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Programmsteuerung für Waschmaschinen
Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Programmsteuerung für Waschmaschinen, bei welcher ein
Zeitschaltwerk den einzelnen Programmabschnitten verschiedene Zeiten zuordnet. Ferner setzt sich die Erfindung zum Ziel, durch entsprechende Einstellung am Zeitschaltwerk Programmänderungen ohne Ein- griff in die Steuerung selbst zu ermöglichen bzw. komplette Abschnitte des Steuerungsprogrammes durch
Vorwahl zu verändern.
Es sind Schaltwerke bekannt, welche mit verschieden langen Zeitimpulsen das Weiterschalten von Programmkontakten bewirken. Ebenso sind Schaltwerke bekannt, welche rein mechanisch die Weiterschaltung von Programmkontakten in vorbestimmten Zeitabschnitten herbeiführen. Der Nachteil dieser
Anordnungen besteht darin, dass besonders beim Abwechseln von kurzen und langen Programmzeiten eine
Anpassung der Steuerung an diese Zeitabschnitte nur mit grossem Aufwand durchzuführen ist. Ausserdem ist es schwierig, eine Programmvorwahl durch Veränderung von Programmzeiten bei den bekannten Anordnungen herbeizuführen. Diese Möglichkeiten sind z. B. sehr erwünscht, wenn verschiedene Wäschesorten zu waschen sind, die einer unterschiedlichen Behandlung bedürfen.
Die den Gegenstand der Erfindung bildende Programmsteuerung vermeidet diese Nachteile und besteht aus einer in Abhängigkeit von einem Zeitschaltwerk elektrisch schrittweise gesteuerten Schaltscheibe ; deren Antriebsmotor über Folgekontakte des Zeitschaltwerkes und über dazu in Serie liegende, vom Motor über Schaltnocken der Schaltscheibe betätigte Programmkontakte zeitweise einschaltbar ist und welcher Scheibe Schaltelemente, z. B. Schalmocken, für die Betätigung der Kontakte eines Umschalters zur Unterbrechung des Antriebes des von einer Rückstellkraft beaufschlagten Zeitschaltwerkes sowie zur gleichzeitigen unmittelbaren Stromversorgung des Antriebsmotors der Schaltscheibe zugeordnet sind.
Das nach jedem Schaltschritt in die Ausgangslage zurückkehrende Zeitschaltwerk gestattet eine sehr genaue Impulsgabe von sehr kurzen, aber auch sehr langen Schaltimpulsen, entsprechend dem zurückgelegten Weg des Schaltwerkes. Der Umschalter für den Antrieb der Schaltscheibe ermöglicht immer die gleiche Ausgangslage für das Zeitschaltwerk. Gegenüber bekannten Einrichtungen treten bei der erfindungsgemässen Steuerung Fehler nur in einem sehr kleinen Bereich auf und diese Fehler können sich zufolge Rückkehr des Zeitschaltwerkes in die Ausgangslage nicht addieren.
Entsprechend weiteren Erfindungsmerkmalen dient als Antrieb der Kontaktscheibe des Zeitschaltwerkes eine von einem dauernd gleichförmig umlaufenden Motor über eine elektromagnetische Kupplung in Drehung versetzte Welle, deren Kupplung von den Kontakten des Umschalters gesteuert ist.
In anderer Gestaltung der erfindungsgemässen Steuerung dient als Antrieb der Zeitnockenscheibe des Zeitschaltwerkes ein gleichförmig umlaufender Motor mit Zwischenrädern ; zur Unterbrechung dieses Antriebes ist ein Hebel vorgesehen, dessen erster Hebelarm am Schaltnocken der Schaltscheibe durch Federkraft anliegt und an. dessen anderem Hebelarm wenigstens eines der Zwischenräder gelagert ist.
Weitere Erfindungsmerkmale beziehen sich auf die Anordnung der Folgekontakte in Umfangsrichtung im Abstand hintereinander um die Kontaktscheibe, an welcher ein ständig an einen Kontakt des Umschalters angeschlossenes Kontaktsegment vorgesehen ist.
