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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betreiben
einer Türverschlusseinrichtung
einer Tür
eines Hausgeräts,
mit einem elektromagnetischen Antriebselement zum Antreiben eines
zum Verschließen
der Tür
ausgebildeten Schalters, mit mindestens einer mit dem Antriebselement
gekoppelten Schalteinheit, über
welche das Antriebselement bei einer Ansteuerung der Schalteinheit
mittels einer Steuer- und/oder
Regeleinheit mit Strom beaufschlagbar ist. Die vorliegende Erfindung betrifft überdies
eine Türverschlusseinrichtung
mit einer Schaltungsanordnung sowie ein Hausgerät mit einer Türverschlusseinrichtung.
Darüber
hinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum
Betreiben einer Türverschlusseinrichtung
einer Tür
eines Hausgeräts.
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Derartige
Schaltungsanordnungen zum Betreiben einer Türverschlusseinrichtung einer
Tür eines
Hausgeräts
sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Sie umfassen im
Allgemeinen ein Antriebselement, welches insbesondere als eine Antriebsspule
zum Antreiben eines Schalters ausgebildet ist, und mittels welchem
ein zum Verschließen der
Tür des
Hausgeräts
ausgebildeter Schalter angetrieben wird. Die bekannten Schaltungsanordnungen weisen
ferner mindestens eine Schalteinheit auf, welche mit dem Antriebselement
gekoppelt ist. Die Schalteinheit besitzt die Aufgabe, den über das
Antriebselement fließenden
Strom durch eine Ansteuerung der Schalteinheit von Seiten einer
Steuer- und/oder Regeleinheit zu regeln und/oder zu steuern. Dabei
kann die Schalteinheit als ein Triac oder ein Relais ausgebildet
sein.
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Eine
von der Anmelderin stammende, bekannte Schaltungsanordnung zum Betreiben
einer Türverschlusseinrichtung
einer Tür
eines Hausgeräts ist
in 1 dargestellt. Die bekannte Schaltungsanordnung 1 umfasst
ein Antriebselement 2, welches als eine elektromagnetische
Antriebsspule zum Antreiben eines zum Verschließen der Tür ausgebildeten Schalters (nicht
dargestellt) ausgebildet ist. Das Antriebselement 2 ist
mit einer ersten Schalteinheit 3 sowie mit einer zweiten
Schalteinheit 4 in Reihe geschaltet, wobei die erste Schalteinheit 3 hier
als ein Relais und die zweite Schalteinheit 4 als ein Triac ausgebildet
ist. So umfasst die erste Schalteinheit 3 ein Schaltelement 3a sowie
ein zum Antreiben des Schaltelements 3a ausgebildetes Steuerelement 3b. Die
bekannte Schaltungsanordnung 1 umfasst ferner eine Steuer-
und/oder Regeleinheit 5, welche die Aufgabe hat, die erste
Schalteinheit 3 und die zweite Schalteinheit 4 und
somit das Antriebselement 2 und den Schalter zum Verschließen der
Tür des
Hausgeräts
anzusteuern. Hierzu ist die Steuer- und/oder Regeleinheit 5 mit
einem Steueranschluss 4a des Triacs 4 sowie mit
dem Steuerelement 3b des Relais 3 gekoppelt. Darüber hinaus
ist das Antriebselement 2 mit einem ersten Anschluss 6 der
Schaltungsanordnung 1 verbunden und ferner über die
erste und die zweite Schalteinheit 3, 4 mit einem
zweiten Anschluss 7 der Schaltungsanordnung 1 gekoppelt.
Der erste Anschluss 6 ist dabei mit einer Spannungsquelle,
beispielsweise einer Gleichspannungsquelle gekoppelt, wohingegen
der zweite Anschluss 7 mit einem Bezugspotential, beispielsweise
mit Masse, gekoppelt ist. Wird die erste und die zweite Schalteinheit 3, 4 von
Seiten der Steuer- und/oder Regeleinheit angesteuert, so fließt über das
Antriebselement 2, die erste Schalteinheit 3 und
die zweite Schalteinheit 4 Strom. Dies bewirkt ein Verschließen und/oder
ein Öffnen
der Tür
des Hausgeräts.
