-
Schaltungsanordnung zum automatischen Steuern eines Wäsche-
-
behandlungsgerdtes bzw. eines Geschirrspülers Die Erfindung bezieht
sich auf eine Schaltungsanordnung zum automatischen Steuern eines Wäschebehandlungsgerätes
bzw.
-
eines Geschirrspülers die einen Programmwahlschalter, indestens je
einen Wasserstandsgeber und Temperaturgeber, ein durch einen Schrittmotor antreibbares
Programmsteuergerät mit wenigen Leistungskontakten zur Betätigung von Magnetventilen,
Pumpenmotor und Heizung und einer Reihe von Steuerkontakten für kleine Spannungen
bzw. Strt;me und ferner Einrichtungen zum Steuern des Motors fur den Wäschebeweger
bzw.
-
für den Laugenumlauf und zum Steuern des Schrittmotors enthält.
-
Bisher übliche Programmsteuergeräte sind mit einer gesonderten Zeitgeberscheibe
ausgestattet, die abhängig vom Antrieb des Programmsteuergerätes und einer vorbestimmten
Anordnung von Nockenschaltern einerseits den Schrittmotor des Steuergerätes und
andererseits Reversier-Rhytmen an die Steuereinrichtung für den Wäschebeweger-Antrieb
abgibt. Derartig aufgebaute Steuergeräte sind jedoch verhältnismäßig kompliziert
im Aufbau und bei einmal festgelegtem Zeitablauf-Prograim nicht ohne weiteres umprogrammierbar.
-
Wegen der Wünsche nach verbesserter Raumausnutzung, Servicefreundlichkeit,
leichterer Programmierbarkeit und geringerem Stromverbrauch werden seit einiger
Zeit Versuche unternommen, die zustandsabhängigen Geber (z.B. Temperaturgeber, Wasserstandsgeber
usw.) und vergleichbare Funktionselemente in elektronischer Technik auszuführen.
-
Da eine Umsetzung der bisher üblichen elektromechanischen systeme
in elektronische Systeme fur eine Wäschebehandlungsmaschinen-Steuerung an sich sinnvollerweise
umfassend sein sollte, hat man bereits derartige Programmsteuerschaltungen entwickelt,
deren Programmsteuergerät ebenfalls in elektronischer Technik ausgeführt ist.
-
Ein solches Programmsteuergerät ist aus der DT~AS 15 85 681 bekannt.
Das bekannte Programmsteuergerät enthält einen Zeitgeber, der aus einem elektronischen
Zählwerk besteht und mit einem elektronischen Steuerwerk zusammenarbeitet und zusammengefaßt
ist. Der Programmablauf ist abhängig von Signalen am Eingang des Programmsteuersgerätes,
die am Ende jedes Programmabschnittes und während des Laufes der Wäschetrommel bei
jeder Trommelumdrehung einmal abgegeben werden. Derartige Schaltungen sind zwar
prinzipiell technisch verwertbar und fortschrittlich, jedoch stehen ihrer breiten
Anwendbarkeit wenigstens zur Zeit wesentliche Hindernisse entgegen, die nachfolgend
erläutert werden.
-
An den Ausgängen einer solchen Programmsteuerschaltung liegen Steuersi8nale
an, deren Energie zu; Steuern elektromechanischer Umsetzer (Relaiz, Schütze) und
zur Detätigung von Arbeitselementen eines Mäschebehandlungsgerätes (Magnetventile,
Laugenpumpe, Heizung, Antriebsmotor) bei weiten nicht ausreicht. An jedem Ausgang
ist deher kostspieligerweise ein
weiterer Operationsverstärker nötig.
Um ierner alle Vorteile der elektronischen Schaltung zu nutzen, können die Arbeitselemente
zweckmäßgerweise durch Thyristoren oder Triacs gesteuert werden, deren Steuerleistungen
jedoch ebenialls weit über die jeweilige Leistung der Ausgangssignale einer elektronischen
Programmsteuerschaltung hinaus gehen, daher also ebenfalls über Operationsverstärker
angesteuert werden müssen.
-
Ferner sind ohnehin mechanisch-elektrische Wandler für die Eingabe
der gewünschten Programmkommandos erforderlich.
-
Weiterhin ist ein elektronisches Programmschritt-Anzeigesystem im
Vergleich zu den bisher üblichen mit den mechanischen Programmsteuergeräten gekoppelten
Anzeigesystemen zu aufwendig.
