DE1464761A1 - Steuereinrichtung fuer elektrisches Programmsteuergeraet mit Schrittantrieb - Google Patents

Description

ST. GEORGEN/SCHWARZVALD

Az.: P Ik 64 761.1

Steuereinrichtung für elektrisches Programmsteuergerät mit Schrittantrieb

In der Technik der elektrischen Programmsteuergeräte hat in jüngster Zeit der elektromagnetische Schrittantrieb große Bedeutung erlangt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der direkte Schrittantrieb eine rasche Beeinflussung der Hauptprogrammsteuerwelle gestattet, so daß, insbesondere beim sogenannten Seiektionsverfahren und dem Eliainationsverfahren, die jeweils gewünschte Programmschaltstellung der Hauptprogrammsteuerwelle rasch eingestellt werden kann. Ausserdem ermöglicht der Antrieb der Hauptprogrammsteuerweile durch einen elektromagnetischen Schrittschaltantrieb eine einfache Beeinflussung des Programmablaufes in Abhängigkeit von äusseren physikalischen Größen. . So braucht, beispielsweise bei der Einleitung einestemperaturabhängigen Schaltzustandes, bis zur Erreichung eines bestimmten Temperaturpegels der Waschlauge, des Mischgutes und dergleichen, lediglich, die Impulsgabe zum Schrittschaltmagneten in Abhängigkeit von einem geeigneten Thermosteuergerät unterbrochen zu werden, um

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eine Unterbrechung des Programmablaufes bis zum Eintreten • des gewünschten physikalischen Zustandes zu erreichen.

Mit der Anwendung des elektromagnetischen Schrittschaltantriebes zur Weitersteuerung der Hauptprogrammsteuerwelle von elektrischen Programmsteuergeräten, sind jedoch gewisse Schwierigkeiten verbunden, die dieser Art von Antrieb eigentümlich sind und die bei der Anwendung des elektrischen Schrittantriebes für Programmsteuergeräte erhebliche Schwierigkeiten verursachen können.

Es ist nun Gegenstand der vorliegenden Erfindung, Mittel und Wege vorzuschlagen, um eine Behebung dieser Nachteile zu ermöglichen. Die erwähnten Nachteile liegen darin, daß im Falle von Kontaktunsicherheiten bei der Impulsgäbe auf den Schrittschaltmagneten, wie auch bei der Steuerung des Schrittantriebes durch andere Kontakteinrichtungen, Xontaktstörungen auftreten können, die eine sichere Weiterschaltung der Hauptprogrammeteuerwelle nicht gewährleisten, sondern im Gegenteil zu groben Abweichungen und Fehlern im Programmablauf führen können. Diese Schwierigkeiten können dadurch bedingt sein, daß im Laufe der Zeit, an den die Besteuerung des Schrittschaltmagneten vollführenden Kontakten, Korrosionserscheinungen auftreten, die große Übertragungswiderstände an der Kontaktstelle zur Folge haben und einen sicheren Durchzug des Schrittschaltmagneten verhindern können. Deskeiteren ist es möglich, daß innerhalb der Steuerung während des Programmablauf es, in Abhängigkeit von der Stellung der

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Hauptprogrammsteuerwelle, UnSteuerungen vorgenommen werden, das heißt, der Schrittschaltmagnet wird direkt von der eigenen, von ihm selbst besteuerten Hauptprogrammsohaltwelle beeinflusst, und zwar derart, daß gegebenenfalls der Schrlttschaltmagnet in Abhängigkeit ▼on der Stellung der Hauptprograjuisteuerwelle abgeschaltet wird* Dies bedeutet aber, daß, während der Vollführung eines Sohaltsohrittes des Magneten, dieser über die eigene Hauptprogrammsteuerwelle abgeschaltet werden kann und so eine durchgehende Impulsgabe bis zum vollen Durchzug des Sehrittschaltmagneten nicht mehr gewährleistet ist. Diese Schwierigkeiten haben der Anwendung des elektromagnetischen Schrittantriebes für Programasteuergeröten lange Zeit entgegen gestanden und eine Anwendung desselben in der Programmsteuertechnik in weitem Umfange verhindert.