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Das
Antriebselement 2 wird mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit 5 mit
Stromimpulsen angesteuert. Es ist aus Sicherheitsgründen eine
zu lange Ansteuerung zu vermeiden. Die Wicklungstemperatur des Antriebselements 2 darf,
wie in der einschlägigen
Sicherheitsnorm beschrieben, einen Maximalwert nicht überschreiten.
Dies ist in einem Normalbetrieb sowie in einem Fehlerfall von der
Steuer- und/oder Regeleinheit 5 zu gewährleisten. Wird der Maximalwert
der Temperatur durch eine zu lange Ansteuerung überschritten, so besteht die
Gefahr eines Brands. Aus diesem Grunde erfolgt die Ansteuerung des
Antriebselements 2 unabhängig über die erste und die zweite
Schalteinheit 3, 4, welche in Reihe miteinander
geschaltet sind. Die einzelnen Schalteinheiten 3, 4 sind
vor dem Betreiben hinsichtlich der Fehler zu überprüfen. Findet eine Überprüfung nicht statt,
so kann eine der Schalteinheiten 3, 4 eine Fehlfunktion
aufweisen, ohne dass es bemerkt wird. Ein solcher Fall wird als „schlafender
Fehler” bezeichnet.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Schaltungsanordnung
sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Türverschlusseinrichtung einer
Tür eines
Hausgeräts bereitzustellen,
bei welcher und bei welchem Maßnahmen
getroffen sind, die mit geringem Aufwand ein sicheres Betreiben
der Türverschlusseinrichtung
gewährleisten.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Schaltungsanordnung, eine Türverschlusseinrichtung,
ein Hausgerät
sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des jeweils entsprechenden
unabhängigen
Patentanspruchs gelöst.
Bevorzugte Ausgestaltungen und Ausführungen der Erfindung sind
in entsprechenden abhängigen
Patentansprüchen
angegeben.
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Eine
erfindungsgemäße Schaltungsanordnung
zum Betreiben einer Türverschlusseinrichtung einer
Tür eines
Hausgeräts
umfasst ein elektromagnetisches Antriebselement zum Antreiben eines
zum Verschließen
der Tür
ausgebildeten Schalters sowie mindestens eine mit dem Antriebselement
gekoppelte Schalteinheit, über
welche das Antriebselement bei einer Ansteuerung der Schalteinheit
mittels einer Steuer- und/oder
Regeleinheit mit Strom beaufschlagbar ist. Ein Grundgedanke der
vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Schaltungsanordnung
einen Thermistor umfasst, welcher mit dem Antriebselement gekoppelt
ist.
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Mit
anderen Worten besteht ein Gedanke der Erfindung in einem temperaturabhängigen Widerstand,
welcher mit dem Antriebselement gekoppelt ist, und dessen Widerstandswert
abhängig
von einem aktuellen Wert der Temperatur variiert. In vorteilhafter
Weise wird durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit
geringem Aufwand ein sicheres Betreiben der Türverschlusseinrichtung der Tür gewährleistet.
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Unter
dem Begriff „Hausgerät” wird hier
insbesondere eine Waschmaschine verstanden. Unter den Begriff fallen
aber auch andere Hausgeräte,
wie beispielsweise Trockner und Waschtrockner. Durch Einsatz des
mit dem Antriebselement gekoppelten Thermistors, dessen Widerstandswert
abhängig
von dem aktuellen Wert der Temperatur variiert, wird im Hinblick
auf die Sicherheit des Betreibens der Türverschlusseinrichtung erreicht,
dass das Antriebselement, und insbesondere eine Wicklung des Antriebselements,
nicht unkontrolliert aufheizen kann. Wird der über das Antriebselement fließende Strom
zu groß,
so kann der Thermistor eine zum Strom proportionale Wärmeleistung
erzeugen, so dass die elektrische Leistung in eine thermische Leistung
umgewandelt wird. Da der Thermistor immer als „sicheres Bauelement” gilt,
muss somit außer
der mindestens einen Schalteinheit keine weitere Schalteinheit vorgesehen
sein, um die gleiche Sicherheit wie im Stand der Technik zu gewährleisten.
Hierdurch kann eine bauteilreduzierte und somit kostenreduzierte
Schaltungsanordnung geschaffen werden.
