DE1498375A1

DE1498375A1 - Fluessigkeits-Niveau-Steuereinrichtung,insbesondere fuer elektrische Haushaltsgeraete,wie Wasch- und Geschirrspuelmaschinen

Info

Publication number: DE1498375A1
Application number: DE19651498375
Authority: DE
Inventors: Schmitt Dipl-Ing Karl
Original assignee: Kieninger & Obergfell KG
Current assignee: Kieninger & Obergfell KG
Priority date: 1965-12-03
Filing date: 1965-12-03
Publication date: 1969-02-06
Also published as: GB1164637A; FR1517806A

Description

Bei elektrischen Haushaltsgeräten, vorzugsweise automatisch arbeitenden Wasch- und Geschirrspülmaschinen besteht die Notwendigkeit, während der einzelnen Betriebsphasen das Niveau der Waschflüssigkeit zu bestimmen und den Flüssigkeitszulauf abzuschalten, wenn das für den entsprechenden Betriebsgang notwendige Niveau erreicht ist. Betriebsphasen mit Wasserzulauf gibt es während eines Programmablaufes einer Waschoder Geschirrspülmaschine mehrmals, vor allen Dingen dann, wenn nach finde der Waschperiode eine gründliche Durchspülung des Wasohgutes zur Entfernung des restlichen Wasch- oder Spülmittels notwendig wird.

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Es ist bekannt, bei automatischen Haushaltsgeräten, vorzugsweise Wasch- und tieschirrspülmaschinen, eine automatische Steuerung des Flüssigkeits-Niveaus vorzunehmen. Neuerdings verwendet man dafür elektrische oder elektronische Steuereinrichtungen, z.B. eine galvanisch wirkende Einrichtung, bei welcher innerhalb des Fiüssigkeitsbehälters Sonden angeordnet sind, die mit einer Transistorschaltung, die als Schmitt-Trigger ausgebildet ist, in Verbindung stehen und eine Abschaltung des Einlaufventiles bewirken, wenn aufgrund des eingetretenen Flüssigkeitsstandes zwischen den Sonden eine Widerstandsänderung zu verzeichnen ist.

Diese Einrichtungen arbeiten im allgemeinen recht zuverlässig, sie haben jedoch den Nachteil, daß die elektronische Schaltung schon durch diejbeim Flüssigkeitseinlauf in den Waschbehälter eintretenden Schwallbewegungen im FlUssigkeitsmedium khrzzeitig angereizt wird , wenn der Flüssigkeitsschwall die in den Behälter reichende Sonde kurzzeitig umspült. Dieser Umstand führt zu einem unsicheren Arbeiten der Schaltung, sie spricht mehrmals an - "sie flattert".

Diese nachteilige Erscheinung tritt auch dann auf, wenn während der Vorwäsche, d.h. den dem Hauptwaschgang

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vorhergehenden Einweichwasohgang, aul'grund der eingetretenen Sättigung des Waschgutes der Flüssigkeitsspiegel absinkt, aber durch die durch die Bewegung der Waschtrommel hervorgerufenen Flüssigkeitswallungen die überjiem Flüssigkeitsspiegel liegende Sonde umspült wird. Auch in diesem Falle treten unerwünschte Anreizungen der Niveauschaltung und damit des Einlaßventiles auf, wodurch fortlaufend Was.chwasser in kleinen Mengen dem Waschbehälter zugeführt wird. Die hiermit verbundenen Unsicherheiten und öfteren Betätigungen der Einlaßventile führen zu einem raschen Verschleiß derselben und bewirken beim Benutzer der Waschmaschine unnötige Beunruhigungen.

Es wurde nun gefunden, daß sich diese Nachteile dadurch vermeiden lassen, daß Mittel vorgesehen werden, durch die sieh die Ein- und Abschaltung des Flüssigkeitszuflusses bei Unterschreiten bzw. bei Erreichen des gewünschten Flüssigkeits-Niveaus solange verzögern läßt, daß eine unerwünschte Beeinflussung der Niveau-Steuerung durch die bewegte Flüssigkeit vermieden wird.

