноградной лозы и других. В процессе экспериментов он разработал машину для перемешивания и размягчения волокон материала. Однако в какой-то момент он понял, что она отлично подойдет для стирки белья. 

Машина представляла бочку с ручным механическим приводом. Сверху устанавливалась крышка, чтобы предотвратить выплескивание воды — это не только немного облегчало труд прачек, но и позволяло им оставаться сухими в холодную погоду. 

В 1782 году Генри Сиджер получает патент на стиральную машину с барабаном, установленным горизонтально. Вращение ручки передавалось через шестерни с разным передаточным числом. Это позволяло прикладывать меньше усилий и одновременно повышало качество стирки: белье лучше перемешивалось, а загрязнения удалялись за счет центробежной силы. По сути, это был прообраз фронтальной стиральной машины.

В 1787 году идею Сиджера с горизонтальным барабаном подхватил актер и антрепренер Эдвард Битхэм. Совместно с изобретателем Томасом Тоддом он позиционировал машину (называемая «стиральной мельницей») так: «Она позволяет заменить шесть или восемь прачек, сэкономить на треть мыло и отказаться от кипячения». 

Тодд и Битхэм разработали модельный ряд с барабанами нескольких диаметров, рассчитанных на разную загрузку белья. Технически «стиральная мельница» мало отличалась от машины Сиджера, но была намного лучше разрекламирована.

После этого началась настоящая гонка среди производителей ручных стиральных машин на протяжении первой половины XIX века — они становились все более совершенными (к 1871 году насчитывалось более 2000 патентов). Например: 

• стали закрытыми, что предотвращало разбрызгивание воды;

• выдерживали нагрев над огнем за счет металлического корпуса вместо деревянного;

• в конструкцию добавили несколько рядов «пальцев» разной формы, которые лучше оттирали загрязнения (стиральные машины Джеймса Кинга и Гамильтона Смита);

• появился дополнительный механизм отжима (конструкция Джона Тернбулла) — одежду пропускали через прижимные валики, что очень напоминало машинки для раскатывания теста. 

По ссылке можно ознакомиться еще с примерами удивительных стиральных машин XIX века — были реально десятки вариаций. Хотя общий подход к процессу стирки оставался тем же самым: перемешивание белья в мыльном растворе, с механическим удалением загрязнения за счет трения. 

Наиболее примечательным усовершенствованием стал патент Маргарет Колвин 1871 года. Это уже была полноценная роторная стиральная машина, в которой белье помещалось в барабан из металла, с внутренними выступами особой формы, системой подачи воды и слива. Конструкция подвешивалась на двух шарнирах и вращалась при помощи ручки. 

Но главная проблема заключалась отнюдь не в конструкции, а в ручном приводе машин. Разумеется, энтузиасты быстро догадались, как можно приспособить энергию пара, повысив производительность и избавив прачек от лишней нагрузки. 

Так во второй половине XIX века появились паровые прачечные. Вращение барабанов в них обеспечивалось через цилиндры и кривошипно-шатунные механизмы, пар в которые попадал из центрального котла. Механизмы не только стирали одежду, но и отжимали ее через ролики, а паровые трубы помогали быстрее высушить одежду.

Однако стиральные машины с паровым приводом для дома не подходили — слишком громоздкие и небезопасные. Нужно было найти более компактное и безопасное решение для бытового применения.

Электрическая революция: как появилась стиральная машина Thor

В 1880-х годах в США начался настоящий бум электрификации благодаря Томасу Эдисону. Его электростанция на Перл-Стрит, запущенная 4 сентября 1882 года, подавала электроэнергию с напряжением 110 В постоянного тока первоначально для 82 потребителей, по цене 24 цента за киловатт-час. Но спустя два года она круглосуточно питала уже 508 потребителей. И большая часть энергии приходилась не на лампы накаливания в домах, а на промышленные электродвигатели. 