-
Weiterhin ist noch keine kostenmäßig vergleichbare Lösung erkennbar,
durch die ein einmal im Verlaufe eines gewählten Waschprozesses erreichter Zustand
bzw. Programmschritt bei einer Unterbrechung der Stromversorgung für länger als
etwa 5 Sekunden auirechterhalten werden kann. Ein mechanisches Programmsteuergerät
bleibt bei Stromunterbrechung einfach stehen und nimmt seine Arbeit nach dem Wiedereinschalten
an der Stoppstetle wieder auf, während ein elektronisches Programmsteuergerät seinen
Schaltzustand beil Abschalten der Stromversorgung aufgibt und nach dem Wiedereinschalten
das eingestellte Programm von vorne beginnt.
-
Für die Zeit des Überganges bis zur Lösungder oben beschriebenen systemimmanenten
Probleme der völlelektronischen Steuerschaltung hat ian bereits versucht, das eine
oder andere ?unktionselement lektroniuch auszuführen ünd mit anderen herköimlichen
Funktionselementen und einem bisher üblichen mechanischen
Programmsteuergerät
zu einer gemischten Schaltung zu kombinieren. Dabei wurden andere Schwierigkeiten
offenbar. Beispielsweise sind die üblicherweise zum Schalten hoher Leistungen vorgesehenen
Kontakte nicht geeignet, derartig geringe Leistungen der Signale von elektronischen
Funktionselementen in gleichbleibender Qualität zu schalten. Abgesehen davon, lassen
sich die Vorteile von elektronischen Schaltungen nur dann nutzen, wenn durch sie
auch die Abmessungen des mechanischen Programmsteuergerätes nennenswert verringert
werden können. Das ist Jedoch bei einer derartigen Lösung nicht ohne weiteres möglich.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Vorteile der Elektronik
weitgehend für eine Programmsteuerschaltung nutzbar zu machen, ohne ihre oben beschriebenen
Nachteile zu übernehmen. Dabei sollen die Wünsche nach besserem Raumnutzungsfaktor,
Servicefreundlichkeit, leichterer Programmierbarkeit und geringerem Stromverbrauch
berücksichtigt und die Vorteile eines durch einen Schrittmotor antreibbaren mechanischen
Programmsteuergerätes genutzt werden.
-
Srfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Einrichtung
zum Steuern des Motors für den Wäschebeweger bzw. für den Laugenumlaui und zum Steuern
des Schrittmotors vom Programmsteuergerät getrennt und unabhängig ist und einen
elektronischen Tmpulsgenerator enthält, dessen Ausgang einerseits an den Schrittmotor
des Programxsteuergerätes und andererseits über den Programmwahlschalter an die
Einrichtung zum Steuern des Motors für den Wäsehbeweger bzw. für den Laugenumlaui
angeschlossen ist und an dessen Eingänge zustandsabhängige Geber, ein elektronischer
Zeittaktgeber, ProgrammverknüpiunLsschaltuagen des Programmwahls chalters und eine
Bückmeldeverbindung vom Prograimsteuergerät gesohal tet sind.
-
Eine erfindungsgemäß vorgesehene Trennung des Zeitgebers vom Programmsteuergerät
ermöglicht den Einsatz eines Programmsteuergerätes, das sowohl für Wäschebehandlungsmaschinen
als auch für Geschirrspüler verwendbar ist. Ferner ist ein gesondert vorgesehener
und elektronisch ausgerösteter Zeittaktgeber im Gegensatz zu einem sechanischen
Zeittaktgeber üblicher Bauart leichter programmierbar und hat auch ein breiteres
Spektrum von Impuls längen und Impulspausen. Durch den elektronischen Iipulsgenera
tor können vorteilhafterweise sämtliche Steuerfunktionen mit geringer Spannung und
geringem Strom ausgeführt werden.
-
Das mechanische Programmsteuergerät benötigt nur noch wenige Leistungskontakte
(z.B. 5 Kontakte) für die Magneten tile, die Laugenpumpe und die Heizung. Die Mehrzahl
der Kontakte, die lediglich Steuerströme bzw. Steuerspannungen zu schalten haben,
können erheblich kleiner sein und daher ein preisgünstiges und platzsparendes Programmsteuergerät
ermöglichen. Beispielsweise können auf einer Schaltscheibe mehrere konzentrische
Bahnen mit mehreren Schleifern zusammenarbeiten, die wegen der niedrigen Spannungen
einen sehr geringen Abstand von beispielsweise # mm haben dürfen.
-
Eine Programmanzeigeeinrichtung kann in bekannter Reise durch einen
aut das Programisteuergerät gesteckten Zeiger besonders preiswert realisiert werden.
