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Elektrisches Programmsteuergerät
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Die Erfindung betrifft ein elektrisches Programmsteuergerät, vorzugsweise
zur Verabfolgung von Mehrfachprogrammen, zur automatischen Steuerung einer Haushaltsmaschine,
mit einem intermittierend fortstellbaren Programmträger, der abhängig von seiner
Einstellung relativ zu einer Kontaktvorrichtung die jeweiligen Schaltzustände der
zu steuernden Haushaltsmaschine bestimmt.
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Zweck der Erfindung ist es, die Anwendbarkeit und Betriebssicherheit
derartiger elektrischer Programmsteuergeräte, die zur Steuerung automatischer Haushaltsmaschinen
verwendet werden, zu verbessern.
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Es ist ein elektrisches Programmsteuergerät bekannt, bei welchem die
elektromotorisch angetriebene Programmsteuerwelle, mit dem kontinuierlich laufenden
Antriebsmotor über eine elektro-magnetisch steuerbare Kupplungseinrichtung verbindbar
ist.
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Durch den kontinuierlich laufenden Antriebsmotor wird eine Reversierschalteinrichtung
fortlaufend angetrieben, welche der Umsteuerung der Drehrichtung der Waschtrommel
dient.
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Die Steuerung der elektro-magnetischen Kupplung für die Programmsteuerwelle
erfolgt durch einen kurzzeitig verabfolgten Impuls eines Impulsgebers, welche die
elektromagnetische Kupplung einleitend betätigt.
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Über eine mit der Programmsteuerwelle umlaufende Nockenscheibe wird
dann durch die vom Impulsgeber bewirkte einleitende Betätigung der elektro-magnetischen
Kupplung ein Kontakt geschlossen, der den Impulsgeberkontakt überbrückt und die
Bestromung der elektro-magnetischen Kupplung solange übernimmt bzw. aufrecht erhält,
bis die Programmsteuerwelle genau eine volle Schrittbewegung vollzogen hat.
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In diesem Moment wird dann durch die betreffende Nockenscheibe der
überbrückende Kontakt wieder geöffnet, die elektromagnetische Kupplung gelöst und
die Programmsteuerwelle somit wieder stillgesetzt.
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Diese Form eines elektrischen Programmsteuergerätes ist auch in Verbindung
mit einem flachen Programmteller mit konzentrischen, lateralen Nockenbahnen bekanntgeworden,
der in der Funktion der Programmsteuerwelle mit ihrem Nockenscheibenpaket entspricht,
in räumlicher Hinsicht jedoch zweifellos günstigere Abmessungen zur Folge hat.
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Die den Impulskontakt durch einen von ihr betätigten Kontakt überbrückende
bzw. ablösende Nockenscheibe ist in diesem Falle ebenfalls als eine Nockenbahn des
flachen Programmtellers ausgebildet. Der größeren Genauigkeit wegen ist hierzu auch
schon eine äußere radial abtastbare Nockenbahn bekannt, welche über einen diese
abtastenden Zwischenhebel einen Kontakt beeinflußt.
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Die Impulsdauer des auslösenden Impulses ist bei dieser bekannten
Ausführungsform eines Programmsteuergerätes zwangsläufig zeitlich kürzer, als die
Dauer der Betätigung des überbrückenden Kontaktes.
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Die Programmsteuerwelle mit ihrem Nockenscheibenpaket bzw.
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der flache Programmteller mit konzentrischen Nockenbahnen sind bezüglich
des von diesen zu verabfolgenden Programmumfanges so ausgelegt, daß diese sämtliche
überhaupt in einem Steuerprogramm vorkommenden Programmschritte nach ihren Programmphasenkriterien
(Programmschaltzustand, Programmphasenzeit, physikalische Zustandsbedingung der
Programmphase) nach der zeitlichen Folge ihres Auftretens geordnet, beinhalten.
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Zur Verwirklichung einzelner tatsächlich erforderlicher Programme,
werden dann aus dem vom Programmträger (Programmsteuerwelle mit Nockenscheibenpaket,
Programmteller) umfaßten sogenannten Maximalprogramm diejenigen Programmschritte
während des Programmablaufes durch schnelles Überfahren eliminiert, welche in dem
speziellen zu verwirklichenden Programm nicht erforderlich sind, bzw. nicht benötigt
werden oder aber gar nicht zulässig sind.
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Hierzu sind auf dem Programmträger zusätzliche, weitere Kontakte beaufschlagende
Nockenscheiben bzw. Nockenbahnen vorgesehen, welche diese Uberfahrvorgänge durch
jeweiliges kurzzeitiges Einschalten der elektro-magnetischen Kupplung steuern; auch
hierbei wird dann wieder die genaue Endabschaltung des Schrittes durch den schon
vorerwähnten, überbrückenden Schrittendkontakt vorgenommen, der durch eine Nockenscheibe
oder Nockenbahn betätigbar ist. Die für die einzelnen Überfahrvorgänge verantwortlichen
Kontakte werden durch Schalter wirksam gemacht, welche mit diesen Kontakten in Reihe
geschaltet sind und vor Beginn des Programmablaufes durch die bedienende Person
zu betätigen sind.
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Aus dem beschriebenen Aufbau der Funktionsweise dieses bekannten Programmsteuergerätes
geht hervor, daß während eines Programmablaufes eine Vielzahl von Kontakten zu betätigen
sind, für welche eine ebenso große Anzahl von Betätigungselementen oder Betätigungsgliedern
vorzusehen ist. Hierdurch ergeben sich erhebliche Kosten und Störungsanfälligkeiten;
außerdem ist der Raumaufwand bedeutend; er kann durch die Verwendung eines flachen
Programmtellers nur zu einem gewissen Teil reduziert werden.
