DE19515902C1

DE19515902C1 - Sicherheitsschalteinrichtung gegen das Trockengehen elektrischer Heizwiderstände für Wasch- und Geschirrspülmaschinen

Info

Publication number: DE19515902C1
Application number: DE19515902A
Authority: DE
Inventors: Magret Thumm-Jorge; Gismar Eck
Original assignee: Bauknecht Hausgeraete GmbH
Current assignee: Bauknecht Hausgeraete GmbH
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1995-04-29
Publication date: 1996-07-11
Anticipated expiration: 2015-04-30

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung gegen das Trockengehen elektrischer Heizwiderstände für Wasch- und Geschirrspülmaschinen mit einem Steuerungsmotor eines Programmschaltwerkes oder einer entsprechenden Software/Hardware-Kombination bei teil- und vollelektrischen Programmsteuerungen und Niveauschaltern zur Überwachung und Regelung des Wasserstandes im Gerät.

Eine derartige Sicherheitsschalteinrichtung ist aus der DE 26 47 616 B2 bekannt. Die beiden Niveauschalter überwachen ein unteres und ein oberes Sicherheitsniveau und werden dazu verwendet, die Zahl der möglichen Wasserstände zu erhöhen, um den Waschvorgang mit einem geringeren Energieverbrauch durchführen zu können. Mit den beiden Niveauschaltern wird jedoch gegenüber den sonst üblichen Sicherheitsschalteinrichtungen keine höhere Sicherheit gegen das Trockengehen des Heizwiderstandes erreicht.

Wie die DE 32 28 744 A1 zeigt, wird der Heizstromkreis normalerweise über einen Niveauschalter eingeschaltet. Dabei wird dem Steuerungsmotor des Programmschalters ein Steuerungskontakt vorgeschaltet, der ein oder zwei Schritte vor dem Steuerungskontakt schließt, der den Heizstromkreis einschaltet. Mit dieser Schaltung ist sichergestellt, daß selbst bei ausbleibendem Wasserzulauf und Phasenanschluß von der Heizungsseite her bei Anschluß der Maschine in einem Netz mit der Schutzart "Nullung" das Trockenheizen ausgeschlossen ist, da der Programmschalter nicht in den Heizschritt gelangen kann.

Wie die DE-OS 19 08 464 zeigt, ist auch eine Sicherheitsschalteinrichtung bekannt, die einen Temperaturregler und einen Temperaturbegrenzer vorsieht. Dabei wird eine Sicherheit für das Trockengehen der elektrischen Heizwiderstände dadurch erreicht, daß wenigstens zwei die Heizung direkt schaltende Kontakte des Temperaturreglers und des Temperaturbegrenzers in Reihe mit den Heizwiderständen geschaltet sind, derart, daß jeweils einer den Heizwiderständen vor- und nachgeschaltet ist. Außerdem ist in die Reihenschaltung der Kontakt eines Niveauschalters einbezogen, dessen Fehlfunktion jedoch nicht überwacht ist.

Die zuvor aufgeführten Sicherheitsschaltungen haben grundsätzlich folgende Nachteile:

Nicht in jedem Fall wird der Ausfall eines Sicherheitselementes bemerkt. Die Redundanz des jeweiligen Systems ist deshalb vom Zeitpunkt des Ausfalls an um eine Stufe reduziert.

Die Reaktionszeit der Temperaturbegrenzer bzw. Thermostate beschränkt die Wirksamkeit. Insbesondere bei der Verwendung von Kunststoffen in der Nähe der Heizwiderstände kann es zu schweren Schäden oder Bränden kommen, bevor die Sicherheitselemente ansprechen. Ferner kann die Wirksamkeit durch evtl. schrägstehende Behälter nicht auf die gesamte Gerätetiefe gewährleistet werden.

Nicht übersehen werden darf auch, daß sogenannte Rohrheizkörper ausbrennen können, wenn sie überhitzt werden, etwa beim Trockengehen. Diese Fehlerart wird von Temperaturbegrenzern oder Thermostaten nicht zuverlässig erkannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sicherheitsschalteinrichtung zu schaffen, die die genannten Nachteile der eingangs erwähnten Sicherheitsschaltungen vermeidet, indem der Ausfall wesentlicher Elemente des Sicherheitssystems spätestens am Ende des aktuellen Nutzungszyklus des Gerätes für den Benutzer leicht erkennbar ist und ihn zum Handeln zwingt, die Reaktionszeiten von Temperaturbegrenzern und Thermostaten keine Rolle spielen und das Risiko eines Trockengehens der Heizkörper zusätzlich erheblich verringert wird.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß zwei Niveauschalter den Normalwasserzustand überwachen und in Reihenschaltung ein Schaltelement steuern, daß das Schaltelement den Steuerungsmotor an steuert und daß der Steuerungsmotor über Steuerungskontakte nach Ablauf einer Vorgabezeit in der der Wasserzulaufphase folgenden Reiz- und Waschphase dem Schaltelement den Heizwiderstand parallel schaltet.