In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, auf welche der
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Schutzumfang der Erfindung jedoch nicht begrenzt sein soll.
Fig. 1 zeigt schematisch die Schaltverbindung eines Zeitschaltwerkes mit einem Motor zur Weiter- schaltung von Programmkontakten mittels einer Schaltscheibe eines Umschalters, Fig. 2 zeigt ein Zeit- schaltwerk mit einer vom Umschalter gesteuerten mechanischen Kupplung des Antriebsmotors und Fig. 3 zeigt ein Zeitschaltwerk mit Schleifkontakten in Verbindung mit weiteren elektrischen Einrichtungen der
Waschmaschine.
In Fig. 1 umfasst der eine eingerahmte Teil das Zeitschaltwerk 1 und der andere eingerahmt Teil die von der Schaltscheibe des Umschalters mit zugehörigem Motor zur Weiterschaltung von Programmkon- takten gebildete Gruppe 2. Diese Teile der Programmsteuerung sind untereinander elektrisch verbunden, können aber unabhängig voneinander in die Ausgangslage gemäss Fig. 1 zurückkehren.
In der Ausführungsform nach Fig. 1 besteht das Zeitschaltwerk 1 aus einer Scheibe 3 mit einem sich über einen Teil des Umfanges erstreckenden Kontaktsegment 4. Der Scheibe 3 sind mehrere Schleifkon- takte 5 - 9 mit in Umfangsrichtung einstellbaren gegenseitigen Abständen zugeordnet. Wenn sich die
Scheibe 3 mit ihrem Kontaktelement 4 in der Richtung des Pfeiles bewegt, wird aufeinanderfolgend eine elektrische Verbindung des Kontaktelementes 4 mit den Schleifkontakten 5,6, 7, 8 und 9 erreicht.
Der Antriebsmotor 11 ist mit der Welle 13 der Scheibe 3 kuppelbar, u. zw. bei der Ausführungsformnach Fig. 1 durch eine elektromagnetische Kupplung 12. Zwischen letzterer und der Scheibe 3 weist die Welle noch eine an sich bekannte Rutschkupplung 14 auf.
Die den Umschalter enthaltende Gruppe 2 dient mit ihrem Motor 15 zur Fortschaltung einer Schaltscheibe 22. Letztere besitzt Schaltlamellen 25, 26, 27, die mit das Programm bestimmenden Schleifkontakten 16, 17, 18 zusammenwirken. Weitere Programmkontakte können je nach Bedarf vorgesehen sein.
In der Ausführungsform nach Fig. 1 sind noch mehrere Schaltkontakte 19, 20, 21 vorgesehen, die die Schleifkontakte 7, 8, 9 wechselweise an einen Pol 36 der Stromquelle anschliessen und von der Schaltscheibe 22 gesteuert werden.
Der Motor 15 treibt die Schaltscheibe 22 über die Welle 31 und über die Zwischenräder 23, 24 an.
Das Zwischenrad 24 trägt einen über einen Teil des Umfanges abstehenden Schaltnocken 32, durch dessen Umlauf dieKontaktpaare 33, 34 und 34, 35 mittels eines Tastfingers abwechselnd geschlossen bzw. geöffnetwerden. Die Wicklung des Motors 15 ist einerseits ständig an einen Pol 37 der Stromquelle bzw. an Erde gelegt und anderseits über einen der Kontakte 7 - 9 bzw. über den Umschalter an den andern Pol der Stromquelle anschaltbar.
Der Motor 11 des Zeitschaltwerkes 1 liegt dauernd an der Netzspannung. Die Kupplung 12 hält im er- regtenzustand die drehfeste Verbindung zwischen Motor 11 und Welle 13 aufrecht, unterbricht diese Verbindung jedoch bei Abschaltung des Stromes, worauf die Scheibe 3 durch die Spiralfeder 40 in ihre Ausgangsstellung zurückgedreht wird.