Die Anmelderin hat in einer früheren Patentanmeldung Aktenzeichen K 46 kOh bereits Vorschläge unterbreitet, auf welche Weise diesen Übelständen begegnet werden könnte. Es wurde dort vorgeschlagen, daß den, die Besteuerung des Schrittschaltmagneten bewirkenden Kontaktmitteln, ein Hilfskontakt parallel zugeordnet ist, der seinerseits vom Sohrlttschaltmagneten direkt betätigt wird und unmittelbar nach erfolgtem beginnenden Anzug Über den Hilfekontakt die Speisung des Schrittschaltmagneten übernimmt und so die übrigen an der Besteuerung des Schrittschaltmagneten beteiligten '

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Schaltmittel teilweise kurzschliesst. Die Anordnung gemäß dieser Patentanmeldung hat sich gut bewährt, es hat sich jedoch verschiedentlich gezeigt, daß bei der Einleitung thermischer bzw. physikalischer Zustandssteuerungen Schwierigkeiten auftreten können, zu deren Behebung die Anmelderin in der vorliegenden Patentanmeldung nunmehr verbesserte Mittel vorschlägt, anhand deren es möglich ist, die Besteuerung des Programmsteuergerätes mit praktisch absoluter Sicherheit zu gewähr-P leisten.

Die Figur 1 der beiliegenden zeichnerischen Unterlagen zeigt eine Schaltungsanordnung, wie sie beispielsweise zur Besteuerung des Schrittschaltaagneten in Anwendung kommen kann. Zwischen den beiden Phasen R und S eines Wechselstromnetzes liegt der Schrittschaltmagnet M über zwei Kontakteinrichtungen NH und NI beschaltbar. Die Kontakteinrichtung NI bewirkt eine fortlaufende Impulsgabe in zeitlicher Abhängigkeit, beispielsweise in Abständen von jeweils 60- oder 90 Sekunden, wodurch der Schrittschaltmagnet M an Spannung gelangt und jeweils, pro über die Kontakteinrichtung NI gegebene Impulsfolge, einen Schritt tätigt. Die Kontakteinrichtung NI kann nun, beispielsweise über ein mechanisches Uhrwerk, vorzugsweise aber über eine Synchronmotoreinrichtung mit nachgeordnetem Getriebe, besteuert werden, wodurch auf einfachste Weise eine sichere Impulsgabe bei genügend konstantem Ablauf sichergestellt ist. In Reihe mit der Kontakteinrichtung NI liegt die Kontakteinrichtung NH. Die Kontakteinrichtung NH

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hat die Aufgabe während des Programaal) lauf es, bei der Einleitung eines temperaturabhängigen Schaltzustandes, auf die thermischen Kontakteinrichtungen TH 1 und TH umzuschalten, wodurch eine Impulsgäbe nach dem Magneten so lange verhindert wird, bis in de» zu besteuerden Gerät der notwendige oder gewünschte physikalische Zustand eingetreten ist. Die Nockenscheibe NH ist hierbei auf der Hauptprogrammsteuerwelle angeordnet und vollzieht im Laufe des Programmablaufes die Umschaltung des Kontaktes nh auf die thermischen Schaltmittel (TH 1,TH 2).

