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Steuereinrichtung an einer Waschmaschine mittels eines mehrpoligen
Drehschalters Bei den bisher bekanntgewordenen vollautematischen Waschmaschinen
werden zur Steuerung von Heizung, Wasch- und Schwingmotoren usw. Schützen verwendet.
Durch die Anwendung von Schützen wird die Schaltvorrichtung zur automatischen Abwicklung
des Arbeitsprogrammes kompliziert und teuer.
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Bei Waschmaschinen, welche einen elektromotorischen Antrieb besitzen,
ist es ferner bekannt, Steuerdrehschalter, die mit Kurvenscheiben, Sperrrad, Arretierklinken
zur Durchführung der verschiedenen Schaltvorgänge versehen sind, zu verwenden. Solche
dienten zur Regelung der Temperaturen zweier wärmeempfindlicher Elemente bei Waschmaschinen.
Soll eine Waschmaschine höchstleistungsfähig sein, so ist es zur Verkürzung der
Waschzeit erwünscht, daß die Regelung ohne besondere Organe automatisch erfolgt.
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Ferner ist bei Waschmaschinen mit elektromotorischem Antrieb bekannt,
bestimmte Steuerdrehschalter zu verwenden, bei welchen die für den Antriebsmotor
und für die Schaltung der Wassereinlaß- und Auslaßventile benötigte Energie gleichzeitig
geschaltet wird. Ein Motor treibt dabei eine Nockenscheibe bzw. Exzenter, welcher
über eine Rolle einen Hebelarm hinuni herbewegt, der seinerseits über eine Klinke
ein Klinkenrad weiterschaltet. Es handelt sich dabei um einen Antrieb, der nicht
kontinuierliche, regelmäßige, sondern sprungweise Schritte bewirkt.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun eine Einrichtung an
einer Waschmaschine zum unmittelbaren Ein- und Ausschalten der Heizung und der Drehstrommotoren
unter Verwendung eines mehrpoligen Drehschalters. Erfindungsgemäß zeichnet sich
derselbe dadurch aus, daß für den Wasserennlaß und Wasserauslaß je ein motorangetriebenes
Ventil vorgesehen ist, deren Steuerstromkreise zu bestimmten Zeitpunkten durch den
Drehschalter vorbereitet und durch eine über den die Drehung des Drehschalters bewirkenden
Hebelarm betätigbare Impulsschaltvorrichtung gesteuert wird.
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Indem durch einen mehrpoligen Drehschalter die Ein- und Außlaßventile
nicht direkt gesteuert, sondern durch den Drehschalter nur die entsprechenden Stromkreise
vorbereitet werden., während die endgültige Betätigung durch die einstellbare Impulsscha.ltvorrichtung
erfolgte, bewirkt, daß die Funktion der beiden Ventile unabhängig vom Aufbau eines
Paketschalters erfolgen kann. Es ist demzufolge möglich, an Stelle eines besonders
für den beabsichtigten Zweck geschaffenen, verhältnismäßig teuren und im Unterhalt
umständlichen Starkstromdrehschalter einen solchen üblicher, billigerer und bewährter
Ausführung ziz verwenden. In der Zeichnung ist beispielsweise eine Ausführungsform
gemäß der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine Draufsicht
auf die automatische Fortschaltvorrichtung bei entspanntem Schalthebel, unmittelbar
nach der Weiterschaltung des Drehschalters, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Schaltskala
mit dem Drehgriff des Drehschalters, Fig.3 einen schematisch dargestellten Walzenschalter
mit daran angeschlossenen Apparaten, Fig. 4 das zugehörige Schaltschema einer vollautomatischen
Waschmaschine und Fig. 5 ein Schaltprogramm.