Erst wenn beide Niveauschalter das Normalniveau des Wasserstandes anzeigen und schalten, wird das Einschalten der Heizung vorbereitet und nach einer durch die Steuerung vorgegebenen Zeit über Steuerungskontakte des Steuerungsmotors eingeschaltet.

Bei der Verwendung einer elektronischen Steuerung kann dieser Ablauf auch durch eine entsprechende Kombination von Soft- und Hardware realisiert werden.

Durch den beschriebenen Ablauf werden die Kontakte der Niveauschalter im Normalfall stromlos geschaltet. Dadurch wird ihre Zuverlässigkeit und damit die der Niveauschalter erhöht.

Durch die Parallelschaltung zweier Niveauschalter mit gleichem Schaltwert wird zusätzlich die Wassermengentoleranz verringert.

Die Einbeziehung der Steuerungskontakte des Steuerungsmotors in die Sicherheitsschalteinrichtung ist dabei so gelöst, daß mit dem dem Schaltelement parallelgeschalteten Heizwiderstand zwei Steuerungskontakte in Reihe geschaltet sind, die den Heizwiderstand in der Heiz- und Waschphase anschalten, so daß das Schaltelement allein vom Schaltzustand der Kontakte der Niveauschalter abhängig ist.

Es ist vorgesehen, daß jeder der beiden Niveauschalter in der Ausgangsstellung einen Ansprechstromkreis für den Arbeitsmotor schaltet, der nur in der Heiz- und Waschphase und/oder den nachfolgenden Spülvorgängen über Steuerungskontakte des Steuerungsmotors aufrechterhalten wird, dann kann nach dem Abpumpen des Wassers nach der Heiz- und Waschphase das End- und/oder Zwischenschleudern unterbunden werden, wenn einer der beiden Niveauschalter aus Fehlergründen nicht in ihre Ausgangsstellung zurückkehrt. Der Benutzer erhält am Ende keine geschleuderte Wäsche. Er wird durch diese Störung veranlaßt, den Kundendienst zu rufen und den Schaden beheben zu lassen, bevor ein sicherheitsrelevanter Fehler, der Ausfall des zweiten Niveauschalters, auftritt. Deshalb wird durch die Verwendung von zwei Niveauschaltern nicht allein die Redundanz in bekannter Weise zusätzlich erhöht. In der oben beschriebenen Verschaltung überwachen sich die beiden Schalter gegenseitig.

Als Schaltelement ist nach einer Ausgestaltung ein Relais verwendet. Bei der Verwendung elektronischer Steuerungen kann zum einen der oben beschriebene Ablauf mit einer entsprechenden Software/Hardware-Kombination realisiert werden.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Stromlaufplan einer Schalteinrichtung mit konkreten Bauteilen,

Fig. 2 das zugehorige Schaltschema der Steuerungskontakte des Steuerungsmotors, und

Fig. 3 das zugehörige Schaltschema für eine Elektroniklösung.

Der Stromlaufplan nach Fig. 1 zeigt die Sicherheitsschalteinrichtung in der Start- und Wasserzulaufphase, in der nur der Steuerungskontakt tm5 des Steuerungsmotors StM (Programmschalters) geschlossen ist. Über die Ruhekontaktseite 1-2 des Relais R und den Steuerungskontakt tm5 ist ein Stromkreis für das Wasserzulaufventil WV geschlossen. Solange der Normalwasserstand nicht erreicht ist, bleiben die Kontakte nv1 und nv2 der Niveauschalter NV1 und NV2 in ihren Ruhestellungen 1-2. Die Stellung der Steuerungskontakte tm3 und tm4 ist nicht relevant. Der Steuerungsmotor StM wird in der Start- und Wasserzulaufphase nicht angesteuert.

Wenn die Niveauschalter NV1 und NV2 ihre Schaltpunkte erreichen, nehmen ihre Kontakte nv1 und nv2 die Arbeitsstellung 1-3 ein. Dabei ist die Schaltfolge nicht relevant. Die Kontakte nv1 und nv2 schalten das als Relais ausgebildete Schaltelement R ein, das auch als elektronisch arbeitende Schalteinrichtung ausgelegt sein kann. Mit dem Kontakt r (1-3) des Schaltelementes R wird das Wasserzulaufventil WV abgeschaltet und der Steuerungsmotor StM angesteuert und somit weitergeschaltet. Nach Ablauf einer durch die Steuerung vorgegebenen Zeit werden die Steuerungskontakte tm1 und tm2 geschlossen und der Heizwiderstand H (mit dem evtl. vorgeschalteten Thermostaten Th) dem Schaltelement R parallelgeschaltet. Damit wird die Heiz- und Waschphase eingeleitet. Die Steuerungskontakte tm3 und tm4 sind im Stromkreis des Arbeitsmotors AM wirksam. Der Waschvorgang kann beginnen.