Tritt nun im Laufe der Zeit an dem Kontakt ni eine Korrosions- oder Abbranderscheinung auf, das heißt, die Übergangswiderstände an der Kontakteinrichtung werden derart groß, daß der fließende Strom eine sichere Durchschaltung des Magneten nicht mehr bewirken kann, oder aber die Impulsgabe des Kontaktes NI wird durch mechanische Abnützung der vorgelagerten Getriebemittel unsicher bewerkstelligt, so erfolgt eine derart kurzzeitige Impulsgabe, daß die mechanische und elektrische Zeitkonstante des Schaltsystemes des Schrittschaltmagneten M nicht überwunden werden kann und eine sichere Fortschaltung der Hauptprogrammsteuerwelle nicht sichergestellt ist. Zu diesem Zwecke wird nun erfindungsgemäß zu den Schaltmitteln NI und NH ein Hilfskontakt m angeordnet, der bei Betätigung den Magneten M direkt zwischen den Phasen S und R an Spannung legt und damit eine Durchschaltung

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des Magneten M unabhängig von allen eventuell dazwischen ■ • liegenden Schaltmitteln hervorruft. Im Gegensatz zu der in der Patentanmeldung K 48 404 dargelegten Anordnung, erfolgt jedoch ein Schliessen des Kontaktes m nur während der Anzugsbewegung und zwar wird das Schliessen des Kontaktes m unmittelbar nach beginnendem Hub eingeleitet und unmittelbar kurz vor Vollendung des Hubes alsbald wieder beendet, so daß durch den Hilfskon takt m sowohl die Sicherheit einer exakten Einschaltung und Durchschaltung gegeben 1st als auch für dessen genaue Abschaltung am Ende des Hubweges über den Hilfskontaktm gesorgt ist. Tritt beispielsweise der Fall ein, daß während der Impulsgabe über den Kontakten ni, ausgelöst von der Kontaktscheibe NI über die Hauptprogrammsteuerwelle und die Nockenscheibe NH, der Kontakt nh auf die thermische Steuerung umgeschaltet wird, so konnte dies gegebenenfalls bedeuten, daß während der Umschaltung von nh aus der Kontaktstellung 1 nach der Kontaktstellung 2 der Schrittschaltmagnet M während der Vollführung seines Schrittes abgeschaltet wird und auf der Hälfte seines Schrittweges praktisch stromlos wird. Durch die Zuordnung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Hilfskon takt es m wird nun sofort nach einsetzender Hubbewegung der Kontakt m geschlossen, so daß' der weitere Anzug des Magneten M unabhängig von der Stellung der Schaltmittel NH bzw. NI erfolgt und so eventuelle reflexive Schaltvorgänge im Schaltkreis auf den Magneten M während der Vollführung seines Schrittschaltweges ohne Einfluss sind.

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Der Hilfekontakt β bleibt so lange geschlossen, bis der Nagnet N seinen Schaltweg angenähert vollführt hat und geht hierauf in seine Ausgangslage zurück, wodurch eine Abschaltung des Magneten M erfolgt und dieser, nach sicher vollführtest Schaltschritt, unter der Wirkung der ihm zugeordneten mechanischen Mittel, in seine Ausgangslage zurückgeführt wird.

Erfolgt die Impuisgabe auf den Schrittschaltmagneten M durch die Impulsscheibe NI bzw. deren zugeordneten Kontakten ni, so wird selbstverständlich der Magnet M auch nach Öffnen des Hilfskontakten m unter Spannung und damit angezogen bleiben, da im allgemeinen die Impulsdauer des Kontaktes ni aus Sicherheitsgründen um das mehrfache größer gewählt wird als die Anzugs- und Schaltzeit des Magnetea M beträgt. Dies hat jedoch auf Q*ie Betriebssicherheit des Schrittschaltmagnetem M keinerlei Einfluss, da der Schrittschaltmagnet M den Anzug unter Einfluss und Wirkung des Hilfskontaktes m vollführt hat und erst nach voll bewerkstelligtem Anzug wieder unter dem Einfluss der Schaltmittel ni usw. zurückkehrt. Eventuelle Unsicherheiten derselben während der Impulsgabe bleiben also für den Anzug des Magneten M ohne Bedeutung.