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Die dargestellte Einrichtung weist eine unter Anwendung rein mechanischer
Mittel arbeitende Fortschaltvorrichtung auf, welche auf einer im Innern des Waschmaschinengehäuses
unmittelbar über dem Drehschalter befestigbaren Grundplatte l montiert ist. Die,
Vorrichtung weist einen winkelförmigen Schalthebel 2 auf, welcher um einen Achszapfen
3 schwingbar gelagert ist und durch eine an seinem freien Ende angreifende Zugfeder
4 in der Richtung gegen eine Steuerscheibe 5 gezogen wird. Die, Steuerscheibe 5
ist auf einer Achse 6 befestigt, auf welcher ein Zahnrad 7 festsitzt. Das Zahnrad
7 kämmt mit einem Zahnritzel 8, das über ein Übersetzungsgetriebe von einem als
Zeitelement dienenden Antriebsmittel, z. B. einem in der Fig. 1 nicht dargestellten
Synchronmotor 19 angetrieben wird. Der Schalthebel 2 liegt der Steuerscheibe 5 mittels
einer Rolle 9 an,
welche auf einem Achsbolzen des Schalthebels gelagert
ist. 10 ist die Achse des in die Maschine eingebauten Drehschalters, auf welcher
ein achzehn Zähne aufweisendes Schaltzahnrad 11 befestigt ist. In das Schaltzahnrad
11 greift eine auf- einem Achszapfen 13 des Schalthebels 2 gelagerte Schaltklinke
12 ein, welche durch eine Feder 14 an das Schaltzahnrad 11 angedrückt wird- Am Knie
des winkelförmigen. Schalthebels 2 ist ein Exzenter 15 um einen Schraubenbolzen
16 dreh- und feststellbar gelagert. Der Exzenter 15 dient als Betätigungsorgan für
eine auf der Grundplatte 1 montierte Impulsschaltvorrichtung 17, die zwei elektrisch
voneinander unabhängige Impulsschalter aufweist. -Die -Achse 10 des- Drehschalters
durchsetzt das Gehäuse der Waschmaschine und trägt außerhalb der Gehäusewand einen
Drehscha.ltergriff 18, durch den der Drehschalter auch von Hand in eine der achtzehn
Drehstellungen geschaltet werden kann. _ Die Wirkungsweise der automatischen Fortschaltvorrichtung
für den Drehschalter ist die folgende: Die Inbetriebsetzung der Vorrichtung erfolgt
dadurch, daß der Schaltergriff 18 von der Nullstellung aus in die Stellung »1« gedreht
wird. Dadurch wird der Stromkreis des Synchronmotors 19 in später zu erläuternder
Weise geschlossen, und die Steuerscheibe 5 beginnt in der angegebenen Pfeilrichtung
langsam zu drehen, wodurch der Schalthebel 2 unter Spannen der Feder 4 um den Achszapfen
3 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt wird. Während dieser Bewegung betätigt der Exzenter
15 den Betätigungsknopf der Impulsschaltvorrichtung 17, und zwar je nach seiner
Einstellung früher oder später. Hat die Steuerscheibe, 5 wieder ihre Ausgangsstellung
erreicht, so fällt der Schalthebel 2 plötzlich in seine Ausgangsstellung zurück.
-Dabei schaltet die Schaltklinke 12 die Drehschalterachse 10 um einen Zahn des Schaltzahnrades
11 weiter, d. h. der Drehschalter ist in die Schaltstellung »2« gedreht worden.
Dieser Vorgang wiederholt sich nun selbsttätig bis der Drehschalter alle achtzehn
Schaltstellungen durchlaufen hat. Beim Übergang in die Ausgangsstellung wird der
Stromkreis des Synchronmotors 19 unterbrochen, wodurch die Fortschaltvorrichtung
stillgesetzt wird.
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In der Fig. 3 ist der Drehschalter mit den daran angeschlossenen Apparaten
schematisch dargestellt. Der Drehschalter ist vorzugsweise als sogenannter Paketschalter
ausgebildet und besteht aus einer Reihe von Schaltkammern aus feuer- und lichtbogensicherem
Isolierstoff. Die Zahl dieser axial aufgereihten und mit entsprechenden Verbindungsbolzen
zusammengehaltenen Schaltkammern hängt von den Schaltbedingungen ab.