-
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung enthält der elektronische
Impuls generator eine Impulsformerstufe, die aus den unterschiedlichen Eingangssignalen
Ausgangs signale immer gleicher Art und Größe formt. Durch eine derartige Einrichtung
in Impulsgenerator wird nämlich zichergestellt, daß das Programmteuergerät störungsfrei
weitergeschaltet werden kann.
-
Damit mehrere unterschiedliche Werte einer physikalischen oder chemischen
Größe während des Arbeitsablaufes eines Behandlungsprogrammes durch einen kombinierten
Geber wahlweise erwartet werden können, sind die zustandsabhängigen Geber in besonders
vorteilhafter Weise vom Programmwahlschalter vorbereitend einstellbar und ihre Ausgänge
direkt mit dem Impulsgenerator verbunden.
-
In einem trocknenden Waschvollautomaten kann es von besonders großem
Vorteil sein, eine elektronische Feuchtigkeitsmessvorrichtung vorzusehen, deren
Vorbereitungseingang in gleicher Weise wie die anderen zustandsabhängigen Geber
mit dem Programmwahlschalter und deren Ausgang mit dem erfindungsgemäßen Impulsgenerator
verbunden sind.
-
Ferner ist der Impulsgenerator besonders vorteilhaft dazu geeignet,
auch von an einen oder mehrere Eingänge des I-pul sgenerators angeschlossenen Sicherheitseinrichtungen
Ausgangssignale aufzunehmen, die bei Sachwerte oder Personen gefährdenden Unregelmäßigkeiten
im maschiehtechnischen Arbeitsablaut ausgelöst werden.
-
Ein nach der Erfindung aufgebautes elektronisches Programmsteuersystem
kann zweckmäßgerweise auch einen elektronischen Programnwahlschaltcr mit Sensor-Tasten
enthalten.
-
Anhand eines in der Zeichnung beispielsweise dargestellten Blockschaltbildes
für einen trocknenden Wasohvollautoiaten ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung
nachstehend näher erläutert.
-
bia Schaltungsanordnung enthält als wesentliche Teile ein rograimsteuergerät
1, einen Antriebsmotor 2 tur den Wäschebeweger
und eine Einrichtung
- nachiolgend der Einfachheit halber als Elektronik 3 bezeichnet - zum Steuern des
Antriebsmotors 2 und des Schrittmotors ii des Programmsteuergerätes i. Die Elektronik
3 enthält einen Programmwahlscbalter 4, einen Impulsgenerator 5, einen Zeittaktgeber
6, einen Wasserstandsgeber 7, einen Temperaturgeber 8 und eine elektronische Feuchtigkeitsmesseinrichtun
9. Ferner ist eine elektronische Antriebsmotor-Steuerschaltung 20 vorgesehen, die
über den Programmwahlschalter 4 von den erreichten Zuständen während des Arbeitsablaufes
bzw. vom Programm einerseits und andererseits von einer Unwuchtmeßeinrichtung 21
und einer sogenannten Parkautomatik 22 beeinflußt werden kann. Die Parkautomatik
22 ist eine Einrichtung, die dafür sorgt, daß die Wäschetrommel am Ende eines abgelauienen
Programms in einer Stellung stehen bleibt, in der die einwandfreie Beladung der
Trommel bzw. Entnahme der Wäsche aus der Trommel möglich ist. Ferner kann an die
Steuerschaltung 20 auch ein Türöffner 23 angeschlossen sein, der einerseits für
den sicheren Verschluß der Waschmaschinentür bzw. des Waschmaschinendeckels während
der Bewegung der Trommel bzw.
-
bei gefülltem Laugenbehälter und andererseits für die Entregelung
der Tür bzw. des Deckels sorgt, wenn keine Gefahr besteht, diesen ZU öffnen.
-
Zur Kontrolle über das am Programmwahlschalter 4 eingestellte Programm
ist eine Programmanzeigevorrichtung 41 vorgesehen. An den Impulsgenerator 5 sind
ferner noch Sicherheitseinrichtungen 51 bis 53 angeschlossen von denen die Einrichtung
51 beispielsweise ein Temperaturwächter sein kann, der bei einer.Maximaltemperatur
ein Warnsignal an den Impulsgenerator abgibt. Die Einrichtung 52 kann beispielsweise
ein sogenanntes Leckanzeigegerät sein, welches im Boden oder unterhalb
des
Wäschebehandlungsgerätes an einer Stelle angeordnet ist, die beim ungewollten Austritt
von Wasser als erste benetzt wird. Die Einrichtung 53 kann beispielsweise ein Drehzahlwächter
sein, der durch die Trommeldrehung betätigt wird und beispielsweise dazu dient,
einen Eingriff in den Laugenbehälter zu verhindern, solange sich die Trommel noch
bewegt.