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Bei einem anderen bekanntgewordenen elektrischen Programmsteuergerät
wird eine zusätzliche Variation des Programmablaufes dadurch ermöglicht, daß der
mit der Programmsteuerwelle fest über ein Getriebe verbundene Antriebsmotor während
des
Programmablaufes bei verschiedenen Programmschritten in seiner
Drehzahl variiert, d.h. entweder beschleunigt oder verzögert wird. Auch hierzu sind
mit der Programmsteuerwelle umlaufende zusätzliche Nockenscheiben vorgesehen, welche
Kontakte betätigen. Auch hier werden eine Reihe von Nockenscheiben bzw. Kontakte
erforderlich, welche die elektrischen Programmsteuergeräte verteuern und kompliziert
gestalten. Der Raumaufwand ist erheblich. Durch das Fehlen eines besonderen Impulsgebers
wird die Programmsteuerelle dauernd angetrieben und trotz möglicher Verzögerung
des Programmablaufes in gewissen Phasen des Programmes wird ein erheblicher Umfang
bzw. Durchmesser der betätigenden Nockenscheiben erforderlich, der sich nachteilig
auf die räumliche Ausgestaltung des Programmsteuergerätes auswirkt.
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Bei einem weiteren bekanntgewordenen elektrischen Programmsteuergerät
wurde deshalb zur Vermeidung dieser beschriebenen Nachteile eine solche Anordnung
getroffen, welche es gestattet, eine Fortstellung der Programmsteuersile oder des
Programmtellers nur dann vorzunehmen, wenn eine Änderung des Programmschaltzustandes
im Programmablauf notwendig wird.
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Bei den vorstehend beschriebenen bekannten elektrischen Programmsteuergeräten
wird eine Fortstellung der Programmsteuerwelle bzw. des flachen Programmtellers
entweder dauernd oder aber nach bestimmten Zeitabständen erforderlich.
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Es muß also auch dann - und zwar aus rein zeitlichen Gründen -eine
Fortstellung des Programnträger eingeleitet bzw.
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beibehalten werden, wenn an und für sich nach dem Programmablauf eine
Änderung des Programmschaltzustandes, d.h. eine Änderung der Kontaktbetätigung,
gar nicht erforderlich ist.
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Bei dem erwähnten Programmsteuergerät, bei welchem diese kontinuierliche
bzw. intermittierende aber doch fortlaufende Weiterstellung des Programmträgers
nicht notwendig ist, wird dies dadurch erreicht, daß der Programmträger aus zwei
Teilen besteht, und zwar einem die jeweilige Dauer eines Programmschrittes bzw.
einer Programrnphase definierenden Teil und einem den Programmschaltzustand, d.h.
die zu betätigenden Kontakte bestimmenden Teil. Die Programmphase stellt hierbei
eine durch bestimmte Kriterien definierte Teileinheit eines Programmablaufes dar.
Diese Programmphasenkriterien sind: a) Schaltzustand der Programmphase, d.h. vom
Programmträger, z.B. durch Nockenrillaioder Nockenscheiben betätigte Kontakte.
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b) Zeitdauer der Programmphase. Hierbei handelt es sich um den zeitlichen
Abstand von einer Weiterschaltung des Programmträgers zur nächsten.
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c) Interne S-teuerkriterien des Programmsteuergerätes, z.B.
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Einschaltung des Thermostaten, Einschaltung des Laugenwächters, Umschaltung
des Reversierzyklus, Änderung der Impulsgeberfrequenz, Unterbrechung bzw. Abschaltung
des Impulsgebers etc.
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Beide Teile des Programmträgers, d.h. derjenige Teil, der den Schaltzustand
der Programmphase und derjenige Teil, der die Zeitdauer der Programmphase bestimmt,
können beide entweder auf einer gemeinsamen Welle oder aber miteinander zu einem
Teil vereinigt angeordnet sein. Bei diesem Programmsteuergerät können dann, ähnlich
wie bei dem zuerst beschriebenen Programmsteuergerät, Ilöglichkeiten zu einem zusätzlichen
Überfahren einzelner Programmschritte vorgesehen sein.
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Zur Bestimmung der Zeitdauer der einzelnen Programmphasen oder Programmschritte
sind bei dem zuletzt behandelten Programmsteuergerät mit getrennten Programmträgerteilen
Mittel vorgesehen, welche durch eine Art Zählwerk die Abtastung des die Zeitdauer
bestimmten Programmträgerteiles erlauben. Diese Abtastung kann durch Kontakte oder
durch mechanische Mittel erfolgen. Beide Ausführungsformen sind bekannt. Das Zählwerk
wird dann am Schrittende oder-am Schrittanfang, d.h. am Ende oder am Anfang einer
Programmphase auf den Ausgangswert bzw. auf seine Ausgangsposition zurückgeführt.
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Bei dieser zuletzt beschriebenen Art eines elektrischen Programmsteuergerätes
konnte zwar der volumenmäßige Umfang des Programmträgers und bei der mechanisch
arbeitenden Ausführungsform der Zeitdauerabtastung auch die Anzahl der erforderlichen
zu betätigenden Kontakte verringert werden.
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Trotzdem verblieb noch eine Vielzahl von zu betätigenden Elementen,
die wesentliche Kosten, baulichen und Justieraufwand, sowie Störungsanfälligkeit
zur Folge haben.