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Am Umfang dieser Schaltkammer sind feststehende Kontaktstücke 20 verteilt,
die in das Innere der Schaltkammern. hineinragen und außen als Anschlußklemmen ausgebildet
sind. Die Zahl, Lage lind Form dieser Kontaktstücke richtet sich ebenfalls nach
den Schaltbedingungen.
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Die Drehschalterachse 10 ist durch die Schaltkammern hindurchgeführt.
Sie ist mit einer Isolierhülse 21 versehen und trägt verschiedenartig ausgebildete
Schaltzungen 22, die mit den festen Kontaktstücken am Umfange der Schaltkammern.
den Stromschluß herstellen.
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In der Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Drehstromleiter R, S, T an
die auf der linken Seite des Drehschalters angeordneten Kontaktstücke 20 der oberen
neun Schaltkammern parallel angeschlossen sind, während die entsprechenden Kontaktstücke
der fünf darunterliegenden Schaltkammern mit dem Netzleiter T- verbunden sind.
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Auf der rechten Seite des Drehschalters sind andeatungsweise verschiedene
Apparate angeschlossen. Beispielsweise ist an die Kontaktstücke der obersten drei
Schaltkammern ein Drehstrommotor 23 für den Antrieb der Waschmaschine, an diejenigen
der folgenden drei Schaltkammern ein zweiter Drehstromiriotor 24 für den Antrieb
der Ausschwingeinrichtung und an diejenigen der drei anschließenden drei Schaltkammern,
eine Heizwicklung 25 angeschlossen. An den Kontaktstücken der übrigen Schaltkammern
sind der Reihe nach angeschlossen der bereits erwähnte Synchronmotor 19 für den
Antrieb der Fortschaltvorrichtung des Drehschalters, zwei Magnete 26 bzw. 27 für
die Entriegelung des Verschlusses je eines Waschmittelbehälters, ein ferngesteuertes
Einlaßventii 28 für die Wasserzufuhr, in dessen Stromkreis noch ein Wasserstandsschalter
29 und ein Kontakt 30 des Impulsschalters 17 angeordnet sind, und ein feTngesteuertes
Ablaßventil 31, in dessen Stromkreis ein zweiter Kontakt 32 des Impulsschalters
17 liegt. Die zuletzt angeführten fünf Apparate. sind mit einer Klemme -mit dem
Nulleiter 0 verblinden, so daß sie z. B. mit 220 Volt betrieben werden, während
die beiden Drehstrominotoren 23, 24 und die Heizung 25 init 380 Volt arbeiten.
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In der Fig.4 ist das Schaltschema der vollautomatischen Waschmaschine
gezeigt, wobei die Bezugszeichen der bereits beschriebenen Teile beibehalten sind.
Der Drehschalter ist hier durch untereinanderliegende Schalter angedeutet worden.
Er umfaßt drei dreipolige Schalter 33, 34, 35 für den Waschmaschinenmotor 23, den
Schwingmotor 24 und die Heizung 25, sowie fünf einpolige Schalter 36 bis 40, die
zur Steuerung des Synchronmotors 19, der Entriegelungsmagnete 26, 27 des Einlaßventils
28 und des Ablaßventils 31 dienen.
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Für die beiden Ventile ist es Bedingung, daß sie die Rohrleitungen
jeweils vollständig öffnen oder vollständig schließen.; ihre Antriebe dürfen daher
im normalen Betrieb in keiner Zwischenstellung anhalten. Als Antrieb dient je ein
umsteuerbarer Motor 41, der über einen vermittels eines Relais 42 gesteuerten Umschalter
43 in Betrieb genommen wird. In den beiden Endstellungen werden durch den. Motor
41 zwei Endschalter 44 betätigt, durch welche der Stromkreis für die gerade benutzte
Drehrichtung unterbrochen und derjenige für die entgegengesetzte Drehrichtung vorbereitet
wird.
