DE19725745A1

DE19725745A1 - Waschmaschine mit einer Wasserweiche

Info

Publication number: DE19725745A1
Application number: DE19725745A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Graute; Josef Avenwedde; Michael Finke
Original assignee: Miele und Cie KG
Current assignee: Miele und Cie KG
Priority date: 1997-06-18
Filing date: 1997-06-18
Publication date: 1998-12-24
Anticipated expiration: 2017-06-19
Also published as: DE19725745C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Waschmaschine mit einer Wasserweiche zur Herstellung eines Durchflusses von mindestens einem Einlaß auf einen von mehreren wählbaren Auslässen, wobei die Wasserweiche einen Verteilerarm beinhaltet, welcher durch einen Stellmotor in ver schiedene Auslaßstellungen positionierbar ist, mit einer Steuereinrichtung zur Einschaltung des Stellmotors und mit Mitteln zur Sensierung der Position des Verteilerarms. Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Positionieren des Verteilerarms in der Wasserweiche einer sol chen Waschmaschine. Eine Waschmaschine der eingangs genannten Art ist aus der DE 43 35 600 A1 bekannt.

Es ist bei Waschmaschinen üblich, die Wasseranschlußleitung innerhalb des Maschinenge häuses zu verzweigen und über Anschlußleitungen in verschiedene Kammern eines Wasch mitteleinspülkastens zu führen. Hierdurch können dem Laugenbehälter der Maschine während eines Waschprogramms verschiedene Behandlungsmittel zugeführt werden. In der Regel wer den drei Kammern für ein Vorwaschmittel, ein Hauptwaschmittel und einen Weichspüler ver wendet. Es ist bekannt, jeder Anschlußleitung ein Magnetventil voranzustellen, das dem vollen Druck des Wasserversorgungsnetzes stand hält, wobei die Eingänge dieser Magnetventile mit einem druckfesten Schlauch verbunden sind, der zum Anschluß des Hausgerätes an das Wasserversorgungsnetz dient. Zur Vereinfachung der Montage ist es bekannt diese Magnet ventile zu einem Block zu vereinigen. Infolge der Ausführung des Ventilblocks für einen Be triebsdruck von bis zu 12 Bar ist dieser jedoch verhältnismäßig teuer. Auch sonst sind hohe Qualitätsanforderungen an die Ventile zu stellen, die unmittelbar am Wasserversorgungsnetz angeschlossen sind, da bei Betriebsstörungen Überschwemmungen mit hohen Folgeschäden auftreten können.

Aus diesem Grund wird in der DE 43 35 600 A1 der Ventilblock durch ein einziges Magnetventil und eine sich daran anschließende Wasserweiche, dort als Hydraulikverteiler bezeichnet, ersetzt. Diese Wasserweiche wird mittels eines Stellmotors von der Programmsteuerung der Waschmaschine gesteuert, so daß während der verschiedenen Programmabschnitte das zufließende Wasser auf die entsprechenden Kammern des Waschmitteleinspülkastens verteilt werden kann. Damit die Programmsteuerung Stellgrößen für die Motoreinschaltzeit ermitteln kann oder eine Regelung durch Rückführung der Ausgangsgröße "Verteilerposition" möglich ist, ist eine Vorrichtung zur Positionserkennung des Verteilerarms in der Wasserweiche erfor derlich.

In der DE 43 35 600 A1 werden Positionssensoren in Form von Potentiometern oder Rota tionscodierern vorgeschlagen, die eine elektronische Mikroprozessor-Steuerung der Wasch maschine mit elektrischen Signalen versehen, welche die von dem Verteilerarm angenommene Winkelstellung anzeigen. Bei Verwendung einer Mikroprozessor-Steuerung besitzt ein Potentiometer den Nachteil, daß seine Ausgangsspannung zunächst in ein digitales Signal umgesetzt werden muß, wozu ein Analog-Digital-Umsetzer erforderlich ist. Die ebenfalls vor geschlagenen Rotationscodierer besitzen den Nachteil, daß bei drei bis acht möglichen Posi tionen des Verteilerarms mindestens vier Signalleitungen zur Mikroprozessor-Steuerung geführt werden müssen. Will man die bei solchen Rotationscodierern möglichen Ablesefehler verhindern, sind weitere Signalleitungen zur Sicherung erforderlich.