Одной из компаний, которая быстро поняла потенциал электричества, стала Thor Power Tool Company. Она была основана в 1893 году братьями Херли и получила свое название в честь скандинавского бога грома не просто так. Первым продуктом компании стал пневматический молоток для забивания заклепок в железнодорожных локомотивах. 

К началу XX века бизнес расширялся все активнее: например, компания начала производство деталей для мотоциклов и построила в центре Чикаго Thor Building свою штаб-квартиру. И в какой-то момент братья Херли решили выделить отдельную компанию Hurley Machine Company, чтобы изготавливать продукцию, работающую на электричестве. Но что именно производить?

В 1907 году инженер компании Алва Фишер нашел ответ. У его супруги дома как раз была ручная стиральная машина, вращать которую было не особо удобно. Тогда Фишеру пришла в голову идею: а почему бы не установить на нее электродвигатель? Самих вариантов конструкций уже придумано за последние 100 лет невероятное количество (ручные стиральные машины производили более 1000 компаний) — вроде ничего сложного. 

Стирка производилась в горизонтально расположенном барабане, представляющим собой перфорированный цилиндр. Он располагался на двух опорах внутри бака с водой. На стенках цилиндра был ряд подъемных лопаток, захватывавших и поднимавших белье при вращении. Вращение обеспечивалось за счет трех колес разного размера, соединенных друг с другом приводными ремнями. 

Основное ведущее колесо вращалось от вала электродвигателя переменного тока Westinghouse мощностью 2 л.с. Одно ведомое колесо приводило во вращение основной барабан, другое — отжимные валики. 

Важнейшим нововведением стал механизм реверса. Фишер от своей супруги знал, что вращать белье в одном направлении — верный путь к тому, что оно скатается в плотную массу. Поэтому при помощи муфты и нескольких конических шестерен через каждые 8 оборотов барабан начинал вращаться в противоположную сторону — все переключалось механически. 

А чтобы электродвигатель не испытывал резких бросков тока из-за постоянных остановок, Фишер придумал оригинальный способ плавной остановки посредством храпового механизма через кулачки. Дополнительно была заложена опция на будущее: скорость вращения барабана и частоту реверса можно было изменять при помощи прообраза коробки передач в автомобиле. Более подробное описание можно прочитать в патенте 1910 года. 

Братья Херли были в восторге от идеи Фишера — они быстро наладили производство и начали массовый выпуск в 1908 году. Стиральная машина весила больше 20 кг, занимала много места (габариты — 132х94х78 см), не говоря о довольно высокой цене в 75 долларов. И тем не менее она мгновенно стала хитом — в первый год удалось реализовать больше 1000 штук, и продажи постоянно росли.

Все благодаря мощной маркетинговой кампании — один из ранних примеров, когда для рекламы привлекали знаменитостей. Например, вот что говорилось в брошюре 1920 году о второй версии стиральной машины New Thor:

«Более миллиона женщин в США выбрали Thor. Известные домохозяйки — Милдред Мэддокс Бентли, Кристин Фредерикс и многие другие — уже оценили её удобство. Машины Thor стоят и в домах знаменитых инженеров и изобретателей — Томаса Эдисона, Генри Форда и других. Одобрено Институтом хорошего домашнего хозяйства, Институтом Tribune и испытательным заводом Modern Priscilla».

Удобство будущего: как Thor повлиял на будущие стиральные машины 

Не все согласны, что Thor был первой стиральной машиной с электроприводом. Возможно, на год раньше свою продукцию представила компания Nineteen Hundred Washing Machine Company. Но можно точно утверждать: Thor был первым массовым устройством подобного класса. 

У Алвы Фишера получилось опередить сотни компаний-производителей ручных стиральных машин, хотя практически у любой из них в начале XX века была возможность добавить электропривод к уже готовой конструкции — вроде бы не самая сложная задача. Просто никому это не пришло в голову до него. 

