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Sicherheitsschalteinrichtung für das Trockengeheii elektrischer Heizwiderstände
Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsschalteinrichtung für das Grockengehen
elektrischer Heizwiderstände, insbesondere für Wasch- und Geschirrspülmaschinen
mit einem Temperaturregler, sowie einem Temperaturbegrenzer.
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Um Laugenbehälter von Wasch- und Geschirrspülmaschinen aus Kunststoff
fertigen zu können, ist es erforderlich, die lieizwiderstände sowie die Kunststoffwandungen
der Behälter gegen unzulässige thermische Beanspruchung, z.B. beim Trockengehen
der
Heizwiderstände durch entsprechende Sicherheitsschalteinrichtungen zu schützen.
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Es ist eine derartige Sicherheitsschalteinrichtung für elektrisch
beheizbare Laugenbehälter aus Metall bekannt, die nach Absinken bzw. bei fehlendem
Wasserniveau den Stromkreis für die Heizwiderstände unterbricht. Hierbei wird so
verfahren, daß die Kontakte zweier Thermostate, deren Fühler unabhängig voneinander
entlang der Heizwiderstände geführt sind, hintereinander geschaltet im Haltestromkreis
eines Schaltschützes liegen, der nach Offnen eines Kontaktes der Thermostate abfällt
und den Heizstromkreis unterbricht. Einschalten lässt sich die Heizleistung nur
nach Schließen beider Thermostatkontakte und anschließendem Drücken eines Tastenschalters.
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Nachteil dieser Sicherheitsschalteinrichtung ist die Verwendung eines
teueren und anfälligen Schaltschützes im Heizstromkreis, sowie das Nichterfassen
eines Masseschluß der Heizkörper bei Versagen des Schaltschützes (z.B. Anker fällt
nach Öffnen einer der beiden Thermostatkontakte durch fehlendes Wasserniveau nicht
ab) was zur Folge hat, daß der entsprechende Heizkörperteil weiterhin den leeren
Laugenbehälter aufheizt, wodurch Beschädigungen infolge Überhitzung an diesem nicht
auszuschließen sind.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine besonders einfache
und billige Sicherheitsschalteinrichtung für liaugenbehälter aus Kunststoff, insbesondere
für Wasch- und #eschirrspülmaschinen
zu schaffen, die ein sicheres
und schnelles Abschalten im Katastrophenfall (z.B. Trockengehen der Heizwiderstände)
gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens
zwei die Heizung direkt schaltende Kontakte des Temperaturreglers und de s des Temperaturbegrenzers
in Reihe mit den Heizwiderständen geschaltet sind, von denen jeweils einer den Heizwiderständen
vor- und nachgeschaltet ist.
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Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird
im folgenden näher beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 die erfindungsgemäße Sicherheitsschalteinrichtung
in Verbindung mit dem Programmschaltwerk, Fig. 2 die erfindungsgemäße Sicherheitsschaltvorrichtung
in Verbindung mit dem Programmschaltwerk und Vorwahlmöglichkeit einer hohen bzw.
niederen Waschlaugentemperatur, Fig. 3 die Sicherheitsschalteinrichtung ohne Programmschaltwerk,
Niveauwächter und Temperaturregler und Fig. 4 den Programmablauf des Programmschaltwerks.
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Gemäß Fig. 1 und 2 besteht die Sicherheitsschalteinrichtung für das
Trockengehen elektrischer Heizwiderstände im Kunststoffbehälter im wesentlichen
aus einem Niveauwächter ~1, einem emperaturregler
f2, einem Temperaturbegrenzer
f3 sowie aus einem von einem Programmschaltwerkmotor m angetriebenen in der Zeichnung
nicht dargestellten Programmschaltwerk, dessen Nockenscheibe b2 die Schaltwerkkontakte
b2/1, b2/2 und b2/3 in bestimmter Reihenfolge betätigt. Den Stromleitern P und 0
sind parallel zueinander im Hauptstromkreis die Heizwiderstände rl, r2 und im Steuerstronkreis
der Programmschaltwerkmotor m geschaltet. Im Hauptstromkreis sind den Heizwiderständen
rl, r2 vom Stromleiter P ausgehend die Kontakte f2/3 des Temperaturreglers f2 und
f3/1 des Temperaturbegrenzers f3 vorgeschaltet und eine Reihenschaltung der Kontakte
f2/2 des Temperaturreglers f2, b2/1 des Programmschaltwerkes und f1/1 des Niveauwächters
fl nachgeschaltet. Der Steuerstromkreis für den Programmschaltwerkmotor m kann gemäß
Fig. 1 einmal durch den Kontakt b2/3-3a des Programmschaltwerkes direkt, zum anderen
wahlweise durch die Reihenschaltung der Kontakte fl/1-3 des Niveauwächters fi und
b2/2-2a des Programmschaltwerks sowie durch die Reihenschaltung der Kontakte fl/1-3
des Niveauwächters fl, b2/2-2b des Programmschaltwerks und f2/la-lc des Temperaturreglers
f2 geschlossen werden. Für die Schaltung gemäß Fig. 2 mit Vorwahlmöglichkeit einer
niederen oder hohen Laugentemperatur durch Schließen bzw. Öffnen des Kontaktes bl/1-2
des Tastschalters bl, kommt zu den genannten Stromkreisen ein weiterer über die
Kontakte fl/1-3 des Niveauwächters f1 und f2/2a-2c des Temperaturreglers f2 hinzu.