Nach der Heiz- und Waschphase werden die Steuerungskontakte tm1, tm2 und tm5 geöffnet, während der Steuerungskontakt tm6 geschlossen wird und die Ansteuerung des Steuerungsmotors StM übernimmt und zwar auch dann, wenn das Schaltelement R wieder in die Ausgangsstellung zurückkehrt. Nach einer durch die Steuerung vorgegebenen Zeit wird das Wasser abgepumpt und die Niveauschalter NV1 und NV2 erreichen ihr Rückschaltniveau. Die Kontakte nv1 und nv2 kehren in ihre Ausgangsstellung 1-2 zurück. Der Spülvorgang und der Schleudervorgang laufen in bekannter Weise ab, da die Kontakte nv1 und nv2 der Niveauschalter NV1 und NV2 den Stromkreis für den Arbeitsmotor AM schließen und zwar unabhängig von der Stellung der Steuerungskontakte tm3 und tm4, die ja, wie Fig. 2 zeigt, während des Schleudervorganges nicht geschlossen sind. Der Schleudervorgang findet daher nur statt, wenn beide Niveauschalter NV1 und NV2 ihre Ausgangsstellung erreicht haben. Die Steuerungskontakte tm3 und tm4 können auch bei jedem Zwischenschleudervorgang geöffnet sein, so daß auch das Zwischenschleudern unterbleibt.

Im Fehlerfall erhält der Benutzer keine geschleuderte Wäsche und ist gezwungen, den Kundendienst zu rufen und den Schaden zu beheben. Damit ist eine wesentlich höhere Sicherheit gegen das Trockengehen des Heizwiderstandes H erreicht. Da die Sicherheitsschalteinrichtung symmetrisch aufgebaut ist, wird auch ein Masseschluß immer durch einen der beiden Niveauschalter und einen Steuerungskontakt abgesichert. Für den Benutzer werden durch die Steuerungskontakte tm3, tm4 und tm6 leicht erkennbare, jedoch nicht sicherheitsrelevante Störungen gezielt erzeugt, die in der Regel den gewünschten Effekt - Kundendienst, Schadensbehebung - zur Folge haben.

Bei der Verwendung einer elektronischen Steuerung kann der beschriebene Ablauf auch durch eine entsprechende Kombination von Soft- und Hardware realisiert werden.

Claims

1. Sicherheitseinrichtung gegen das Trockengehen elektrischer Heizwiderstände für niveaugeregelte Wasch- und Geschirrspülmaschinen mit einem Steuerungsmotor eines Programmschaltwerkes oder einer entsprechenden Software/Hardware-Kombination bei teil- und vollelektronischen Programmsteuerungen und Niveauschaltern zur Überwachung und Regelung des Wasserstandes im Gerät, dadurch gekennzeichnet,
daß zwei Niveauschalter (NV1, NV2) den Normalwasserzustand überwachen und in Reihenschaltung ein Schaltelement (R) steuern,
daß das Schaltelement (R) den Steuerungsmotor (StM) ansteuert und das Wasserzulaufventil (WV) abschaltet und daß der Steuerungsmotor (StM) über Steuerungskontakte (tm1, tm2) nach Ablauf einer Vorgabezeit in der der Wasserzulaufphase folgenden Heiz- und Waschphase dem Schaltelement (R) den Heizwiderstand (H) parallelschaltet.

2. Sicherheitsschalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem dem Schaltelement (R) parallelgeschalteten Heizwiderstand (H) zwei Steuerungskontakte (tm1, tm2) in Reihe geschaltet sind, die den Heizwiderstand (H) in der Heiz- und Waschphase anschalten bzw. eine entsprechende Schaltlogik über eine elektronische Steuerung (Hard-/Software) realisiert wird.

3. Sicherheitsschalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Niveauschalter (NV1, NV2) in der Ausgangsschaltstellung einen Ansprechstromkreis für den Arbeitsmotor (AM) schalten, der nur in der Heiz- und Waschphase und/oder den nachfolgenden Spülvorgängen über Steuerungskontakte (tm3, tm4) des Steuerungsmotors (StM) aufrechterhalten wird, bzw. eine entsprechende Schaltlogik über eine elektronische Steuerung (Hard-/Software) realisiert wird.

4. Sicherheitsschalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Schaltelement (R) ein Relais verwendet ist.