Der Erfindung stellt sich somit die Aufgabe, eine Waschmaschine mit einer Wasserweiche der eingangs genannten Art zu offenbaren, bei dem die Positionssensierung des Verteilerarms si cher und in einfacher Weise möglich ist.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch eine Waschmaschine mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Waschmaschine und vorteilhafte Verfahren zum Positionieren des Verteilerarms in der Was serweiche einer solchen Waschmaschine ergeben sich aus den nachfolgenden abhängigen Ansprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 die Schemaskizze einer erfindungsgemäß aufgebauten Waschmaschine (1);

Fig. 2 die Wasserweiche (8) einer erfindungsgemäß aufgebauten Waschmaschine (1) in Explosionsdarstellung;

Fig. 3 die Draufsicht auf eine mit einem Waschmitteleinspülkasten (20) verbundene Wasserweiche (8)

Fig. 4 die Leiterkarte in der Wasserweiche (8) gemäß Fig. 2 als Einzelheit;

Fig. 5 das Stromsignal der Positionserkennung in der Mikroprozessor-Steuerung an hand eines Zeitdiagramms.

In Fig. 1 ist eine Waschmaschine, insbesondere eine Trommelwaschmaschine allgemein mit 1 bezeichnet. Diese Maschine (1) umfaßt ein Gehäuse (2), innerhalb dessen ein Laugenbehäl ter (3) angeordnet ist. In dem Gehäuse (2) ist ein Einlaßmagnetventil (4) angebracht, über wel ches eine Mikroprozessor-Steuerung (5) die Wasserzufuhr aus dem Versorgungsnetz (25) zum Laugenbehälter (3) steuert. Der Ausgang des Magnetventils führt über einen drucklosen Ver bindungsschlauch (6) zum Einlaß (7) einer Wasserweiche (8). Diese Wasserweiche (8) weist vier Auslässe (9, 10, 11, 12) auf, die über einen Verteilerarm (13) mit dem Einlaß (7) in Verbindung stehen. Zur Bewegung des Verteilerarms (13) in eine der vier Auslaßstellungen dient ein Stellmotor (14), der von der Mikroprozessor-Steuerung (5) über eine Steuerlei tung (15) mit Strom versorgt wird. Vom Verteilerarm (13) erfolgt über eine Signalleitung (16) eine Rückführung seiner Position als Ausgangsgröße zur Mikroprozessor-Steuerung (5).

Die Auslässe sind mit den drei Kammern (17, 18, 19) eines Waschmitteleinspülkastens (20) verbunden. Jede dieser drei Kammern (17, 18, 19) weist eine zum Laugenbehälter (3) führende Auslaßöffnung (21, 22, 23) auf. Der vierte Auslaß der Wasserweiche ist mit einem zum Tür schauglas (nicht dargestellt) führenden Schlauch (24) verbunden. Hierüber kann Wasser unter Umgehung des Einspülkastens (20) direkt in den Laugenbehälter (3) gefüllt werden.

Fig. 2 zeigt den Aufbau des Verteilers anhand einer Explosionszeichnung:
Die einzelnen Bauteile werden von einem zweiteiligen Gehäuse (26, 27) eingeschlossen. Das Gehäuseunterteil (26) und eine darauf aufgesetzte Verteilerplatte (28) bilden eine Aufnahme kammer (29), in die als Einlaß ein Wasserzulaufstutzen (30) geführt ist. Der Zulaufstutzen (30) ist drehbar am Gehäuseunterteil (26) gelagert und kann über eine Rastung (31) in verschiede nen Stellungen arretiert werden (s. Fig. 3). Auf diese Weise ist es möglich, den Verbindungs schlauch (6) an verschiedene, vom Gerätetyp abhängige Positionen des Magnetventils (4) zu verlegen. Zur einfachen Montage des Verbindungsschlauchs (6) kann dieser in eine zylin drische Dichtung (32) in der nach außen gerichteten Öffnung (33) des Zulaufstutzens (30) eingesetzt werden. Das andere Ende (34) des Zulaufstutzens erstreckt sich bis in die Aufnahmekammer (29) hinein und ist von einer Flachdichtung (35) umgeben. Auf dieses Ende ist der Grundkörper (36) des Verteilerarms (13) dichtend aufgesetzt.