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Es ist zwar auch eine solche elektrische Ausführungsform der zuletzt
beschriebenen Art eines elektrischen Programmsteuergerätes bekannt, bei welchem
ein elektronischer Zähler Anwendung gefunden hat. Hierbei fand ein integrierter
elektrischer Digitalzähler Anwendung, dessen verschiedene Ausgänge durch vom Programmträger
betätigbare Kontakte schaltbar sind. Bei einer jeden Weiterstellung des Programmträgers
wurde der Digitalzähler wieder auf 0 gestellt, um dann den Zählvorgang erneut zu
beginnen.
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Bei dieser Einrichtung eines sogenannten teilelektronischen Programmsteuergeräte
s wurde zwar die Betriebssicherheit erhöht, die Anzahl der beweglichen Bauelemente
verringert und die Anpassungsmöglichkeit der Zähleinrichtung erheblich verbessert;
trotzdem sind jedoch noch eine Reihe von Kontakten zu betätigen und eine Anzahl
von diskreten Bauelementen einzusetzen, welche noch einen gewissen Kostenaufwand
zur Folge haben.
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Außerdem war auch diese bekanntgewordene Ausführungsform eines teilelektronischen
Programmsteuergerätes nur für eine bestimmte Ausführungsform eines Haushalts gerätes
bzw. für ein bestimmtes Steuerprogramm vorgesehen. Eine umfassendere Anwendung des
Programmsteuergerätes ohne erhebliche bauliche Änderung war jedoch nicht ohne weiteres
möglich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Programmsteuergerät
für die Steuerung automatischer Haushaltsmaschinen zu schaffen, bei welchem eine
erhebliche Reduzierung von betätigten Kontakten, eine wesentliche Verringerung mechanisch
betätigter Steuerelemente, eine hohe Funktionssicherheit bei nur unerheblichem Raumaufwand
sowie ein vielseitiger Betrieb bei stark unterschiedlichen Anwendungsbedingungen
ermöglicht.
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Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß der intermittierend
mechanisch fortstellbare Programmträger durch seine Einstellung die in einer Programmphase
zur Schaltung der einzelnen aktiven Elemente der automatischen Haushaltsmaschine
zu betätigenden Kontakte bestimmt, daß dem mechanisch fortstellbare Programmträger
ein elektronischer Speicher zugeordnet ist, welcher die für eine Programmphase weiter
kennzeichnenden Kriterien (Zeitdauer, physikalische Zustandsbedingung, Mberfahrvorgänge
etc.) sequentiell nach dem Programmablauf geordnet, beinhaltet, welche nacheinander
auf diesem Speicher elektrisch abtastbar sind;
daß die Abtastpositionen
des mechanisch beweglichen Programmträgers sowohl als auch des elektronischen Speichers
durch von Impulsgebern zugeführte Impulse miteinander fortschaltbar sind, so daß
die vom mechanisch beweglichen Programmträger und von dem elektronischen Speicher
zusammen verabfolgten Programmphasenkriterien einander ergänzen und sich zwingend
entsprechen; daß bei beendetem Programmablauf der mechanisch fortstellbare Programmträger
und der elektronische Speicher auf eine gemeinsame Ausgangsposition gestellt sind.
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Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Anordnung nach der Erfindung kennzeichnet
sich durch einen elektronischen Festwertspeicher' bestehend aus einem, ein an den
Adresseneingang gelegtes codiertes Eingangssignal umsetzenden Decodierer, dem eine
Speichermatrix nachgeordnet ist, welche auf ihren Wortleitungen Programmphasen-Informationen
abgelegt hat und wobei diese Wortleitungen mit den Ausgängen so der Speichermatrix
bildenden Spaltenleitungen verknüpft sind, daß über letztere Einzelbefehle für die
jeweilige Programmphase verabfolgbar sind, einen ersten elektronischen Zeitzähler,
der von einer Impulsquelle gesteuert ist und dessen den Zählstand codiert wiedergebenden
Ausgänge an den Adresseneingang des elektronischen Festwertspeichers angeschaltet
sind und dessen Zählstand am Programmende durch den Programmträger wieder auf einen
Ausgangswert rückstellbar ist;
eine elektrische Antriebsvorrichtung
für den Programmträger, welche durch einen Impuls eines zweiten elektronischen Zeitzählers
auslösbar und durch eine zugeordnete Steuervorrichtung unabhängig von anderen Kriterien
um einen Programmschritt weiterführbar ist, wobei der Impuls zeitlich vor dem Ende
der Funktion der Steuervorrichtung abbricht.
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Eine zweckmäßige Weiterbildung dieser Ausgestaltung der Anordnung
nach der Erfindung besteht darin, daß zur Fortstellung des in Adresseneingang des
elektronischen Festwertspeichers steuernden elektronischen Zählers diesem ein Kontakt
vorgeordnet ist, der vom mechanisch fortstellbaren Programmträger bei einer jeden
Weiterstellung desselben betätigbar ist.
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Eine andere zweckmäßige Weiterbildung dieser Ausgestaltung der Anordnung
nach der Erfindung besteht darin, daß durch den Festwertspeicher schaltbare Ausgangsleitungen
über physikalische Zustandsbedingungen messende Schalteinrichtungen n, T2; N1, N2
mit der elektromotorischen Antriebsvorrichtung verknüpft sind und daß der, letztere
durch Impulsgabe steuernde elektronische Zähler durch eine andere Ausgangsleitung
des elektronischen Festwertspeichers bis zur feststellbaren Ubereinstimmung von
Ist- und Soll-Wert der geforderten physikalischen Zustandsbedingung dieser Programmphase
ausschaltbar ist.