-
All die beschriebenen Einrichtungen können von Fachleuten nach den
Angaben eines Auftraggebers mit bereits bekannten technischen Mitteln realisiert
werden. Es ist daher nicht nötig, auf die jeweilige Ausiührung bzw. Innenschaltung
der Einrichtungen im einzelnen einzugehen. Die Zusammenschaltung der beschriebenen
Einrichtung innerhalb der Elektronik 3 ist durch Wirkpfeile entsprechend festgelegt.
Die Wirkverbindungen 12 führen Steuerspannungen oder -ströme und sind einerseits
an kleine Leistungen schaltende Kontakte des Programmsteuergerätes 1 und andererseits
an nicht näher dargestellte Verknüpfungsglieder des Programmwahlschalters 4 angeschlossen.
An die Leistungsschalter des Programmsteuergerätes 1 sind im einzelnen die Leitungen
l3Cbis 17 angeschlossen, von denen die Leitungen 13 bis 15 beispielsweise zu nicht
dargestellten Magnetventilen, die Leitung 16 zur nicht dargestellten Laugenpumpe
und die Leitung 17 zirebenfalis nicht dargestellten Heizung führen. An den Wirkpieil
18 kann eine nicht dargestellte mechanische Anzeigeeinrichtung angeschlossen sein.
Diese Anzeigeeinrichtung gibt Auskunft über den jeweiligen Stand des Programmablaufes
und kann im einfachsten Fall aus einem auf die sich drehende Achse des Prograimsteuergerä
tes 1 gesteckten Zeiger und einer unterlegten Skala bestehen.
-
Die Bückmeldeverbindung 19 ist zum Quittieren der ausgeiUhrten Schaltbeiehle
des Impulsgenerators 5 vorgesehen.
-
Im folgenden sei anhand eines beispielsweise angenommenen Programmablaufes
die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung in einem trocknenden
Waschvollautomaten erläutert. Die Bedienungsperson tastet ein bestimmtes Programm
in den Programmwahlschalter 4 ein und startet mit Hilfe einer im Programmwahlschalter
vorgesehenen Starttaste.
-
Dabei wird eine bestimmte Verknüpfung hergestellt, die beispielsweise
zum Ntzen der Wäsche ein niedriges Laugenniveau am Wasserstandsgeber 7 vorbereitend
einstellt. Das entsprechend eingestellte Programm wird an der Programmanzeige einrichtung
41 angezeigt. Ferner wird der Motorelektronik 20 ein Signal übermittelt, für den
Antriebsmotor 2 den Normalgang vorzusehen. Schließlich wird dem Impulsgenerator
5 das Kommando gegeben, das Programmsteuergerät 1 zu starten.
-
Der erste Impuls gelangt daher zum Schrittmotor ii und schaltet das
Programmsteuergerät in die erste Position. In dieser Position wird beispielsweise
über die Leitung 13 ein Magnetventil betätigt und tiber eine der Steuerleitungen
12 und den Programmwahlschalter 4 die Steuerschaltung 20 zur Betätigung des Antriebsmotors
2 veranlaßt.
-
Es wird angenommen, daß im eingewählten Programm keine Vorwäsche vorhanden
ist, eo daß die ihr zugehörigen Progranischritte überfahren werden müssen. Dafür
ist beispielsweise der Zeittaktgeber 6 vorgesehen, der Portschaltimpulse über den
Impuls generator 5 an den Schrittmotor ii abgibt. Während der ersten Fortschalttakte
wird der Wasserstandsgeber 7 auf ein Hauptwasch-Niveau eingestellt. Vorher hat jedoch
das Programmsteuergerät bereits die erste Position für den Hauptwasobgang erreicht
und bleibt dort stehen, bis der Wasserstandsgeber 7 an den Impulsgenerator meldet,
daß das geforderte Laugenniveau erreicht ist. Der Impulsgenerator 5 gibt daher wiederum
einen Impuls an den Schrittmotor ii, wodurch das Prograimsteuergerät 1 in die nächste
Position gefahren wird, und dadurch die Span
nung von der Leitung
13 abgeschaltet1 so daß das Magnetventil schließt. In dieser neuen Position des
Programmsteuergerätes 1 wird über die Leitung i7 die Heizung eingeschaltet und die
Lauge solange aufgeheizt, bis ein vorher vom Programmwahlschalter 4 dem Temperaturgeber
8 vorgegebener Temperaturwert erreicht ist. Dann meldet der Temperaturgeber 8 das
Erreichen an den Impulsgenerator 5, der seinerseits einen Fortschaltimpuls auf den
Schrittmotor 11 gibt, so daß das Programmsteuergerät i in die nächste Position gefahren
wird. Während der nächsten Schritte des Programmsteuergerätes i werden über eine
der Leitungen 12 jeweils Steuersignale zur fortschreitenden, gegebenenfalls alternierenden,
jedenfalls aber intervallweisen Betätigung des Antriebsmotors 2 mit Waschgangdrehzahl
gegeben. Die Jeweilige Fortschaltung des Programmsteuergerätes 1 kann in dieser
Phase beispielsweise vom Taktgeber 6 gesteuert werden.