Der Verteilerarm (13) ist in der Aufnahmekammer (34) drehbar gelagert. An den Boden (37) des nach unten geöffneten topfförmigen Grundkörpers (36) ist ein Ausgang (38) exzentrisch angeformt. Die Öffnung (39) des Ausgangs (38) ist von einer weiteren Flachdichtung (40) um geben.

Die drehbare Lagerung des Verteilerarms (13) erfolgt durch eine an den Grundkörper (36) an geformte Welle (41), welche durch eine Bohrung (nicht dargestellt) in der Verteilerplatte (28) geführt ist. Hierdurch läßt sich die Öffnung (40) des Ausgangs (39) auf einer Kreisbahn über die Verteilerplatte (28) bewegen. Auf der Kreisbahn sind in der Platte Bohrungen (42, 43, 44, 45) angeordnet. Der Verteilerarm (13) bildet somit eine verstellbare Durchflußstrecke vom Wasser zulaufstutzen (30) zu einer der Bohrungen (42, 43, 44, 45) in der Verteilerplatte (28).

Auf der dem Verteilerarm (13) abgewandten Seite wird auf die Verteilerplatte (28) ein Auslaß- gehäuse (46) aufgesetzt, welches mit Stegen (47) auf der Verteilerplatte (28) vier Kanäle (48, 49, 50, 51) bildet. Diese Kanäle (48, 49, 50, 51) münden in die vier Auslässe (52, 53, 54, 55) der Wasserweiche (8). In die Öffnungen (56, 57, 58, 59) der Auslässe (52, 53, 54, 55) sind weitere zylindrische Dichtungen (60) eingesetzt. Die gesamte Wasserweiche (8) kann mit drei ihrer Auslaßöffnungen (56, 57, 58) direkt auf die Anschlüsse (64, 65, 66) der einzelnen Kammern (17, 18, 19) des Waschmitteleinspülkastens (20) aufgesetzt werden (s. Fig. 3). Dies vereinfacht die Montage der Wasserweiche (8), läßt andererseits durch ihre Trennung vom Waschmitteleinspülkasten (20) eine Verwendung desselben in Waschmaschinen ohne Was serweiche (8) zu. In solchen Waschmaschinen (nicht dargestellt) müssen vom Ventilblock Schlauchleitungen zu den Anschlüssen (64, 65, 66) verlegt werden. Zur Verbindung mit dem Waschmitteleinspülkasten sind am Auslaßgehäuse Befestigungslaschen (67, 68) angeordnet.

Die Drehung des Verteilerarms (13) erfolgt über ein auf die Welle (41) aufgesetztes Zahn rad (69), welches wiederum unter Zwischenschaltung eines Getriebes (70) über einen Stellmotor (14) angetrieben wird. Der Stellmotor (14) ist zum Schutz vor Flüssigkeit in einer Motorkammer (71) angeordnet.

Um den Verteilerarm (13) zuverlässig und genau auf die Bohrungen (42, 43, 44,45) in der Verteilerplatte (28) bewegen zu können, erfolgt eine Rückführung der erreichten Verteilerposi tion an die Mikroprozessor-Steuerung (5), die den Stellmotor (14) mit Strom versorgt. Die hier zu erforderliche Positionserkennung besteht einem federnden, elektrisch verbundenen Dop pelkontakt (72) an einem der Getriebezahnräder (73) und speziell ausgebildeten Leiterbah nen (75) auf einer Leiterkarte (74), die in das Gehäuseoberteil (27) eingesetzt ist.