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Durch die fortschreitende Entwicklung der elektronischen Halbleiter-Technologie
und insbesondere durch die sogenannte LSI-Technik, wurde die Zusammenfassung einer
Vielzahl von elektronischen Einzelelementen zu komplexen Schalt- und Steuereinheiten
möglich, Mit dieser Entwicklung parallel ging die Weiterbildung der elektronischen
Speichertechnologie, so daß die inzwischen bekanntgewordenen integrierten elektronischen
Festwertspeicher die früher verwendeten Dioden-Speicher in diskreter Technik und
die Ferrit-Kernspeicher ablösen konnten. Durch die LSI-Technik war es möglich, eine
erforderlich hohe Speicherkapazität auf einem akzeptablen Volumen zu verwirklichen.
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Durch die Erfindung wird nun eine zweckmäßige Vereinigung dieser elektronischen
Speichertechnik mit weiteren elektronischen Bauelementen und mit Bauelementen der
herkömmlichen mechanischen Technik zu einer den Anforderungen der automatischen
Steuerungstechnik bei automatisch gesteuerten Haushaltsmaschinen entsprechenden
Mikroporzessoranordnung ermöglicht.
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Dabei wird bei der Erfindung davon ausgegangen, daß in dem elektronischen
Festwertspeicher der Mikroprozessoranordnung eine Vielzahl von Programmkriterien
gespeichert sind, so daß ein und derselbe Chip nicht nur bei einer Haushaltsgerätetype,
sondern bei mehreren und oft bei ganz unterschiedlichen Arten von automatisch gesteuerten
Haushaltsmaschinen, so z.B. bei Wasch- und Geschirrapülmaschinen und Trockenmaschinen
eingesetzt werden kann, ohne das eine Änderung der Programmierung erforderlich werden
würde.
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Dies ist möglich, wenn bei der Projektierung eines derartigen elektronischen
Halbleiter-Festwertspeichers die entsprechende Anzahl von Speicherstellen vorgesehen
sind und die Vielzahl von möglichen Programmphasenkriterien den einzelnen zu erfassenden
Typen und Arten von automatisch mit einem elektrischen Programmsteuergerät nach
der Erfindung zu steuernden Haushaltsmaschinen ausreichend ermittelt und festgelegt
sind. Für den IC des elektronischen Festwertspeichers können dann diese Speicherkriterien
mit berücksichtigt werden, so daß dann der Festwertspeicher für sämtliche lIaushaltsmaschinen
eingesetzt werden kann. Dadurch können von einem und demselben IC des Mikroprozessors
größere Stückzahlen in Auftrag gegeben und auch gefertigt werden, wodurch ein günstigerer
Preis für die IC-Elemente zu erzielen ist.
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Es ist möglich und als im Rahmen der Erfindung liegende Ausgestaltung
bzw. Weiterbildung zu sehen, daß neben dem eigentlichen elektronischen Festwertspeicher
auch noch andere Schaltungsgruppen der Mikroprozessoranordnung in den gemeinsamen
IC miteinbezogen werden können. Hierzu gehören z.B.
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Frequenzteilerschaltungen, Zählschaltungen, Vergleicherschaltungen,
Teile der Stabilisierungsschaltungen für die Stromversorgung der Mikroprozessoreinrichtung
usw. Es ist auch denkbar, die Gruppenschaltungen derartiger Mikroprozessoreinrichtungen
auf zwei oder drei einzelnen IC-Chips zu verteilen, so daß z.B. der IC des Speichers
zur Erweiterung des Anwendungsprogrammes mit unterschiedlichen Peripherieschaltungen
gepaart werden kann und umgekehrt.
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Auf diese Weise ist eine vielseitigere Anwendung vorhandener IC-Chips
bei Aufgabenerweiterungen denkbar, ohne daß neue IC's beschafft bzw. projektiert
werden müssen.
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Während bei den zuletzt behandelten bekannten Programmsteuergeräten
des Standes der Technik zwei miteinander gekoppelte bzw. verbundene aber an und
für sich wirkungsmäßig getrennte Programmträger Verwendung finden, welche auch getrennt
voneinander abtastbar sind, wobei der eine Programmträger die Programmschaltzustandskriterien
(welche Kontakte) und der andere Programmträger die Programmphasenkriterien (Zeitdauer,
physikalische Zustandsbedingungen etc.) bestimmt bzw. verabfolgt, ist bei dem Programmsteuergerät
nach der Erfindung nur der die Schaltzustände bestimmende Programmträger noch vorgesehen,
welcher nur bei Änderung des Programmschaltzustandes weitergestellt wird. Die Programmphasenkriterien
hingegen werden im elektronischen Speicher sozusagen elektrisch abgetastet und dem
jeweils vom mechanischen Programmträger zu vermittelnden Schaltzustand zugeordnet.
Hierdurch wird eine erheblich größere Flexibilität der Anordnung möglich. Auf Grund
der erheblich größeren Speicherfähigkeit des elektronischen Festwertspeichers können
den vom Programmträger verabfolgbaren Programmschaltzuständen durch Wahlschalter
bestimmbare, unterschiedliche Folgen von Programmphasenkriterien zugeordnet werden,
so daß über die durch die Eliminations - oder oberfahrvorgänge gegebenen Prograinmvariationsmöglichkeiten
hinaus noch zusätzliche
Erweiterungsmöglichkeiten für die Programmänderung
gegeben sind.