Der besondere Vorteil der Einrichtung gemäß der Erfindung liegt darin, daß der Hilfskontakt m auch dann wirksam wird, wenn bei umgeschaltetem nh Kontakt, das heißt, wenn

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dieser sich in Stellung 2 befindet, der ausgewählte Kontakt TH schließt und damit über die Impulssehe!toe NI gegebenenfalls ein kurzer Restimpuls auf den Magneten M übertragen wird. Gemäß der bereits vorgeschlagenen Anordnung würde in diesem Falle die ImpulsverstUmmlung am"Kontakt NI nicht unterdrückt werden können und damit gegebenenfalls eine fehlerhafte Schaltung des Schrittschaltmagneten M ausgelöst werden. Die Wahrscheinlichkeit des Zusammentreffens derart ungünstiger Schaltzu- f stände ist zwar gering, es kann aber unter Umständen vorkommen und gerade unter diesen Bedingungen bewährt sich nun die Parallelschaltung des Kontaktes m in besonders vorteilhafter Weise, da in der Hilfskontaktanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung sämtliche Hilfeschaltmittel, die auf den Schrittschaltmagneten M von Einfluss sein könnten, kurzgeschlossen und damit unwirksam gemacht werden. Es würde also in vorliegendem Falle bedeuten, daß dann, wenn der durch die Tasten TN

bzw. TN 2 nicht kurzgeschlossene und damit wirksam I

gemachte Kontakt TH, auf Grund des inzwischen eingetretenen Temperaturpegels schließet, und in diesem Augenblick der letzte Rest des Impulses NI gerade verstreichen würde, ein nur kurzer Anzug des Magneten M eintritt, weil die unmittelbar folgende Abschaltung des Kontaktes ni, die an sich sichere Durchschaltung des Magneten M nicht mehr zulassen würde. Durch die, unmittelbar nach beginnendem Hab eintretende, Schliessung des Hilfskontaktes m wird gemäß der Erfindung eine derartige ImpulsVerstümmelung sicher verhindert.

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Die vorliegende Schaltungsanordnung ist nur beispielsweise angegeben und stellt ein vereinfachtes Ausführungsbeispiel dar. In Wirklichkeit ist der zur Schaltung gehörende Aufwand wesentlich umfangreicher und damit die Wahrscheinlichkeit von eintretenden Schaltungsverstümmelungen wesentlich größer. Da über den Hilfskontakt m sämtliche in der Schaltung wirksamen Schaltmittel während des Anzuges des Magneten M unwirksam gemacht werden, spielt der Umfang der angewendeten Schaltmittel keine Rolle und es ist zu ersehen, daß gerade bei umfangreichen komplizierten Schaltungen der Hilfskontakt m von besonderer Bedeutung und von großem Vorteil ist.

Die Figur 2 zeigt nun in schematiseher Darstellung den mechanischen Aufbau der Kontakteinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. 1 stellt den Schrittschaltmagneten dar, der aus der Spule 2, dem Joch 3 und dem innerhalb der Spule beweglichen Anker *t besteht. In der Mitte des Ankerteiles h ist ein Winkel 5 angeordnet, der mittels Stifte 6 auf dem Ankerteil befestigt ist. Dieses Winkelteil 5 trägt nun ein Übertragungsglied 7 das auf einer Welle 8 in den Lagerstellen 9 und 10 beweglich gelagert ist. Bin Stift il in dem Winkelteil 5 ermöglicht eine Verdrehung des Hebels 7 gegen das Winkelteil 5 und durch entsprechende Bemessung der Bohrung im Biegeteil 5 wird der durch die Auf- und Abbewegung des Ankers k und durch die hin- und hergehende Bewegung des übertragungsgliedes 7 um seine Lagerung 9 und 10 bedingte Unterschied

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der Betätigungswege ausgeglichen. An seinem entgegen-. gesetzten Ende besitzt das Übertragungsglied 7 eine Lagerstelle 12, welche aus einem Stift oder aus einer Niete bestehen kann und die die Schaltklinke 13 trägt, die mit ihrer Klinkenspitze lh in das Schaltrad 15 eingreift und jeweils bei einer Betätigung des Schaltankers k einen oder mehrere Zähne des Schaltrades 15 weiterschaltet und damit die Hauptprogrammeteuerwelle 16 mit den auf ihr sitzenden Programmscheiben 17, IS und gegebenenfalls noch weiteren derselben um ein oder mehrere Schaltstellungen weiterschaltet.