Anhand der beigefügten Zeichnungen sii die Erfindung näher erläutert:

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Fig. 1 zeigt schematisch einen bekannten Flüssigkeitsbehälter einer automatischen Waschmaschine mit Waschtrommel und seitlich am Gehäuse angeordneten Fühlsonden,

Fig. 2 zeigt die Schaltungsanordnung für eine Steuereinrichtung nach der Erfindung,

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der einer elektronischen Schaltung ein Verzögerungsglied vorgeschaltet ist,

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, wobei der elektronischen Schaltung ein Verzögerungsglied nachgeschaltet ist.

In Fig. 1 bedeutet 1 den Waschlaugenbehälter einer Waschmaschine, in welchem die Waschtrommel 2 in ihrer Lagerung 3 gehaltert ist. An der einen Seitenwand dee Behälters 1 sind Niveau-Sonden NVi bis NV4 entsprechend der Höhe der jeweils gewünschten Flüssigkeitsspiegel angebracht. Die Sonde NVO ist, wie aus der Fig. 3 noch deutlicher zu ersehen ist, die für alle Fühler NVl bis NV4 gemeinsame Gegensonde oder Gegenelektrode; sie ist möglichst nahe der Bodenplatte des Behälters 1 angeordnet.

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Das Ventil k an der Wasser-Zuleitung 5 bewirkt nun in Abhängigkeit von der Programmsteuerung durch die bekannte elektronische FlUssigkeits-Niveau-Steuerung den Wasserzulauf, entsprechend dem gewünschten Flüssigkeitsspiegel.

Die Fig. 2 zeigt nun eine beispielsweise Schaltungsanordnung für eine elektronische Flüssigkeits-Niveau-Steuerung nach der Erfindung.

Bei dieser Schaltung handelt es sich um eine sogenannte Schmitt-Trigger-Schaltung, eine Schaltungsanordnung, die sich bekanntlich insbesondere dazu eigtnet, bei kleinen Variationen der Eingangsspannung eine verhältnismäßig ausgeprägte Veränderung am Ausgang der Sohaltung zu bewirken, so daß bereits bei kleinen Änderungen von vorgeschalteten Widerständen oder vorgeschalteten Spannungsquellen am Ausgang der Sohaltung beachtliche Schaltmaßnahmen vorgenommen werden können.

Die Einschaltung erfolgt beispielsweise durch den Kontakt Kp, der einen Programmsteuergerät zugeordnet ist. Über die Widerstände B3, BA und R5 wird vom Pluspol zum Minuspol ein Stromweg dargestellt, welcher durch den Spannungsabfall am Widerstand R5 eine Vorspannung für den Transistor T2 verursacht, die so hooh gewählt wird, daß der Transistor leitend wird, obwohl der Basis des Transistors T2 über den Widerstand R5 eigentlich durch die Vorspannungswirkung der Diode D2

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ein positives Potential zugeleitet werden würde. Der Transistor T2 befindet sich also nach Schließen des Kontaktes Kp in leitendem Zustand, das Heiais HeI spricht an und schließt den ihm zugeordneten Kontakt Vl.

Der Transistor Tl der Schaltung hingegen ist bei nicht vorhandenem Flüssigkeits-Niveau gesperrt und zwar dadurch, daß die Basis des Transistors Ti im Verhältnis zum Emitter durch die durch die Diode Dl gegebene Vorspannung positiv vorgespannt wird, und damit jeglicher Siromdurchgang durch die Emditterkollektorstrecke des Transistors Tl verhindert wird.

Der Widerstand zwischen den Sonden NVO und einer der Sonden NVl bis NV4 beträgt bei nicht vorhandenem Flüssigkeitsspiegel einige MJ2 , ein Widerstandswert, der bei vorhandenem Flüssigkeits-Niveau auf einige loo ooo SL oder weniger zurückfällt.