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In den beigegebenen Zeichnungen ist die Erfindung dargestellt und
in der folgenden Beschreibung im einzelnen erläutert.
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Es bedeuten: Fig. 1 die schematische Darstellung einer Ausführungsform
des Programmstuergerätes nach der Erfindung.
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Fig. 1a die schaltungsmäßige Darstellung eines Teiles des Programmsteuergerätes
nach Fig. 1.
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Fig. 2 die schematische Darstellung einer erweiterten Ausführungsform
des Programmsteuergerätes nach Fig. 1.
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Fig. 3 die schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform
eines Programmsteuergerätes nach der Erfindung.
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In der Fig. 1 stellt 1 den aus der Speichermatrix 2 und der Decodierschaltung
3 bestehenden Festwertspeicher dar. Der Decodierschaltung 3 vorgeordnet ist ein
elektronischer Zähler 4, der an seinen Ausgängen 5 - 1o ein digitales Signal, z.B.
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nach dem BCD-Code erzeugt, das den Eingängen 5 - lot der Decodierschaltung
3 zugeführt wird.
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Der Eingang 11 des elektronischen Zählers 4 ist durch die Verbindungsleitung
12 mit dem Eingang 13 der elektromotorischen Antriebsvorrichtung 15 verbunden, durch
welche der Programmträger 14 seinen intermittierenden bzw. fortlaufenden (beim Uberfahren)
Antrieb erfährt. Vom Programmträger 14 werden die nicht dargestellten Schaltkontakte
zum Schalten der aktiven Elemente der automatisch zu steuernden Haushaltsmaschine
betätigt (z.B. Heizung, Wasch- oder Schleudermotor, Wasserzulaufventile, Abpumpmotoren
etc.). Bei einer jeden Betätigung des Programmträgers 14 der elektromotorischen
Antriebsvorrichtung 15 wird ein Kontakt 70, 73 betätigt, wodurch über Verbindungsleitung
12 und Eingang 11 der elektronische Zähler 4 bestromt und in seinem Zählstand um
eine Einheit fortgestellt wird (Kontakt 70, 73 ist in Fig. 1a dargestellt).
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Der Frequenzteiler 16 sei beispielsweise durch das speisende Wechselstromnetz
5oHz gesteuert. In gleicher Weise kann -falls aus irgendwelchen Gründen eine höhere
Genauigkeit erforderlich sein sollte - auch eine Steuerung des Frequenzteilers durch
eine elektronische Quarzschaltung erfolgen.
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Hierbei ist jedoch ein höherer Aufwand an Bauelementen und demnach
Kosten zu verzeichnen.
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Mehrere Ausgänge 21 - 22 des Frequenzteilers 16 sind mit Eingängen
21' -'22' eines Umschalters 25 verbunden, durch welchen abhängig von über Verbindungsleitungen
26 - 29 von Ausgängen 31 - 34 der Speichermatrix 2 nach Eingängen 36 - 39
des
Umschalters 25 übertragenen Signalen einige der Ausgänge 17 - 22 wechselweise an
den Ausgang 40 des Umschalters anschaltbar sind. Diese Umschaltun erfolgt abhängig
vom Programmablauf und wird über die Verbindungszuleitungen 26 - 29 von dem'elektronischen
Festwertspeicher 1 gesteuert.
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Der Ausgang 40 des Umschalters 25 ist über die Verbindungsleitungen
41, die ODER-Stufe 42 und die Verbindungsleitung 43 mit der elektromotorischen Antriebsvorrichtung
15 über den Eingang 15' verbunden. Ausgänge 45 - 48 der Speichermatrix 2 führen
an Schalter T1, T2; 111, N2, welche der Steuerung von abhängig von physikalischen
Zustandsbedingungen verlaufenden Programmphasen dienen. Hierbei kann es sich bei
den Schaltern T1, T2; N1, N2 um mechanische Kontaktschalter oder aber auch um elektronisch
arbeitende Schalter handeln. Die Schalter T1, T2; Nl, N2 sind über eine ODER-StuSe
50 und über die ODER-Stufe 42 sowie die Verbindungsleitung 43 ebenfalls mit der
elektronischen Antriebsvorrichtung 15 verknüpft.
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Ausgänge 51 bis 56 der Speichermatrix 2 führen nach Kontakten 51'-56'
eines Wahlschalters 60, dessen Stellglied 61 über eine Verbindungsleitung 62 und
über die ODER-Stu,e 42 durch die Verbindungsleitung 43 mit der elektromotorischen
Antriebsvorrichtung 15 verknüpft ist. Von der Speichermatrix 2, und zwar vom Ausgang
35, führt eine Verbindungsleitung 30 nach dem Eingang 65 des Frequenzteilers 16.
Vom Ausgang 66 der elektromotorischen Antriebsvorrichtung 15 führt eine weitere
Verbindungsleitung 67 nach dem Eingang 68 des elektronischen Zählers 4. Die Schalter
T1, T2; N1, N2 sind solange, als die ihnen zukommende physikalische Zustandbedigirng
nicht
erfüllt ist (Temperatur T1, Temperatur T2; Niveau N1, Niveau
N2) geöffnet, sie schließen dann, wenn z.B.
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Temperatur oder Laugenniveau den betreffenden Soll-Werten entsprechen.
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Eine jede der Schalterstellungen 51' - 56', welche von dem Stellglied
61 des Wahlschalters 60 eingenommen werden kann, entspricht einem von dem elektrischen
Programmschaltwerk nach der Erfindung abrufbaren Programm des zu steuernden automatischen
Haushaltsgerätes.