Auf der in dem Winkelteil 5 gelagerten Welle 11 ist weiterhin ein Hebel 19 gelagert, der, unter dem Einfluss einer Feder 20 stehend, die in dem Fixpunkt 21 und der Bohrung 22 befestigt ist, sich gegen einen Stift 23 gleitend anlegt. Der Hebel 19 trägt auf einer Seite den Stift 2k, der seinerseits in der gabelförmigen Lücke 25 eines Hebels 26 geführt ist. Der auf einer Welle 27 in einer Lagenstelle 28 drehbar gelagerte Hebel 26, steht unter der Wirkung einer Feder 29, die in dem Fixpunkt 30 und in der Bohrung 31 des Hebels 26 gelagert ist und den Hebel 26 gegen einen Stift 32 zieht, der in einem Fixpunkt innerhalb des Programmsteuergerätes befestigt ist. Das obere Ende 33 der Gabel 25 des Hebels 26 liegt nun an der Feder 34 eines Federsatzes 35 an, so daß im Ruhezustand der Einrichtung die Feder 34 von der unteren Feder 36 abgahoben wird un damit ein Kontaktschluss der Kontaktnieten 37 und 38 verhindert ist. Die

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Kontakteinrichtung ist im Ruhezustand also geöffnet.

Die Wirkungsweise der vorbeschriebenen Einrichtung gemäß der Erfindung ist nun folgende:

Wird der Schaltmagnet unter de· Einfluss einer äußeren Besteuerung an Spannung gelegt, so wird der Anker k sofort angezogen und einaal über das übertragungsglied 7 und Klinke 13 eine Weiterschaltung der Hauptprogrammsteuerwelle 16 Mit den auf ihr sitzenden Programmscheiben 17 und lti eingeleitet und andererseits gleichzeitig der ■it auf der Welle 15 gelagerte Hebel 19 nach unten gezogen, wobei er diese Abwärtsbewegung, unter dem Einfluss der Feder 20 an dem Stift 23 gleitend vollführt. Gleichzeitig ait der Abwärtsbewegung des Hebels 19 wird aber über Stift 24 und Gabel 25 auch der Hebel 26 um seinen Lagerpunkt 28 entgegen der Wirkung der Feder 29 verschwenkt, so daß sich der Stift 24 allmählich aus der Gabel 25 herausbewegt und der Hebel 26 dann, wenn der Stift 24 an dem unteren vorderen Ende 39 der Gabel 25 angelangt ist, unter dem Einfluss der Feder 29 wieder in seine Ausgangslage, das heißt, am Stift 32 anliegend, zurückbefördert wird. Während der Abwärtsbewegung des Hebels 26 wird die Feder 34 des Federsatzes 35 ebenfalle nach unten in Eichtung ihrer Vorspannung bewegt, bis sie sohliesslich mit ihrer Kontaktniet· 37 auf der Kontaktniete 3^ der unteren Feder 36 auftrifft und damit einen Kontaktschluss des Federsatzes 35 bewirkt. Die Kontakteinrichtung des Federsat'zes 35 entspricht aber dem