Erfolgt nun der Wassereinlauf über das Ventil k (Fig. 1) und die Zuleitung 5 in den Behälter 1 der Waschmaschine unter Wirkung des vom Relais beaufschlagten Kontaktes Vl und erreicht der Flüssigkeitsspiegel den dem gewünschten Niveau entsprechenden Wert, so erhält die Basis des Transistors Tl vom Minuspol über die Flüssigkeitsstrecke den Widerstand Rl und den Widerstand Ii2 nach den Pluspol eine

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Vorspannung, die die an sich gegebene positive Vorspannung durch die Diode D2 überwiegt und damit den Transistor Tl leitend macht. Durch die Verringerung des Widerstandes der Kollektoremitterstrecke des Transistors Tl treffen jedoch die bisher an den Widerständen Rk und R5 gelegenen höheren Spannungen zusammen, so daß nun plötzlich die durch die Diode Dl gegebene positive Vorspannung an der Basis des Transistors T2 wirksam wird und den Stromweg von plus über das Heiais nach minus schlagartig unterbricht. Das Relais fällt ab, Kontakt Vl öffnet sich und die Beströmung des Einlaßventils k am Waschbehälter 1 unterbleibt, der Flüssigkeitszustrom wird plötzlich unterbrochen.

Es ist ersichtlich, daß während des Einströmens der Flüssigkeit über das Einlaßventil k innerhalb des Waschbehälters Fiüssigkeitswallungen entstehen, wobei die Schwallbewegungen des Wassers eine Umspülung der noch etwas höher gelagerten Sonde bewirken, so daß bereits ein Impuls an die MeO- oder Überwachungsschaltung gegeben wird, bevor das eigentliche Niveau erreicht ist.

Dies hat kurzzeitiges Ansprechen der Schaltung nach Fig.3 zur Folge, wodurch kurzzeitige Unterbrechungen des Flüssigkeitszulaufes und gegebenenfalls Weiterschaltkriterien an das Programmsteuergerät gegeben werden, die unerwünscht sind und außerdem zu Störungen führen können.

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Gemäß der Erfindung wird dieser Nachteil z.B. dadurch vermieden, daß der Schaltung ein Integrierglied zugeordnet wird, das die einzelnen bei Erreichen oder Unterschreiten des Niveaus durch die Flüssigkeitsbewegungen bedingten, vom Meßfühler vorgenommenen Abtastungen mitteIt und nur bei Erreichen bzw. Unterschreiten eines bestimmten Mittelwertes, dem mit großer Annäherung ein bestimmter Flüssigkeitsspiegel entspricht, einen Wechsel des Schaltzustandes erlaubt. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird hierzu zwischen Basis und Kollektor des Transistors Tl ein Kondensator C eingeschaltet, der über den Pluspol, Widerstand R2 und Widerstand R3 nach dem Minuspol eine Vorspannung bzw. eine Aufladung erfährt, die bei einer Widerstandsänderung innerhalb des Waschbehälters über die Meßsonden erst abgebaut werden muß, was nur dann gewährleistet ist, wenn die Betätigung bzw. die Anreizfolge der Sonden einen gewissen Mittelwert überschritten hat.

Erst dann nämlich wechselt die Vorspannung der Basis des Transietors Tl auf das entgegengesetzte, nämlich negative Potential über und erst dann ist ein Abschalten des Traneistore T2 und damit des nachgeordneten Relais Möglich. Diese Schaltungseinrichtung arbeitet außerordentlich sicher, sie bewirkt nicht nur eine Verzögerung beim Zulauf der Wasohflüesigkeit, sondern sie wirkt auch dann, wenn während der Vorwäsche sich das Waschgut mit Wasser gesättigt und damit eine Verminderung des Flüssigkeitsepiegele verursacht