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Durch den Decoder 3 wird der Zählumfang des elektronischen Zählers
4 von 2n -1 bits auf ebenso viele Wortleitungen verteilt, wobei die rdorte die Programmphasenkriterien,
nämlich Zeitdauer, physikalische Zustandsbedingung etc.
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umfassen. Diese 2n -1 Wortleitungen sind nun indiz Speichermatrix
2 mit an die Ausgänge 31 - 34, 35, 45 - 48, 51 - 56 führenden Spaltenleitungen logisch
verknüpft. Die Wortleitungen umfassen jeweils alle Informationen für eine Programmphase,
ausgenommen die Information über den Programmschaltzustand, d.h. die Aussage über
die in der betreffenden Programmphase zu betätigenden und nicht zu betätigenden
Kontakte. Diese Information ist sequentiell dem Programmträger 14 zugeordnet, von
dem die Kontakte zur Steuerung der automatischen Haushaltsmaschine während des Programmablaufes
betätigbar sind.
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Die von dem elektronischen Festwertgeber zu verabfolgenden Programmphasenkriterien
werden den vom Programmträer 14 zu verabfolgenden Kriterien über die vorzutlelxnende
Kontaktbetätigung während des Programmablaufes zwingend zugeordnet.
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Zunächst wäre davon auszugehen, daß bei n-Ausgängen des elektronischen
Zählers 4 bzw. bei ebenso viel Eingängen des Decoders 3 in der Speichermatrix 2
maximal 2n -1 Sorte abgelegt sind. Oft wird jedoch dieser Umfang nicht benötigt.
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Ein übliches elektrisches Programmsteuergerät zur Steuerung von Haushaltsmaschinen,
insbesondere Wasch- oder Geschirrspülmaschinen hat in der Regel 45 - 60 Schritte
für einen Programmablauf, d.h. für einen Umgang des Programmträgers 14 aufzuweisen.
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Es werden deshalb so viele Worte in der Speichermatrix 2 abgelegt,
als überhaupt im äußersten Falle Prograrnmphasen bzw. deren entsprechende Programmphasenkriterien
in Frage kommen. Bei einem jeden Programmablauf werden dann aus der insgesamt zur
Verfügung stehenden Speicherung jeweils diejenigen Worte, welche nicht zur Kennzeichnung
einer Programmphase eines Programmablaufes erforderlich sind, durch einen Uberfaurvorgang
eliminiert bzw. überschritten.
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Die an die Ausgänge 51 - 56 aus der Speichermatrix 2 führenden Spaltenleitungen
derselben sind deshalb jeweils mit den Wortleitungen verknüpft, welche in dem durch
diese (51 - 56) chari;erisierten Programm nicht erwunscht oder nicht erforderlich
sind.
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Die an den Ausgang 35 führende Spaltenleitung der Speichermatrix 2
ist zumindest mit sämtlichen Wortleitungen verknüpft, welche eine Programmphase
mit physikalischer Zustandsbedingung betreffen. Über den Ausgang 35 wird durch die
Verbindungsleitung 30 an den Eingang 65 des Frequenzteilers 16 Signal geführt und
dadurch der Zählvorgang für die Dauer der zustandsabhängigen Steuerung, d.h. bis
zur Erreichung des betreffenden Soll-Wertes von Temperatur, Laugenhöhe etc.
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unterbrochen.
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Dem Programmträger 14 ist eine von diesem betätigbare Kontaktanordnung
70, 72, 73 zugeordnet, welche zweckmäßig als Wechselkontakt ausgebildet ist. Die
Fig. 1a zeigt hierzu Einzelheiten der möglichen Schaltungsanordnung.
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In der Ruhestellung (O-Stellung) des Programmträgers 14 ist die Kontaktfeder
70 am Programmträger 14 mit ihrer Betätigungsnase 71 radial so tief eingefallen,
daß die Kontaktfedern 70 und 72 sich kontaktgebend berühren. Wird hingegen bei einer
Bewegung des Programmträgers 14 die Betätigungsnase 71 der Kontaktfeder 70 aus dem
peripheren Nockenkranz desselben ausgehoben, was bereits bei ersten Bewegungsschritt
des Programmträgers 14, also bei der Bewegung von der Stellung 0 auf Stellung 1
erfolgt, so tritt eine Kontaktgabe zwischen den Kontaktfedern 70 und 73 ein, während
die Kontaktgabe zwischen den Kontaktfeder 70 und 72 unterbui den wird.
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Die Kontaktgabe zwischen den Kontaktfedern 70 und 73 bleibt solange
aufrechterhalten, bis der Programmträger 14 die genaue Stellung Schritt 1 erreicht
hat. Dann fällt die Betätigungsnase 71 der Kontaktfeder 7c in eine weniger tiefe
Lücke an der Peripherie des Programmträgers 14 ab, so daß die Kontaktgabe zwischen
den Kontaktfedern 70 und 73 wieder unterbrochen, eine Kontaktgabe zwischen den Kontaktfedern
7c und 72 hingegen noch nicht aufgenommen wird. Die Kontaktfeder 7c bleibt also
zwischen den Kontakten 72 und 73 ohne Kontaktberührung stehen. Bei weiteren Bewegungsschriten
des Programmträgers 14 erfolgt stets wieder eine vorübergehende Kontaktgabe zwischen
den Kontaktfedern 70 und 73. Bei einer jeden Schrittbewegung des Programmträgers
14 erfolgt stets wieder eine vorübergehende Kontaktgabe zwischen Kontakt federn
70 und 73, welche jeweils erst dann wieder beendet wird, wenn der Programmträger
14 seine nächste Schrittstellung exakt erreicht hat. Erst dann, wenn der Programmträger
14 am Ende eines Umlaufes wieder seine Endstellung erreich-t, fällt die Kontaktfeder
7c an ersterem wieder so tief mit der Betätigungsnase 71 ein, daß eine Kontaktgabe
zwischen den Kontaktfedern 70 und 72 zustande kommt. Die Abtastung erfolgt zweckmäßig
radial an der Peripherie des Programmträgers 14, wenn dieser als ein flacher Programmteller
ausgebildet ist. Handelt es sich um eine Programmsteuerwelle mit Nockenscheiben,
so wird in bekannter Weise eine Nockenscheibe zur Schrittendsteuerung vorgesehen,
welche in der Ruhestellung der Programmsteuerwelle eine vertiefte Einfallücke aufweist.