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Hilfskontakt m in Figur 1, das heisst, bei Schliessen des Federsatzes 35 wird nunmehr die Magnetspule 2 des Schaltmagneten 1 unmittelbar unter Kurzschluss der vorgelagerten Schaltmittel an Spannung gelegt, wodurch mit Sicherheit der Durchzug des Magneten 1 vollführt wird. ■Die Einstellung der mechanischen Kadratur wird hierbei so gewählt, daß das Auslenken des Hebels 26 und damit das Schliessen des Federsatzes 35 unmittelbar nach Einsetzen der Abwärtshubbewegung des Ankers k beginnt und damit ein möglichst großer Teil des Schaltweges des Schrittschaltmagneten 1 unter der Kontrolle bzw. unter dem Einfluss des Federsatzes 35 vollführt wird. Sobald der Stift 2k über das untere Ende 39 der Gabel 25 gleitet' und damit unter der Wirkung der Feder 29 der Hebel 26 in seine Ausgangslage zurückspringt, wird auch gleichzeitig die Feder 34 des Federsatzes 35 angehoben und damit eine Trennung der Kontaktgabe bewirkt. Die Justagθ ist auch hier so gewählt, daß die Zurückführung des Hebels 26 in seine Ausgangslage und damit die Trennung des Federsatzes 35 möglichst in der unteren Endlage, d.h. kurz vor Aufschlagen des Ankers k auf dem Joch 3 bewirkt wird und somit die Gewähr gegeben ist, daß die Betätigung des Kontaktes 35 über einem möglichst großen Teil des Ankerweges k des Schaltmagneten 1 aufrecht erhalten wird.

Nach Beendigung der Hubbewegung k bzw. nach Abschalten der Spule 2 kehrt der Anker k unter Einfluss einer nicht dargestellten Feder wieder in seine Ausgangslage zurück,

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wobei auch der Hebel 19 wieder angehoben wird und hier- > bei an die untere Kante des vorderen Teiles 39 der Gabel 25 anstößt und entgegen der Wirkung der Feder 20 auf dieser Schräge mit seinem Stift 24 ausgelenkt wird und zwar so lange, bis der Stift 2h sich im Bereich der Gabel 25 befindet und unter der Wirkung der Feder 20 der Hebel 19 wieder in die Ausgangslage, nämlich an dem Stift 23 anliegend, zurückgeführt wird.

Durch die vorbeschriebene, der Erfindung mit zugrunde liegenden, Anordnung wird also erreicht, daß unmittelbar nach Auslösen der Hubbewegung des Ankers k des Schrittschaltmagneten 1, eine Kontaktgabe des Federsatzes 35 hervorgerufen und über den größten Teil des nun folgenden Hubweges beibehalten wird, kurz vor Ende der Hubbewegung, jedoch, eine abrupte und schnelle Trennung des Kontaktes 35 hervorgerufen wird. Es ist also sichergestellt, daß so für den größten Teil des Hubweges des Schaltmagneten 1 die Speisung direkt und unmittelbar über den Hilfskontakt m bzw. den entsprechenden Federsatz 35 erfolgt. Selbstverständlich könnte die Betätigung des Hilfskontaktes m auch über der Hauptprogrammsteuerwelle zugeordnete Sohaltmittel erfolgen. So könnte man beispielsweise eine Nockenscheibe vorsehen, die bei jeder Weitschaltung der Hauptprogrammsteuerwelle um einen Schaltschritt, einen zugeordneten Kontakt betätigt, und so für die Dauer der Schrittbetätigung alle dem Magneten M vorgelagerte Schaltmittel kurzschließt.

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Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Elektrisches Programmsteuergerät, insbesondere für Waschmaschinen, mit einer durch einen Schrittschaltmagneten angetriebenen Nockenanordnung, welche mittels Steuerkontakten die einzelnen Arbeitsvorgänge einschaltet und außerdem den durch einen Impulskontakt eines Impulsgebers eingeschalteten Schrittschaltmagneten solange abschaltet, bis ein von einem Meßfühler betätigter Kontakt eine neue Schrittschaltbewegung zuläßt, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den mit dem Schrittschaltmagneten (l) in Reihe liegenden Kontakten (Steuerkontakt nh, Impulskontakt ni, sowie gegebenenfalls weiteren mit diesen in Serie liegenden Kontakten) ein vom Schrittschaltmagneten (1) betätigter Hilfskontakt (m,35) so angeordnet ist, daß er bei beginnender Hubbewegung des Schrittschaltmagneten (l) geschlossen und am Ende der Hubbewegung wieder geöffnet wird.

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