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Eine andere Aueführungsform der Erfindung besteht darin, daß an die unmittelbar physikalisch gesteuerte Füllperiode sich eine weitere, zeitlich kürzere Füllperiode anschließt, die nach einer fest eingestellten zeitlichen Dauer geregelt wird. Die Fig. 3 zeigt eine solche Schaltungsanordnung. Es ist ein Verzögerungsglied V dem Widerstand Rl vor bzw. der Niveau-Sondeneinrichtungen NVl bis NVAt nachgeschaltet. Diese Schaltung wirkt nun derart, daß dann, wenn durch die Sohwallung innerhalb des Waschbehälters die Auslösung der angewählten bzw. eingestellten Niveau-Sonde angeregt worden ist, nicht sofort eine Beeinflussung des Transistors Tl erfolgt, sondern durch das vorgeschaltete Verzögerungsglied erst ein bestimmter zeitlicher Ablauf erfolgt und erst danach ein Auslöseimpuls nach dem Transistor Tl übertragen wird. Das Verzögerungsglied V ist nicht näher dargestellt, es entspricht den in der Elektronik bekannten Anordnungen, gegebenenfalls einem einfachen Laufzeitglied. Die Zeitdauer der sich an die unmittelbar physikalisch gesteuerte erste Füllperiode anschließenden zweiten Füllperiode (Nachlaufperiode) kann durch die Ausgleichezeit eines einer Schmitt-Trigger-Schaltung vorgeschalteten Verzögerungsgliedes (V), beispielsweise einer monostabilen Multivibratorstufe, oder duroh die Ausgleiohszeit einefr der übertragerrelaissohaltung zugeordneten R-C-Kombination bestimmt werden.

Die Funktion der Schaltung wird vorteilhafterweise so gewählt, daß das Verzögerungeglied V sofort dann, wenn

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der erste Anreiz über die Niveau-Sonde erfolgt, ausgelöst wird und sich gleichzeitig gegen weitere Beeinflussungen von der Niveau-Sonde her sperrt. Während der dem Verzögerungsglied eigenen "Laufzeit¹¹ erfolgt nun ein weiterer Einlauf von Waschflüssigkeit über das Einlaßventil 4, welches ja über den Transistor T2 bzw. das nachgeschaltete Relais noch weiter offengehalten wird. Zweckmäßigerweise wird die Laufzeit des Verzögerungsgliedes während des Programmablaufes verändert derart, daß beim ersten, dem Einschalten der Waschmaschine folgenden Einlauf, das eingestellte Niveau merkbar überschritten wird, bevor eine Abschaltung erfolgt, damit die während der nachfolgenden Vorwäsche eintretende Absenkung des Flüssigkeits-Niveaus nicht zu unnötig neuen Wiedereinschaltungen des Wassereinlaufventiles 4 führt. Durch das Programmsteuergerät kann während des weiteren Programmablaufes eine Änderung der Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes V derart bewirkt werden, daß bei späteren Wassereinläufen, beispielsweise während der Spülgänge, die Verzögerungszeit nur so groß wird, daß ait Sicherheit das eingestellte Niveau gewährleistet ist.

Fig» 4 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung. Die die Verzögerung bewirkenden Schaltmittel der elektronischen Schaltung sind nicht vor- sondern nachgeordnet. Es wird hier 4n an sich bekannter Weise mit dem Beiais KeI ein Kondensator C2 und ein Widerstand R6 in Reihe geschaltet, wodurch dann, wenn durch die Schwallbewegungen des Wassers

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innerhalb des Waschbehälters eine Sonde angereizt und der Transistor T2 kurzzeitig abgeschaltet wird, ein Abfall des Relais noch nicht erfolgt, weil durch den während der Unterbrechung des Transistors T2 eintretenden vom Kondensator GH herrührenden Ausgleichsstrom das Relais gehalten wird und erst dann, wenn eine langer dauernde Unterbrechung des Transistors T2 eintritt, nämlich, wenn das Niveau ganz oder angenähert erreicht ist, eine Abschaltung des Einlaßventils k durch das Relais erfolgen kann.