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In
einer Ausführungsform
ist vorgesehen, dass das Antriebselement als Antriebsspule ausgebildet
ist. Bevorzugt kann das Antriebselement zusammen mit dem zum Verschließen der
Tür des Hausgeräts ausgebildeten
Schalter als ein Relais ausgebildet sein. Hierdurch kann ein aufwandsarmes Betreiben
der Türverschlusseinrichtung
geschaffen werden, da ein kurzzeitiges Ansteuern der Schalteinheit
bzw. ein kurzzeitiges Bestromen der Antriebsspule sofort eine Änderung
eines Schaltzustands des Schalters bewirken kann.
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Es
hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass der Thermistor als
Kaltleiter ausgebildet ist, wobei der Thermistor bevorzugt in Reihe
mit dem Antriebselement geschaltet ist. Unter dem Begriff Kaltleiter
wird ein Thermistor mit einem positiven Temperaturkoeffizienten
(Positive Temperature Coefficient) verstanden. Dabei steigt der
Widerstandswert des Thermistors mit steigender Temperatur. Wird
die mindestens eine Schalteinheit von Seiten der Steuer- und/oder
Regeleinheit zu lange angesteuert bzw. fließt ein zu großer Strom über die
mindestens eine Schalteinheit und somit über das Antriebselement, so zeigt
sich der mit dem Antriebselement in Reihe geschaltete Thermistor
mit dem positiven Temperaturkoeffizienten besonders vorteilhaft.
Bewirkt der zu große
Strom ein Ansteigen der Temperatur, so steigt der Widerstandswert
des Thermistors, wodurch die elektrische Leistung in eine Wärmeleistung
bzw. eine thermische Leistung umgewandelt und somit der über das
Antriebselement fließende
Strom im Hinblick auf ein sicheres Betreiben der Türverschlusseinrichtung
begrenzt wird.
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In
bevorzugter Weise ist ein weiterer Kaltleiter vorgesehen, welcher
zu dem Thermistor und dem Antriebselement parallel geschaltet ist.
Insbesondere kann ein doppelter Thermistor (engl. „dual-thermistor”) eingesetzt
werden, dessen erster Zweig mit dem Antriebselement in Reihe geschaltet
ist, und dessen zweiter Zweig zu dem Antriebselement und dem ersten
Zweig parallel geschaltet ist. Durch Einsatz des zweiten Thermistors
wird hinsichtlich der Sicherheit eine verhältnismäßig kurze Reaktionszeit bzw.
ein schnelles Aufheizen erreicht. So übernimmt der zweite, zum Antriebselement
und dem Thermistor parallel geschaltete Kaltleiter die Aufgabe des
Umwandelns der elektrischen Energie in die thermische Energie. Bei
einer zu langen Ansteuerung von Seiten der Steuer- und/oder Regeleinheit
wird somit das Antriebselement sicher vor Überlastung geschützt, da wegen
des zweiten Kaltleiters die über
das Antriebselement fließenden
Restströme
niedriger sind.
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In
einer alternativen Ausführungsform
kann vorgesehen sein, dass der Thermistor als Heißleiter ausgebildet
ist. Unter dem Heißleiter
wird ein Thermistor mit einem negativen Temperaturkoeffizienten (Negative
Temperature Coefficient) also ein Widerstand verstanden, dessen
Widerstandswert mit der steigenden Temperatur sinkt. Bei dieser
Ausführungsform
ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Thermistor zu dem Antriebselement
parallel geschaltet ist. Wird das Antriebselement von Seiten der
Steuer- und/oder
Regeleinheit ordnungsgemäß angesteuert
bzw. tritt keine zu lange Ansteuerung auf, so fließt der Strom
aufgrund des hohen Widerstandswerts des zum Antriebselement parallel
geschalteten Heißleiters über das
Antriebselement, so dass ein Hin- und Herschalten des zum Verschließen der
Tür ausgebildeten
Schalters möglich
ist. Findet eine zu lange Ansteuerung statt, so steigt aufgrund
der steigenden elektrischen Leistung auch die Temperatur, so dass
der Widerstandswert des Heißleiters
sinkt. Weil der Heißleiter
bei höheren
Temperaturen Strom besser leiten kann, fließt der Strom nun über den Heißleiter,
wodurch die elektrische Energie in eine thermische Energie mittels
des Heißleiters
umgewandelt werden kann.
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Eine
erfindungsgemäße Türverschlusseinrichtung
umfasst eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind
als vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Türverschlusseinrichtung
anzusehen.