Fig. 3 zeigt die Leiterkarte (74). Sie besitzt auf einem Kreissegment von ca. 210° eine unun terbrochene Leiterbahn (75), zu der konzentrisch eine unterbrochene Leiterbahn (76) ange ordnet ist. Die Kontaktspitzen (77, 78) des Doppelkontaktes (72) sind derart am Zahnrad (73) angeordnet, daß ihre Bewegungsbahnen jeweils einer Leiterbahn (75, 76) entsprechen und daß die durch die Unterbrechungen (79, 80, 81, 82) hervorgerufenen nichtleitenden Teilabschnitte im Berührungsbereich der ersten Kontaktspitze (77) befinden. Die Unterbrechungen (79, 80, 81, 82) sind an den Stellen angeordnet, an denen sich die erste Kontaktspitze (77) befindet, wenn der Ausgang (40) des Verteilerarms gegenüber einer Bohrung (42, 43, 44, 45) in der Verteilerplatte (28), also in eine der Auslaßstellungen positioniert ist. Durch die Unter brechungen (79, 80, 81, 82) wird die Leiterbahn in leitende Teilabschnitte (83, 84, 85, 86) mit unterschiedlicher Länge geteilt. Eine erste Kontaktschleife (87) am Rand der unterbrochenen Leiterbahn (76) außerhalb des Berührungsbereichs der ersten Kontaktspitze (77) führt zu einem ersten Anschlußpunkt (88). Die ununterbrochene Leiterbahn (75) ist durch eine zweite Kontaktschleife (89) mit einem zweiten Anschlußpunkt (90) verbunden. Aus Sicherheitsgründen sind zusätzlich zweite wirkungsgleiche unterbrochene und ununterbrochene Leiterbahnen (75a, 76a) auf der Leiterkarte angeordnet, die mit einem zweiten Doppelkontakt (72a) in Eingriff stehen. Die Leiterschleifen (87a, 89a) dieser Leiterbahnen sind ebenfalls an die An schlußpunkte (88, 90) geführt. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß trotz Abnutzung einer der Doppelkontakte (72, 72a) noch eine Positionserkennung möglich ist.

Die Anschlußpunkte (88, 90) sind über Signalleitungen (nicht dargestellt) mit der Mikroprozessor- Steuerung (5) der Waschmaschine (1) verbunden. Durch permanente Stromzufuhr zu einer der beiden Anschlußpunkte (88) erhält die Steuerung über den anderen Anschlußpunkt (90) ein Stromsignal (CP), wenn sich die erste Kontaktspitze (77) auf einem leitenden Teilabschnitt (83, 84, 85, 86) der unterbrochenen Leiterbahn (76) befindet. Sie mißt die Dauer dieses Stromsignals (CP), indem sie während der Kontaktzeiten (t_A, t_B, t_C, t_D) die Nulldurchgänge der Netzspannung zählt. Bei Verwendung eines Synchronmotors als Stellmotor (14) besitzt dieses Verfahren den Vorteil, daß eine netzfrequenzabhängige Änderung der Drehgeschwindigkeit des Motors (14) berücksichtigt wird.

In Fig. 4 ist das Stromsignal (CP) der Positionserkennung in der Mikroprozessor-Steue rung (5) anhand eines Zeitdiagramms dargestellt. Die Steuerung (5) wertet die unterschiedli chen Kontaktzeiten (t_A, t_B, t_C, t_D) zur Erkennung der Position des Verteilerarms (13) aus. Zum Ansteuern einer gewünschten Auslaßstellung schaltet die Mikroprozessor-Steuerung (5) die Stromzufuhr zum Stellmotor (14) ein und mißt die Dauer der Stromsignale (CP) beim Überfah ren der leitenden Teilabschnitte (83, 84, 85, 86). Wird das Ende des Stromsignals (CP) nach einer vorgegeben Kontaktzeit (t_A, t_B, t_C, t_D) erreicht, läßt die Steuerung (5) die Stromzufuhr zum Stellmotor (14) für eine Nachlaufzeit (t_N) eingeschaltet, in der der Verteilerarm (13) die endgültige Auslaßstellung erreicht. Hierdurch wird gewährleistet, daß sich die erste Kontakt spitze (77) sicher in einem nichtleitenden Teilabschnitt (79, 80, 81, 82) befindet, was einen de finierten Anfangszustand bei der nächsten Positionierung des Verteilerarms (13) sicherstellt.

Eine Signaländerung wird nur dann registriert, wenn sie länger als beispielsweise das 10- oder 20fache einer Periodendauer der Versorgungsspannung anhält. Hierdurch werden Fehlsignale durch Platinen- oder Kontaktierungsfehler vermieden.

Die Positionierung des Verteilerarms (13) in die für einen Programmabschnitt erforderliche Position erfolgt bereits mit dem Einschalten der Laugenpumpe (nicht dargestellt) im vorherge henden Programmabschnitt. Hierdurch wird eine Verlängerung der Programmlaufzeit durch das Positionieren des Verteilerarms (13) vermieden.

Anstelle des Doppelkontaktes (72, 72a) und der Leiterbahnen (75, 76, 75a, 76a) kann auch ein Schalter auf der Leiterkarte verwendet werden, auf den eine Nockenbahn am Zahnrad wirkt (nicht dargestellt).