После выпуска Thor на рынок потянулись и другие:

• В 1910 году компания Miele выпускает полноценную версию с электроприводом.

• В 1911 году один из лидеров отрасли, Maytag Corporation, также выпустил популярную модель Pastime в версии с электродвигателем. 

• В том же году Лу и Эмори Аптоны основали компанию Upton Machine Company, производившую электрические версии стиральных машин. Сейчас компания известна как Whirlpool. 

С 1920-х годов электрические стиральные машины производились уже десятками компаний — в 1928 году ежегодный объем продаж достиг 913 000 штук. В 1930-х на смену довольно опасным отжимным валикам (бывали случаи, когда вместо одежды в них попадали человеческие пальцы) пришла встроенная функция отжима. И дополнительно машины стали оснащать автоматикой: термостатами, контролем уровня и таймерами (первой моделью стала Bendix Home Laundry 1937 года — стирала, ополаскивала и отжимала одежду за один цикл).

К 1940 году в 60% всех домов США, подключенных к электросети, использовались бытовые стиральные машины. Но про дальнейшую эволюцию стиральных машин до наших дней мы поговорим в одном из следующих материалов. 

Стиральные машины Thor в 20-х годах стали синонимом качества и продолжали совершенствоваться. Например, в 1936 году появилась инновационная версия с системой Tilt-a-Whirl: барабан не только вращался, но и наклонялся взад-вперед, что значительно улучшило перемешивание воды. 

Hurley Machine Company (впоследствии переименованная обратно в Thor Power Tool Company) не остановилась только на стиральных машинах. Еще под маркой Thor (кстати, она не связана напрямую с производством инструментов) в следующие 40 лет выпускали другие ориентированные на домохозяек электрические устройства:

• Гладильный утюг Gladiron, который на ранних моделях монтировался вместо отжимных роликов — по сути, являясь опцией для стиральной машины. 

• Пылесос — один из первых в США.

• Пояс-тренажер Juvenator — надевался на талию и помогал сбросить лишние килограммы посредством вибрации. 

• Гибридная посудомоечная-стиральная машина Automagic — достаточно было установить один из двух барабанов под свою задачу. Хотя гибрид посудомоечной и стиральной машины не вызвал доверия у потребителей — никому не понравилась идея смешивать грязную одежду и посуду вместе.

Закат компании Thor Power Tool Company начался в 1965 году, со смертью последнего из основателей, Нила Херли-младшего. В том же году конкурирующая Stewart-Warner Co. купила компанию и начала потихоньку сворачивать все производства, кроме электро- и пневмоинструментов. В 1979 году компания проиграла резонансное дело «Thor Power Tool Company vs Commissioner» по поводу необоснованного списания запчастей в 1964 году и окончательно прекратила свое существование. 

На всякий случай, бытовая кухонная техника под маркой Thor Kitchen, которую можно сейчас встретить в продаже (ее активно рекламирует «великий и ужасный» Гордон Рамзи), не имеет никакого отношения к первоначальной компании. Общее у них только название.

Сейчас стиральная машина — не роскошь, а скорее необходимость в любой семье, наряду с посудомойкой или сушилкой. И благодарить за это смело можно именно Алву Фишера. Да, он не изобрел заново процесс стирки и не придумал какую-то необычную конструкцию — все это уже было придумано задолго до него (хотя некоторые идеи вроде механизма реверса с плавной остановкой и переключения скоростей используются и в современных моделях). 

Скорее, заслуга тут в другом. Успех Thor, первого устройства подобного класса, показал сотням компаниям-производителям ручных стиральных машин, что устройство с электроприводом может быть коммерчески выгодным. И это запустило процесс их технического совершенствования на протяжении следующих 120 лет благодаря здоровой конкуренции. 

НЛО прилетело и оставило здесь промокод для читателей нашего блога:

-15% на заказ любого VDS (кроме тарифа Прогрев) — HABRFIRSTVDS

Источник: habr.com