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An Hand der Fig. 5, die ein Schaltprogramm zeigt, sei nun die Wirkungsweise
der beschriebenen Einrichtung erläutert. Die Waschmaschine wird nach Einlegen der
zu waschenden Wäsche durch Drehen des Schalterdrehgriffes 18 in die Stellung »1
« in Betrieb gesetzt. Über den Schalier 36 wird der Synchronmotor 19 für die Fortschaltvor
richtung eingeschaltet. Über den Schalter 39 wird der Stromkreis für das Einlaßventil28
vorbereitet, so daß letzteres sofort öffnet, wenn der Impulsschalter 30 geschlossen
wird. Zugleich ist der Schalter 37 geschlossen worden, wodurch der Entriegelungsmagnet
26 erregt wird. Dies hat die Öffnung der Klappe eines nicht dargestellten Behälters
für ein erstes Waschmittel zur Folge. Während der Schaltstufe »1« wird demnach Frischwasser
und ein Waschmittel zugeführt. Sobald ein genügender Wasserstand in der Waschmaschine
erreicht worden ist, unterbricht der Wasserstandsschalter 29, was die sofortige
Schließung des Einlaßventils 28 zur Folge hat.
Nachdem die Steuerscheibe
5 eine Umdrehung zurückgelegt hat, wird der Drehschalter plötzlich in die zweite
Stellung geschaltet. Hier werden die dreipoligen Schalter 33 und 35 geschlossen,
so daß der Waschmaschinenmotor 23 und die Heizung 25 eingeschaltet werden. Der Schalter
39 ist hingegen geöffnet worden, so daß das Einlaßventil 28 trotz der wiederum erfolgenden
Betätigung des Impulsschalters 30 nicht nochmals geöffnet werden kann.
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In der Schaltstellung »3« wird der Schalter 35 geöffnet, die Heizung
25 also ausgeschaltet, und der Schalter 40 geschlossen, so daß das Ablaßventil 31
sofort öffnet, sobald der Impulsschalter 32 geschlossen wird. Damit ist das Vorwaschen
beendet. In der Stellung »4« wird wieder das Einlaßventil 28 geöffnet und außerdem
der Entriegelungsmagnet 27 erregt, was zur Folge hat, da.ß aus einem Waschmittelbehälter
ein zweites Waschmittel zuströmt. In der Stellung »5« wird über den Schalter 35
die Heizung 25 eingeschaltet, die dann bis zur Stellung »13« eingeschaltet bleibt.
Die Schalter 38, 39 sind unterdessen wieder geöffnet worden.
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Soll nun, z. B. bei Buntwäsche, der Kochprozeß abgekürzt werden" so
erfolgt dies einfach dadurch, daß der Drehgriff 18 des Drehschalters etwa von der
Stellung »9« auf die Stellung »13« gedreht wird. In der Stellung » 13« wird der
Schalter 35 für die Heizung 25 geöffnet. Gleichzeitig wird der Schalter 40 für das
Ab laßventil 31 vorbereitend geschlossen, so da.ß dieses Ventil beim Schließen des
Impulsschalters 32 geöffnet wird. Die Lauge kann damit abfließen. In der folgenden
Stellung »14« wird zum Spülen wieder Frischwasser zugeführt. Beim Erreichen der
Stellung »16« wird der Schalter 33 geöffnet und der Waschmaschinenmotor 23 abgestellt,
der Schalter 34 geschlossen und der Schwingmotor 24 eingeschaltet und zugleich der
Schalter 40 vorbereitend geschlossen, so daß das Abla.ßventil geöffnet wird, sobald
der Impulsschalter 32 geschlossen wird. Beim Übergang von der Stellung »17« in der
Stellung »0« wird der Schwingmotor 24 durch Unterbrechung des Schalters 34 und der
Synchronmotor 19 durch Unterbrechung des Schalters 36 abgestellt. Die Fortschaltvorrichtung
hat damit ihre Nullstellung wieder erreicht, in welcher sämtliche Schalter ausgeschaltet
sind.