Der Kontakt bl/1-2 des Tastschalters bl ist in Serie mit dem Kontakt f2/ia-ic des
Temperaturreglers f2 #ecaltet.
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1. Normaler Programmablauf während der Aufheizperiode.
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Der Programmschaltwerkmotor m ist über den Schaltwerkkontakt b2/3-3a
eingeschaltet und führt die Schrittfortschaltung in entsprechendem Zeitabschnitt
aus. Ab Schaltschritt 26 wird das Wassereinlaßventil (in der Zeichnung nicht dargestellt)
geöffnet und gleichzeitig der Schaltwerkkontakt b2/2-2a geschlossen. Im anschließenden
Schaltschritt 27 öffnet der Schaltwerkkontakt b2/3-3a und unterbricht den Stromkreis
für den Programmschaltwerkmotor m. Erst wenn genügend Wasser in der Maschine ist
und der Kontakt fl/1 des Niveauwächters fl von 1-2 auf 1-3 umschaltet,'b#ommt der
Programmschaltwerkmotor m über den Schaltwerkkontakt b2/2-2a Spannung und schaltet
das Programmschaltwerk um zwei Schaltschritte weiter. Mit Schaltschritt 29 wird
über den Schaltwerkkontakt b2/1-la, sowie über die Kontakte fl/l-3, des Niveauwächters
fl, f2/2a-2b, f2/3a-3b des Temperaturreglers f2 und f3/la-lb des Temperaturbegrenzers
f3 der Stromkreis für die Heizwiderstände rl, r2 geschlossen und gleichzeitig der
Schaltwerkkontakt b2/2 von 2-2a auf 2-2b umgeschaltet, Der nächste Schaltschritt
30 öffnet den Schaltwerkkontakt b3/3-3a, wodurch der Stromkreis für den Programmschaitwerkinotor
m und somit der zeitliche Programmablauf derart lang unterbrochen ist, bis der Temperaturregler
f2 nach Erreichen der erforderlichen Laugentemperatur umschaltet und über seinen
Kontakt f2/la-lc gemäß Fig. 1 den Stromkreis wieder schließt. Nach zwei Schaltschritten
31, 32 des Programinschaltwerkes schaltet der Schaltwerkkontakt b2/1 von 1-1a in
die Zwischenstellung um und unterbricht somit den Heizstromkreis.
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Ist nach Schaltung gemäß Fig. 2 der Tastschalter bl gedrückt, also
die niedrige Temperatur vorgewählt, schaltet nach Erreichen der Temperatur der Kontakt
f2/1a-lb und schließt den Stromkreis für den Programmschaltwerkmotor m, wodurch
der Kontakt b2/1 nach den Schaltschritten 31, 32 von 1-1b auf 1-1a umschaltet und
dadurch die Heizleistung abschaltet. Wurde die höhere emperatur vorgewählt, schaltet
der Kontakt f2/2 des Temperaturreglers f2 nach erreichter Temperatur die Heizleistung
direkt ab und den Programmschaltwerkmotor m ein, wodurch nach Schaltschritt 32 der
Schaltwerkkontakt b/2 von 1-1a auf 1-1b umschaltet.
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2. Wirkungsweise der Sicherheitsschalteinrichtung: Während der Aufheizperiode
besteht die Möglichkeit des Versagens eines oder mehrerer Elemente gleichzeitig,
wodurch ein Trockengehen der Heizwiderstände r1, r2 bewerkstelligt wird. Versagt
z.B. das Wassereinlaufventil (es fließt kein Wasser in den Laugenbehälter) und versagt
gleichzeitig der Niveauwächter fl (Kontakt fl/1-3 ist geschlossen), verläuft die
Sicherheitsab#chaltung wie folgt: Der Stromkreis für die Heizwiderstände r1, r2
wird ab Schaltschritt 29 in Folge des normalen Weiterschalten des Programmschaltwerkes
über die Kontakte fl/1-3, b2/1-la, f2/2a-2b, f2/1c-#d und ~2/3ab geschlossen, wodurch
sich die Heizwiderstände rl, r2 sehr rasch erhitzen, und Wärmeenergie abstrahlen.