In der Ausführungsform nach Fig. l ergibt sich folgende Wirkungsweise : Es sei die Annahme getroffen, dass der Kontakt 20 durch die in Ruhe befindliche Schaltscheibe 22 geschlossen gehalten wird. Dies entspricht einer bestimmten Vorwahl des Programmes. Das in Schliesslage befindliche Kontaktpaar 34, 35 hält die Kupplung 12 unter Spannung und die Scheibe 3 dreht sich so lange, bis das Kontaktsegment 4 den Schleifkontakt 8 erreicht hat. Über die Kontakte 5, 8 und 20 und über das Kontaktsegment 4 ist nun der Anschluss an den Pol 36 der Stromquelle hergestellt und der Motor 15 beginnt zu laufen. Für die Dauer eines Umlaufes des Schaltnockens 32 wird sodann das Kontaktpaar 33, 34 des Umschalters geschlossen.
Je nach Justierung der Kontakte 33, 34, 35 kann entweder am Beginn oder während des Umlaufes des Schaltnockens 32 die Stromzuführùng zur Kupplung 12 durch Trennung der Kontakte 34, 35 unterbrochen werden. Dadurch wird die Kupplung zwischen Motor 11 und Welle 13 gelöst und die Scheibe 3 gelangt in ihre Ausgangslage zurück. Der Schaltnocken 32 kommt zum Stillstand, sobald der Tastfinger des Kontaktes 34 in die Rast des Nockens 32 einspringt und dabei die Kontakte 33, 34 trennt. Es ist dies der Zeitpunkt der Selbstunterbrechung des Umlaufes der Schaltscheibe 22. Anschliessend wird wieder die Kupplung 12 unter Spannung gesetzt und die Scheibe 3 des Zeitschaltwerkes 1 beginnt sich wieder zu drehen.
Bleibt der Kontakt 20 auch in dieser nunmehr erreichten Schaltstellung der Schaltscheibe 22 entsprechend der Festlegung des Programmes weiterhin geschlossen, so wird das Zeitschaltwerk nach der gleichen Zeitspanne wie vorher den nächsten Startimpuls an den Motor 15 über den Umschalter weitergegeben, solange, bis in einer ändern Schaltstellung der Schaltscheibe 22 der Kontakt 20 geöffnet und beispielsweise der Kontakt 21 geschlossen wird. In diesem Falle gibt das Zeitschaltwerk erst nach Verschwenkung des Kontaktsegmen- tes 4 bis zum Schleifkontakt 9 den Startimpuls an den Motor 15. Der längere Weg des Kontaktsegmentes 4 ent- spricht einer längeren Zeit für diese Schaltstellung.
Aus Fig. 1 ist zu erkennen, dass der Schleifkontakt 6 die kürzeste und der Schleifkontakt 9 die längste Impulsdauer ergibt, wobei unter Impulsdauer die Zeit zu verste-
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hen ist, in welcher die Scheibe 22 in einer bestimmten Stellung bleibt, bis sie wieder um einen Schritt weiter- bewegt wird. In der Reihe der von der Schaltscheibe 22 gesteuerten Kontakte 19, 20, 21 ist noch ein mit dem
Schleifkontakt 6 in Serie geschalteter Kontakt 41 vorgesehen, der unabhängig von der Stellung der Schalt- scheibe 22 von Hand aus betätigt werden kann. Mit diesem Kontakt kann die Schaltscheibe 22 solange schrittweise weiterbewegt werden, bis der Kontakt 41 wieder geöffnet wird. Es können ferner mit diesem
Kontakt 41 einzelne Programmabschnitte bei schrittweiser Fortschaltung überfahren werden.
Eine selbst- tätige Steuerung des Kontaktes 41 durch Thermostate oder andere Schaltelemente ist gleichfalls möglich.