-
Sobald vom Programmsteuergerät 1 eine den Hauptwaschgang beendende
Position erreicht worden ist, wird über die Leitung 13 erneut das Magnetventil betätigt,
damit frisches Wasser zur Abkühlung der heißen Waschlauge zufließen kann. Sobald
vom Temperaturgeber das Unterschreiten eines bestimmten vorgegebenen Temperaturwertes
wiederum an den Impulsgenerator 5 gemeldet wird, schaltet der Schrittmotor ii durch
einen vom Impulsgenerator ausgelösten Impuls das Programmsteuergerät 1 in die nächste
Position, so daß das Magnetventil wieder geschlossen und stattdessen über die Leitung
16 die Laugenpumpe angeschaltet wird. Währenddessen kann dem Antriebsmotor 2 beispielsweise
alternierendes Wäschebewegen befohlen werden.
-
Dabei kann der Wasserstandsgeber 7 wiederum ein vorgegebenes Laugenniveau
an den Impulsgenerator 5 melden der dann wieder einen Fortschaltimpuis über den
Sohrittmotor ii an das Pro-6rammsteuergerät abgibt. Entsprechend einer durch den
tmpul8-generator
oder durch das Programmsteuergerät vorgegebenen
Schaltung bzw. Kontaktanordnung wird eine Anzahl von Spülgängen durchlaufen, an
deren Ende schließlich das gesamte Spülwasser durch die Laugenpumpe abgepumpt wird.
-
Danach wird über den Programmwahlschalter die Steuerschaltung 20 für
den Antriebsmotor 2 in der Weise aktiviert, daß ein anschließendes Schleuderprogramm
selbsttätig abläuft.
-
Innerhalb dieses Schleuderprogramms kann der Unwuchtgeber 21 aui die
Steuerschaltung einwirken.
-
Nach Abschluß des Schleuderprogramms stellt der Programmwahlschalter
4 einen von der Bedienungsperson eingetasteten Trockengrad an der elektronischen
Feuchtigkeitsmeaeinrichtung 9 ein, deren Ausgangssignal beim Erreichen dieses Trockengrades
an den Impulsgenerator übermittelt wird, und schaltet das Programisteuergerät über
den Impulsgenerator in eine die Trocknerheizung betätigende Position. Dieser Impulsgenerator
schaltet nach Erreichen des vorgegebenen Trookecngrades das Programmsteuergerät
erneut in die nächste Position, wobei die Trocknerheizung ausgeschaltet wird, das
evtl. vorhandene Trocknergebläse sowie der Antriebsmotor 2 jedoch noch weiterlaufen.
Vom Taktgeber 6 kann dann die Weiterschaltung des Programmsteuergerät es l bis in
die Endposition übernommen werden.
-
Im dargestellten Ausführungsbeispiel enthält das Blockschaltbild einige
Einrichtungen, die bei anderen Arten von Wäschebehandlungsmaschinen und bei Geschirrspülern
nicht vorhanden sein müssen. Beispielsweise kann die elektronische Feuchtigkeitsaesseinrichtung
bei Waschautomaten entiallen, iiir die keine Trockeneinrichtung vorgesehen ist.
Ferner können auch einzelne Sicherheitseinrichtungen 51 bis 53 oder einzelne
Schalt-
oder Uberwachungseinrichtungen 2 1 bis 23 für die Steuerschaltung 20 des Antriebsmotors
2 entfallen. Die zustandsabhängigen Geber -7 bis 9 können nach bisher bekannten
Prinzipien mechanisch, elektromechanisch oder elektronisch aufgebaut sein. Wesentlich
für den Einsatz in der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist lediglich, daß
ihre Ausgangssignale im Steuerspannungsbereich der Elektronik liegen.
-
6 Patentansprüche i Figur