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Die Kontaktfeder 72 ist über eine Trenn-Diode D1 und einen Vorwiderstand
Rv1 an den Ausgang 66 der elektromotorischen Antriebsvorrichtung 15 geschaltet.
Dieser Ausgang 66 ist über die Verbindungsleitung 67 an den Eingang 68 des elektronischen
Zählers 4 angeschlossen. Durch diesen Stromkreis wird am Ende des Programmablaufes
die Stellung des elektronischen Zählers 4 über die Kontaktfedern 70 und 72 bewirkt.
Die Kontaktfeder 73 andererseits ist über eine Trenn-Diode D2 und einen Vorwiderstand
Rv2 an den Ausgang 11 der elektromotorischen Antriebsvorrichtung 15 angeschlossen.
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Dieser Ausgang ist über die Verbindungsleitung 12 an den Eingang 11
des elektronischen Zählers 4 gelegt. Über diese Verbindung erfolgt bei einem jeden
Schritt des Programmträgers 14 die Fortschaltung des elektronischen Zählers 4 um
jeweils eine Zähleinheit.
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Die Funktionsweise des in Fig. 1 schematisch dargestellten elektrischen
Programmsteuergerätes nach der Erfindung ist im einzelnen folgende: Schalter S (Fig.
la) wird zur Einschaltung der über die Klemmen I und II an das Wechselstromnetz
angeschlossenen automatischen IIaushaltsmaschine geschlossen. Lampe L leuchtet.
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Gleichzeitig wird die Stromversorgung SV für den Elektronikteil des
elektrischen Programmsteuergerätes an Spannung angeschaltet. Der Programmträger
14 befindet sich hierbei in der 0- oder Ruhestellung; die Kontaktfedern 7c und 72
berühren sich.
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Durch die Betätigung der Taste T1 wird der Antriebsmotor AM des Programmsteuergerätes
über den Thyristor Tr bestromt und läuft an. Über das Getriebe GE wird der Programmträger
14 in die Schrittstellung 1 bewegt. Durch die hierbei erfolgende kurze Betätigung
des Kontaktes 70, 73 wird der elektronische Zähler 4 auf die Position 1 gestellt.
Der Ausgang des Zählers 4 zeigt somit seinen Ausgängen 6 - 1o die 1 in digitaler
Darstellung. Der Stromkreis hierzu verläuft vom Ausgang 13 der elektronischen Antriebsvorrichtung
15 über die Verbindungsleitung 12 nach dem Eingang 11 des elektronischen Zählers
4.
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Gleichzeitig zählt der Frequenzteiler 16 und vermittelt das Zählergebnis
über die Ausgänge 17 - 22 bzw. die Eingänge 17' bis 22 ' an den Umschalter 25. Von
der Speichermatrix 2 des elektronischen Festwertspeichers 1 werden über die Ausgänge
31 bis 34, die Verbindungsleitungen 26 - 29 und die Eingänge 36 bis 39 an den elektronischen
Umschalter 25 Steuerkriterien übermittelt, wodurch diejenige Impulsfolge der Ausgänge
17 bis 22 des elektronischen Frequenzteilers 16 bestimmt wird, welche schließlich
am Ausgang 40 des Umschalters 25 wirksam werden soll. Das heißt, durch die Ausgänge
31 - 34 der Speichermatrix 2 wird bestimmt, welche Impulsfolge die Fortschaltung
des Programmträgers 14 steuert. Je nachdem, welcher der Aus- bzw. Eingänge 17 -
18, 17' - 18' wirksam wird, erfolgt eine Fortschaltung des Programmträgers 14 in
kurzen oder längeren Zeitabständen. Es ist hierbei vorgesehen, daß während des Programmablaufes
eine Umschaltung erfolgt, so daß die einen Teile eines Programmes schneller, die
anderen
langsamer von dem Programmträger 14 durchmessen werden.
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In der Schrittstellung 1 des Programmträgers 14 werden von diesem
die diesem Programmschritt bzw. dieser Programmphase entsprechenden Schaltkontakte
des Programmsteuergerätes betätigt, welche die Beschaltung bzw. Steuerung der nachgeordneten
automatischen Haushaltsmaschine einleiten.
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Die Programmphasenkriterien, welche von der Speichermatrix 2 dem durch
den Programmträger 14 vorgesehenen Programmschaltzustand dieses Programmschrittes
bzw. dieser Programmphase beigeordnet werden, ergeben sich aus dem Zählstand des
elektronischen Zählers 4, der ebenso wie der Programmträger 14 die Schrittstellung
1 erreicht hat. Über diesen Zählstand wird durch den Decoder 3 diejenige Wortleitung
der Speichermatrix 2 markiert, die mit ihren Verknüpfungen den Abruf der entsprechenden
Kriterien für diese Programmphase vermittelt.