Wenn alle von der Schaltscheibe 22 gesteuerten Kontakte 19, 20, 21 offen sind, kann allein durch den
Kontakt 41 dem Motor 15 Strom zugeführt werden.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 2 ist die elektromagnetische Kupplung 12 des Zeitschaltwerkes 1 durch einen zweiarmigen Hebel 46, 49 ersetzt, der vom Umschalter betätigt wird und die Scheibe des
Zeitschaltwerkes mit dessen Antriebsmotor kuppelt. Die Welle des Motors 11 ist über Übersetzungsräder
44, 45 mit der Drehscheibe 57 des Zeitschaltwerkes kuppelbar. Von diesen Rädern sitzt das Zahnrad 45 am
Ende des Armes 46 des am Drehzapfen 47 gelagerten Hebels, dessen anderes, nasenförmig gestaltetes En- de 49 am Umfang einer Nockenscheibe 48 des Umschalters gleitet. Die Schaltscheibe 22 des Umschalters erhält ihren Antrieb wieder vom Motor 15 über die Zwischenräder 23, 24.
Von den beiden von der Nocken- scheibe 48 betätigten Kontakten 33, 34 des Umschalters ist der Kontakt 34 an den einen Pol 36 der Strom- quelle und der andere Kontakt 33 an das eine Ende der Motorfeldwicklung angeschlossen, deren anderes
Ende zum andern Pol 37 der Stromquelle führt.
Die auf der Drehachse 54 gelagerte Nockenscheibe 43 des Zeitschaltwerkes besitzt Schaltbahnen mit verschiedenen Radien 51, 52, 53, auf welchen Schaltbahnen der Tastfinger 56 eines gegen die Nocken- scheibe federnd gedrückten Blattfederkontaktes gleitet. Die Nockenscheibe 43 ist durch eine Rückhol-
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Neben dem Blattfederkontakt 5 sind noch weitere solche Kontakte 6, 7 und 42 angeordnet, die funk- ; tionsmässig den Schleifkontakten 5 - 9 der Ausführung nach Fig. 1 entsprechen. Die auch hier vorgesehe- nen Kontakte 16-20 haben die gleiche Funktion wie bei der erstbeschriebenen Ausführung der Programm- steuerung gemäss Fig. 1.
In der Darstellung nach Fig. 2 befindet sich das Zeitschaltwerk 1 in der Ausgangsstellung. Die Um- schalterkontakte 33, 34 sind geöffnet und der Motor 15 ist stromlos. Die Feder 50 hält das Zahnrad 45 in
Eingriff mit der Drehscheibe 57 des Zeitschaltwerkes l, so dass der ständig laufende Motor 11 die Nocken- scheibe 43 des Zeitschaltwerkes in Drehung versetzten kann. Im Verlaufe dieser Drehung in derRichtung des Pfeiles 55 werden der Reihe nach die Kontakte 5, 6, 7 und 42 miteinander verbunden.
Ist nun beispiels- weise der Kontakt 20 zufolge seiner Steuerung durch die Stellung der Schaltscheibe 22 geschlossen, dann werden durch die Schaltbahn 52 die Kontakte 5, 6, 7 geschlossen, die Feldwicklung wird über die Kon- takte 5, 6, 7 und 20 auch an den ändern Pol 36 der Stromquelle angeschlossen und der Motor 15 beginnt zu laufen. Im weiteren Verlaufe werden die Umschalterkontakte 33, 34 geschlossen und der Motor 15 wird un- mittelbar durch letztere an das Netz angeschlossen. Sodann wird der Hebelarm 46 durch die Nockenschei- be 48 aufwärts verschwenkt, der Eingriff zwischen dem Rad 45 und der Drehscheibe 57 wird dadurch auf- gehoben und Drehscheibe 57 und die Nockenscheibe 43 gelangen zufolge der Wirkung der Rückholfeder 40 wieder in die gezeichnete Ausgangsstellung.
Der zeitliche Ablauf des beschriebenen Vorganges wird be- einflusst durch die Umrissform der Nockenscheibe 48 und die Länge der einzelnen Schaltbahnen der Nok- kenscheibe 43.