Claims

1. Waschmaschine (1) mit einer Wasserweiche (8) zur Herstellung eines Durchflusses von min destens einem Einlaß (7) auf einen von mehreren wählbaren Auslässen (9, 10,11, 12), wobei die Wasserweiche (8) einen Verteilerarm (13) beinhaltet, welcher durch einen Stellmotor (14) in verschiedene Auslaßstellungen positionierbar ist, mit einer Steuereinrichtung zur Einschaltung des Stellmotors (14) und mit Mitteln zur Sensierung der Position des Verteilerarms (13), dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Sensierung der Position des Verteilerarms (13) folgende Elemente bein halten:

- einen Schalter,
- eine Schaltbahn, wobei der Schalter bei der Positionierung des Verteilerarms (13) eine Relativbewegung entlang der Schaltbahn ausführt
- Unterbrechungen der Schaltbahn an Punkten, in denen sich der Schalter in den Auslaß- stellungen des Verteilerarms (13) befindet, wobei die Unterbrechungen die Schaltbahn in Teilabschnitte unterschiedlicher Länge teilen,
- eine Zeitmeßeinrichtung zur Messung der Ein- oder Ausschaltzeiten des Schalters.

2. Waschmaschine mit einer Wasserweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter als mit dem Verteilerarm (13) bewegbarer Kontaktvorrichtung ausgebildet ist und die Schaltbahn eine auf einer Leiterkarte angeordnete Leiterbahn mit Unterbrechungen auf der Bewegungsbahn des Kontaktes enthält.

3. Waschmaschine mit einer Wasserweiche nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter als mit dem Verteilerarm bewegbarer Doppelkontakt (72, 72a) ausgebildet ist, daß die Schaltbahn konzentrisch zur unterbrochenen Leiterbahn (75, 75a) eine ununterbro chene Leiterbahn (76, 76a) beinhaltet und daß der Doppelkontakt (72, 72a) die beiden Leiter bahnen (75, 76, 75a, 76a) elektrisch miteinander verbindet.

4. Waschmaschine mit einer Wasserweiche nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt (72, 72a) auf dem Zahnrad (73) eines Getriebes (70) zwischen Stellmotor (14) und Verteilerarm (13) angeordnet ist.

5. Waschmaschine mit einer Wasserweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltbahn als Nockenbahn am Verteilerarm (13) oder an einem Getriebezahnrad (73) und der Schalter als von Vorsprüngen der Nockenbahn betätigter Mikroschalter ausgebildet ist.

6. Waschmaschine mit einer Wasserweiche nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitmesseinrichtung und die Steuereinrichtung in einer Mikroprozessor-Steuerung (5) der Waschmaschine (1) integriert sind.

7. Verfahren zum Positionieren des Verteilerarms (13) in der Wasserweiche (8) einer Wasch maschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 in eine gewählte Auslaßstellung, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- Einschalten der Stromzufuhr zum Stellmotor (14) durch Steuereinrichtung (5)
- Messen der jeweiligen Kontaktzeiten (t_A, t_B, t_C, t_D) des Schalters während seiner Relativ bewegung zur Schaltbahn
- Abschalten der Stromzufuhr, wenn die Kontaktzeit (t_A, t_B, t_C, t_D) nach beendigtem Ein- oder Ausschalten einer vorgegebenen Dauer entspricht.

8. Verfahren zum Positionieren des Verteilerarms (13) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verlängerung der Stromzufuhr für eine von der Position des Verteilerarms (13) unab hängige Nachlaufzeit (t_N) erfolgt.

9. Verfahren zum Positionieren des Verteilerarms (13) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß daß die Messung der Kontaktzeiten (t_A, t_B, t_C, t_D) durch Zählen der Nulldurchgänge der Versorgungsspannung während der Ein- oder Ausschaltzeiten des Schalters erfolgt.

10. Verfahren zum Positionieren des Verteilerarms nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Signaländerung nur dann registriert wird, wenn sie länger als ein Vielfaches, vorzugsweise das 10- bis 20fache einer Periodendauer der Versorgungsspannung anhält.

11. Verfahren zum Positionieren des Verteilerarms, insbesondere nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ende jedes Programmabschnitts ein Abpumpen der Wasch-/Spülflüssigkeit erfolgt und daß das Positionieren des Verteilerarms (13) für einen Programmabschnitt mit dem Ein schalten der Pumpe im vorhergehenden Programmabschnitt erfolgt.