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Ein
erfindungsgemäßes Hausgerät umfasst eine
erfindungsgemäße Türverschlusseinrichtung.
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Bei
einem erfindungsgemäßen Verfahren zum
Betreiben einer Türverschlusseinrichtung
einer Tür
eines Hausgeräts
wird ein zum Verschließen
der Tür
ausgebildeter Schalter mittels eines elektromagnetischen Antriebselements
angetrieben. Bei dem Verfahren wird eine mit dem Antriebselement
gekoppelte Schalteinheit mittels einer Steuer- und/oder Regeleinheit
angesteuert und das Antriebselement wird über die Schalteinheit mit Strom beaufschlagt.
Ein Grundgedanke bei dem Verfahren besteht darin, dass das Antriebselement
mit einem Thermistor gekoppelt wird.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind
als vorteilhafte Ausführungen
des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung einzelner bevorzugter Ausführungsbeispiele
sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine
Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Türverschlusseinrichtung einer
Tür eines
Hausgeräts
gemäß dem Stand
der Technik;
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2 eine
Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Türverschlusseinrichtung einer
Tür eines
Hausgeräts
nach einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3 eine
Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Türverschlusseinrichtung einer
Tür eines
Hausgeräts
nach einer zweiten Ausführungsform der
Erfindung.
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Die
nachstehend näher
geschilderten Ausführungsbeispiele
stellen bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung dar. Die Erfindung ist nicht auf die
in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Alle
nachstehend beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Merkmale
sind in vielfältiger
Weise miteinander kombinierbar.
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In
den Figuren werden gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente mit den
gleichen Bezugszeichen versehen.
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Eine
Schaltungsanordnung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist in 2 dargestellt.
Die Schaltungsanordnung 1 ist zum Betreiben einer Türverschlusseinrichtung
einer Tür
eines Hausgeräts
ausgebildet. Die Schaltungsanordnung 1 umfasst ein Antriebselement 2,
welches im vorliegenden Beispiel als eine Antriebsspule zum Antreiben
eines zum Verschließen der
Tür ausgebildeten
Schalters ausgebildet ist. Das Antriebselement 2 ist mit
einem Thermistor 8 in Reihe geschaltet. Der Thermistor 8 weist
einen positiven Temperaturkoeffizienten auf, wodurch der Widerstandswert
des Thermistors 8 mit steigender Temperatur steigt. Das
Antriebselement 2 und der Thermistor 8 sind weiterhin
mit einer Schalteinheit 4 in Reihe geschaltet, welche vorliegend
als Triac mit einem Steueranschluss 4a ausgebildet ist.
Dabei ist der Steueranschluss 4a des Triacs 4 mit
einem Ausgang 5a einer Steuer- und/oder Regeleinheit 5 verbunden, so
dass der Triac 4 mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit 5 angesteuert
werden kann. Die Schaltungsanordnung 1 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
umfasst einen ersten sowie einen zweiten Anschluss 6, 7.
Dabei ist der erste Anschluss 6 mit einer nicht dargestellten
Spannungsquelle, beispielsweise einer Gleichspannungsquelle oder
einer Wechselspannungsquelle, gekoppelt, wohingegen der zweite Anschluss 7 der
Schaltungsanordnung 1 mit einem Bezugspotential gekoppelt
ist. Wird der Triac 4 von Seiten der Steuer- und/oder Regeleinheit 5 über den
Steueranschluss 4a angesteuert bzw. liegt an dem Steueranschluss 4a des
Triacs 4 eine elektrische Spannung an, so fließt über das
Antriebselement 2, den Thermistor 8 sowie über den
Triac 4 Strom. Somit kann der Schalter die Tür des Hausgeräts verschließen oder öffnen. Dabei
wird das Antriebselement 2 impulsweise über den Triac 4 angesteuert,
wobei eine Beaufschlagung des Antriebselements 2 mit einem
Stromimpuls reicht, um den zum Verschließen der Tür ausgebildeten Schalter in
seinem Schaltzustand zu verändern.
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Durch
Einsatz des Thermistors 8 mit dem positiven Temperaturkoeffizienten
kann im vorliegenden Beispiel das als Antriebsspule ausgebildete
Antriebselement 2 vor einer Überlastung geschützt werden.