Der letzte Blattfederkontakt 42 ist ständig mit dem Umschalterkontakt 34 und mit dem einen Pol 36 der Stromquelle verbunden. Dadurch wird zwangsläufig jeder Schaltstellung der Schaltscheibe 22 eine maximale Impulszeit zugeordnet. Diese Massnahme ist aus Sicherheitsgründen erforderlich, wenn man vermeiden will, dass im Störungsfall eine Schaltstellung der Schaltscheibe 22 unbegrenzt aufrechter- halten bleibt. Der Kontakt 42 würde bei der Ausführung nach Fig. 1 dem Schleifkontakt 9 entsprechen, wenn der Kontakt 21 ständig geschlossen wäre.
Fig. 3 zeigt eine Schaltungsvariante des Zeitschaltwerkes in der Ausführungsform nach Fig. 1. Es sind auch hier Schleifkontakte 5, 6 und 7 vorgesehen, die mit dem Kontaktsegment 4 zusammenwirken, wovon die Kontakte 6 und 7 zur Abnahme von Startimpulsen für den nicht eingezeichneten Motor des Umschalters dienen. In Serie mit den Schleifkontakten 6, 7 liegen die von der Schaltscheibe 22 des Umschal- ters gesteuerten Kontakte 20, von welchen aus der Anschluss an die eine Klemme 38 des Motors vorgesehen ist. Ein zusätzlicher Schleifkontakt 59 führt zu mit 60, 61 und 62 bezeichneten und lediglich symbolisch angedeuteten elektrischen Einrichtungen, die an einer Waschmaschine allenfalls vorgesehen sein können und die über Programmkontakte 28, 29 und 30 an einen Pol 37 der Stromquelle anschliessbar sind.
Die zu-
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sätzliche Anordnung des Schleifkontaktes 59 bewirkt, dass diese Einrichtungen 60, 61 und 62 selbst bei ge- schlossenen Programmkontakten 28, 29 und 30 nicht sofort ansprechen können, sondern erst Strom erhal- ten, wenn das Kontaktsegment 4 den Kontakt 59 erreicht. Der wesentliche Vorteil dieser Schaltanordnung besteht darin, dass bei Überfahren eines Bereiches, der aus mehreren Schaltschritten besteht, diese Ein- richtungen 60,61 und 62 nicht bei jedem Schaltschritt ansprechen. Durch die Ansprechverzögerung werden diese Einrichtungen erst nach Erreichen der richtigen Schaltstellung und längerem Verweilen der Schalt- scheibe 22 in dieser Stellung in Tätigkeit gesetzt. Man kann damit das Klappern von Relais, kurzzeitige
Schaltimpulse an Wasserventilen u. dgl. verhindern.
Die Erfindung erstreckt sich auf alle Ausführungsformen, bei welchen ein Zeitschaltwerk mit einem
Umschalter zusammenwirkt. Neben dem Steuern verschiedenartiger Programme soll damit auch das Durch- drehen von Hand, d. h. das Schnellverstellen, ermöglicht werden. Mit der erfindungsgemässen Programm- steuerung wird ein exaktes Einhalten von zeitabhängigen Schaltschritten erzielt, wobei diese Steuerung geringen Herstellungs- und Raumaufwand beansprucht. Die beschriebene Steuerung eignet sich mit den gleichen Vorteilen auch für Geschirrspülmaschinen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Programmsteuerung für Waschmaschinen, gekennzeichnet durch eine in Abhängigkeit von einem
Zeitschaltwerk (1) elektrisch schrittweise gesteuerte Schaltscheibe (22), deren Antriebsmotor (15) über Folgekontakte (6, 7, 8, 9 ; 59) des Zeitschaltwerkes und über dazu in Serie liegende, vom Motor (15) über
Schaltnocken der Schaltscheibe (22) betätigte Programmkontakte (19, 20, 21...) zeitweise einschaltbar ist und welcher Scheibe (22) Schaltelemente, z. B.
Schaltnocken (32 ; 48), für die Betätigung der Kontakte (33, 34, 35) eines Umschalters zur Unterbrechung des Antriebes des von einer Rückstellkraft beaufschlagten Zeitschaltwerkes (1) sowie zur gleichzeitigen unmittelbaren Stromversorgung des Antriebsmotors (15) der Schaltscheibe (22) zugeordnet sind.