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Ein Teil der Wärmeenergie wird auch auf die beiden Flüsslgkeit
fühler
des Temperaturreglers f2 und Temperaturbegrenzers f3 übertragen, die mit ihrer gesamten
Fühlerlänge zur guten Wärmeleitfähigkeit fest gegen die Heizwiderstände rl anliegen,
wodurch ein flinkes Ansprechen der entsprechenden Kontakte erreicht ist. Der Kontakt
f2/la-1c des Temperaturreglers f2 gemäß Fig. 1 schließt bei Erreichen der Laugentemperatur
den Stromkreis für den Programmschaltwerkmotor m, wodurch mit Schaltschritt 32 die
Heizleistung abschaltet. Bevor jedoch Schaltschritt 32 erreicht wird, öffnet der
Kontakt f3/la-lb des nur wenige 0G höher eingestellten Temperaturbegrenzers f3 und
schaltet die Heizleistung direkt ab. Der Temperaturbegrenzer f3 kann nur durch den
Kundendienst von Hand wieder eingeschaltet werden, wodurch ein zu weiteren Schäden
führendes Wiedereinschalten vermieden wird.
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Gemäß Fig. 2 schaltet, wenn die niedrige Temperatur mittels der Wahltaste
bl vorgewählt wurde, zunächst der Kontakt f2/la-lc des emperaturreglers f2 dem Programmschaltwerkmotor
m ein, worauf mit Schaltschritt 32 der Stromkreis für die Heizleistung unterbrochen
ist, Bevor jedoch der Schaltschritt 32 erreicht wird, schaltet der auf die hohe
Laugentemperatur eingestellte Kontakt f2/2 des Temperaturreglers f2 von 2a-2b auf
2a-2c und somit die Heizleistung direkt ab und den Programmschaltwerkmotor m ein.
Die Nachwärme der Heizwiderstände rl, r2 ist noch derart groß, daß anschließend
der Temperaturbegrenzer f3 anspricht und ein Wiedereinschalten der Maschine durch
einen Nichtfachmann vermeidet. Wurde die höhere Laugentemperatur mittels des
wahlschalters
bl vorgewählt, wird der Programmschaltwerkmotor m sofort mit Umschalten des Kontaktes
f2/2a-b auf 2a-c eingeschaltet.
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Für den Fall, daß zusätzlich zulich noch der Temperaturbegrenzer f3
versagt, d.h. Kontakt f3/laMb öffnet nicht, ist in Serie mit diesem ein weiterer
Kontakt f2/3a-3b des Temperaturreglers f2 geschaltet, dessen Ansprechtemperatur
wenige OC über der des Temperaturbegrenzers f3 liegt und im gegebenen Fall die Heizleistung
abschaltet. Der Temperaturregler f2 schaltet die Heizleistung periodisch ein und
aus und zwar so lange, bis der Schaltwerkkontakt b3/1 mit Schaltschritt 32 von 1-1b
auf 1-1a umschaltet und den Stromkreis für die Heizwiderstände r1 unterbricht. Die
Ansprechtemperatur des Kontaktes ~2/3 ist derartig gewählt, daß die Kunststoffwandungen
des Laugenbehälters in Folge thermischer Beanspruchung nicht beschädigt werden.
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Da das Waschgerät mittels eines normalen Schukosteckers mit dem Netz
verbunden ist, können die Stromleiter P und 0 bei jeder Verbindung mit dem Netz
vertauscht sein. Daher ist, um bei einem einseitigen Masseschluß eines oder beide
Heizwiderstände rl, r2 das Aufheizen des entsprechenden Heizkörperteils über die
zulässige Temperatur hinaus zu vermeiden, beiden eine Reihenschaltung der Kontakte
f2/3a-3b des Temperaturreglers f2 und f3/la-lb des Temperaturbegrenzers f3 vor-,
sowie eine Reihenschaltung der Kontakte f2/2a-2b des Temperatureglers f2, b3/1-la
des Programmschaltwerkes und fl/1-3 des Niveauwächters fl nachgeschaltet, wobei
wenigstens ein vor- und ein den Heizwiderständen rl nachgeschalteter Intakt gleichzeitig
(vergl. Fig. 1 Kontakt f2/3, f^/2 und Fig. 3 Kontakt f3/1, f3/2) bzw. in geringen
Zeitabstand
(vergl. Fig. 2 Kontakt f2/2, f2/3) den Hauptstromkreis
nach Erreichen der zulässigen-Temperaturen unterbricht. Somit ist gewährleistet,
daß bei einem einseitigen Masseschluß wenigstens zwei Sicherheitselemente ansprechen,
die ein schnelles und sicheres Abschalten der Heizwiderstände rl, r2 bewerkstelligen.
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Die Flüssigkeitsfühler des Temperaturreglers f2 sowie des Temperaturbegrenzers
f3 sind derartig entlang der Heizwiderstände rl geführt, daß ein Masseschluß, egal
an welchem Ende er auftritt, von diesen erfasst wird.