Wird der Triac 4 von Seiten der Steuer- und/oder Regeleinheit
zu lange angesteuert, so weist der zum Ansteuern des Schalters vorgesehene
Stromimpuls eine zu große
Impulsdauer auf, so dass die Betriebstemperatur aufgrund der großen elektrischen
Leistung aufsteigt. So steigt auch der Widerstandswert bzw. sinkt
der Stromleitwert des Thermistors 8. Auf diese Art und
Weise erzeugt der Thermistor 8 eine Wärmeleistung, die proportional
zu der elektrischen Leistung ist. Hierdurch wird das Antriebselement 2 von
einer Überlastung
aufgrund einer zu langen Ansteuerung geschützt.
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Eine
Schaltungsanordnung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist in 3 wiedergegeben.
Die Schaltungsanordnung 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist
zum Betreiben einer Türverschlusseinrichtung
einer Tür
eines Hausgeräts
ausgebildet. Die Schaltungsanordnung 1 umfasst im vorliegenden
Beispiel ein als Antriebsspule ausgebildetes Antriebselement 2,
welches zum Antreiben eines zum Verschließen der Tür des Hausgeräts ausgebildeten
Schalters vorgesehen ist. Das Antriebselement 2 ist im
zweiten Ausführungsbeispiel
mit einem ersten Thermistor 8 in Reihe geschaltet, wobei
der erste Thermistor 8 einen positiven Temperaturkoeffizienten
aufweist. Im vorliegenden Beispiel ist dem ersten Thermistor 8 ein
zweiter Thermistor 9 zugeordnet, welcher ebenfalls einen positiven
Temperaturkoeffizienten aufweist. Die beiden Thermistoren 8, 9 stellen
vorliegend einen doppelten Thermistor (dual-thermistor) dar. Dabei
ist der zweite Thermistor 9 zu dem Antriebselement 2 sowie dem
ersten Thermistor 8 parallel geschaltet, so dass ein für das Antriebselement 2 und
den zweiten Thermistor 9 gemeinsamer erster Pol 10 sowie
ein für
die beiden Thermistoren 8, 9 gemeinsamer zweiter
Pol 11 ausgebildet sind. Die Schaltungsanordnung 1 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
umfasst ferner eine Schalteinheit 4, welche vorliegend
als Triac ausgebildet ist. Ein Steueranschluss 4a des Triacs 4 ist
dabei mit einem Ausgang 5a einer Steuer- und/oder Regeleinheit 5 verbunden.
So kann der Triac 4 von Seiten der Steuer- und/oder Regeleinheit 5 über den
Steueranschluss 4a angesteuert werden.
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Die
Schaltungsanordnung 1 umfasst ferner einen ersten und einen
zweiten Anschluss 6, 7. Dabei ist der erste Anschluss 6 mit
einer Spannungsquelle und der zweite Anschluss 7 mit einem
Bezugspotential gekoppelt. Wird der Triac 4 angesteuert,
so fließt über das
Antriebselement 2 und den Triac 4 Strom. Durch
eine Impulsansteuerung des Antriebselements 2 wird vorliegend
ein Verschließen
oder ein Öffnen der
Tür des
Hausgeräts
gewährleistet.
Auch im zweiten Ausführungsbeispiel
haben der erste und der zweite Thermistor 8, 9 die
Aufgabe des Schutzes des Antriebselements 2 vor einer Überlastung
aufgrund einer zu langen Ansteuerung des Triacs 4. Insbesondere
durch Einsatz des zweiten Thermistors 9, welcher zu dem
Antriebselement 2 und dem ersten Thermistor 8 parallel
geschaltet ist, wird eine kürzere
Reaktionszeit bzw. ein schnelleres Aufheizen des zweiten Thermistors 9 erreicht.
So übernimmt
der zweite Thermistor 9 die Aufgabe des Umwandelns der
ganzen elektrischen Energie in die thermische. Hierdurch ist gewährleistet,
dass die über
das Antriebselement 2 fließenden Restströme minimiert
werden können,
so dass das Antriebselement 2 vor einer Überlastung
geschützt
werden kann.
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Der
erste und der zweite Thermistor 8, 9 der Schaltungsanordnung 1 gemäß dem ersten
und dem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann beispielsweise in einem Gehäuse der Türverschlusseinrichtung angeordnet
sein. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der erste und/oder der
zweite Thermistor 8, 9 in einer Steuerelektronik
der Türverschlusseinrichtung
angeordnet sind.