Die Vorteile der Schaltungseinrichtung nach der Erfindung liegen darin, daß durch die Verzögerungsmittel, z.B. Kondensator zwischen Basis und Kollektor bzw. durch die Addition zweier voneinander unabhängigen getrennten Betriebsphasen oder durch Anwendung beider Mittel, is.B. Ergänzung der Schaltung nach Fig. 3 durch die Parallelschaltung eines Kondensators an die Basis und an den Kollektor des Transistors Tl, ein sicherer und zuverlässiger Betrieb der Niveau-Steuerung erreicht wird. Unsicherheiten im Ansprechen des Einlaßventiles sowie vorzeitige Weiterschaltungen des Programmschaltwerkes werden dadurch sicher vermieden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. FlUssigkeits-Niveau-Steuereinriehtung, inabesondere für elektrische Haushaltsgeräte wie Wasch- und Geschirrspülmaschinen, bei der in Abhängigkeit vom elektrisch oder elektronisch abgetasteten bzw, abgefühlten Flüssigkeitsstand in einem Behälter, der FlUssigkeitszustrom elektrisch oder elektronisch gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, diroh die sich die Ein- und Abschaltung des Flüssigkeitszuflusses bei Erreichen des gewünschten Flüssigkeitsniveaus solange verzögern läßt, daß eine unerwünschte vorzeitige Beeinflussung der Zuflußsteuerung durch die bewegte Flüssigkeit vermieden wird.

2. Flüseigkeits-Niveau-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerung in der Bin- und Abschaltung des Flüssigkeitszuflusses dadurch erreioht wird, daß der Sohaltung ein Integrierglied zugeordnet ist, welches die einzelnen

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bei Erreichen oder Unterschreiten des Niveaus durch die FlUesigkeitsbewegungen bedingten, vom Meßfühler vorgenommenen Abtastungen mittelt und nur bei Erreichen bzw. Unterschreiten eines bestimmten Mittelwertes,dem mit großer Annäherung ein bestimmter Flüssigkeitsspiegel entspricht, einen Wechsel des Sohaltzustandes erlaubt.

3. FlUssigkeits-Niveau-Steuereinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die Verzögerung bewirkende Integrierglied aus der Eingangsstufe einer Schmitt-Trigget-Schaltung mit einem zwisohen Kollektor und Basis eingeschalteten Kondensator (C) besteht.

Flüssigkeits-Niveau-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, daddurch gekennzeichnet, daß zur Verzögerung der Ein- und Abschaltung des Flüssigkeitszuflusses an die unmittelbar physikalisch gesteuerte Fiillperiode sich eine weitere, zeitlich kürzere FUIlperiode von fest eingestellter Dauer angeschlossen ist.

5. Flüssigkeits-Niveau-Steuereinrichtung nach Anspruoh h. ο

dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit- f*

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dauer der sich an die unmittelbar physikalisch gesteuerte erste Füllperiode anschließenden/zweiten Füllperiode (Nachlaufperiode) durch die Ausgleichszeit eines einer Sohmitt-Trigger-■ Schaltung vorgeschalteten Verzögerungsgliedes (V), beispielsweis· einer monostabilen Multivibratorstufe, bestimmt wird.

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6. Flüssigkeits-Niveau-Steuereinrichtung nach Anspruch i und k_t dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer der sich an die unmittelbar physikalisch gesteuerte erste Piillperiode anschlieflendenjzweiten Füllperiode (Nachlaufperiode) durch die Ausgleichszeit einer der Übertragungsrelaisschaltung zugeordneten R-G-Kombination bestimmt wird.

7. Flüssigkeits-Niveau-Steuereinrichtung nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bewirkung einer verzögernden Schaltung sowohl ein Integrierglied zur Mittelung der Abtastungen als auch ein Verzögerungsglied (V) vorgesehen ist, das die Dauer einer sich an die physikalisch gesteuerte Füllperiode anschließenden zweiten Füllperiode bestimmt.

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