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Durch den Impuls des elektronischen Umschalters 25 an die elektromotorische
Antriebsvorrichtung 15 wird die Schrittbewegung des Programmträgers 14 erneut ausgelöst.
Der Programmträger 14 übernimmt dann seine Schrittsteuerung über den Kontakt 70,
73 (Fig. 1) und beendet diese genau mit der momentanen Unterbrechung dieser Kontakte
70, 73 durch Einfall der Betätigungsnase 71 in eine Lücke des Nockenkranzes des
Programmträgers 14.
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Gleichzeitig erfolgt über Kontakt 73, Trenn-Diode D2 und Vorwiderstand
Rv 2 die Fortstellung des elektronischen Zählers 4 um eine Zähleinheit.
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Der vom ausgang 40 des elektronischen Umschalters 25 verabfolgte Impuls
gelangt über die Verbindungsleitung 41, die ODER-Schaltung 42 und die Verbindungsleitung
43 an die elektromotorische Antriebsvorrichtung 15.
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Zur Durchführung von Programmphasen, die abhängig von physikalischen
Zustandsbedinzungen gesteuert werden, z.B.
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der Temperatur oder des Laugeniveaus, sind die Schalter T1, T2; N1,
N2 vorgesehen, welche durch einen der Ausgänge 45, 46, 47, oder 48 aktiviert werden,
sobald vom Decoder 3 eine lSortleitung der Speichermatrix 2 markiert ist, welche
die Kriterien für eine Programmphase der oteuerung abhängig von physikalischen Zustandsbedingungen
erfolgt, beinhaltet.
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Gleichzeitig wird vom Ausgang 75 der Speichermatrix 2 über die Verbindungsleitung
30 und den Eingang 65 des Frequenzteilers 16 diese für die Zeitdauer bis zur Erreichung
des Soll-Wertes der physikalischen Zustandsbedingung stillgesetzt.
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Hierzu werden vom Programmträger diejenigen Kontakte betätigt, welche
über die aktiven Elemente der zu steuernden Haushaltsmaschine die Erreichung des
Soll-Wertes dieser geforderten physikalischen Zustandsbedingung ermöglichen. So
wird beispielsweise über vom Programmträger 14 betätigte Kontakte die Heizung eingeschaltet,
ein Ventil geöffnet oder die Pumpe zur \wirkung gebracht etc.
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Ist die Erfüllung des Soll-Wertes der physikalischen Zustandsbedingung
eingetreten, so wird über den von der Speichermatrix 2 ausgewählten Schalter T1,
T2; N1, ls2, über die ODER-Schaltung 50, die ODER-Schaltung 42 und die Verbindungsleitung
43, die elektromotorische Antriebsvorrichtung 15 eingeschaltet. Bisher hatte der
Programmträger 14 diejenigen Kontakte betätigt, welche die Erreichung des Soll-Wertes
der physikalischen Zustandsbedingung innerhalb der automatisch zu steuernden EIaushaltsmaschine
ermöglichten. Durch die Einschaltung der elektromotorischen Antriebsvorrichtung
15 wird der elektronische Zähler 4 um einen Schritt fortgestellt und und gleichzeitig
wird durch den Programmträger 14 der bestehende Programmschaltzustand geändert bzw.
aufgehoben, da ja mit der Weiterschaltung eine neue Programmphase beginnt. Bei Auftreten
einer weiteren abhängig von physikalischen Zustandsbedingungen zu steuernden Programmphase
wird durch die angewählte bzw. markierte Speichermatrix 2 wieder einer der Schalter
T1, T2; N1, N2 selektiert. A m ende einer jeden Programmphase mit abhängig von einer
physikalischen Zustandsbedingung erfolgender Steuerung wird die Beschaltung der
Verbindungsleitung 3o vom Ausgang 35 der Speichermatrix 2 wieder aufgehoben, so
daß der Frequenzteiler 16 seine Funktion wieder aufnehmen kann.
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Wie bereits vermerkt wurde, sind in der Speichermatrix 2 des elektronischen
Festwertspeichers 1 sämtliche in allen Programmen überhaupt vorkommenden Programmphasenkriterien
abgelegt. Die Ablage erfolgt seriell, und zwar synchron zur Folge der Programmschaltzustände,
welche vom Programmträger 14 vermittelt werden. Der Zwangslauf zwischen den beiden
Speichern 2 und 14 ist einmal dadurch gewährleistet, daß die Auslösung der c-peichermatrix
2 abhängig von der Stellung des Programmträgers 14 erfolgt, und zwar dadurch, daß
der elektronische Zähler 4 durch vom Programmträger verabfolgte Impulse fortgeschaltet
wird. Ferner gewährleistet die am Ende des Programmablaufes erfolgte Rückstellung
des Zählers 4 auf einen Ausgangswert, welche abhängig von der Position des Programmträgers
14 ausgelöst wird, den synchronen Ablauf beider Speicher 2, 14 während eines Programmablaufes,
und zwar auch dann, wenn aus irgendeinem Grunde einmal eine Abweichung in der Abtastung
beider Speicher während des vorhergegangenen Programmablaufes zustande gekommen
sein sollte.
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Zur Programmvariation ist nun vorgesehen, beim Ablauf eines Programmes
aus der vorgesehenen bzw. abgelegten Maximalfolge von Programmphasenkriterien der
Speichermatrix 2 bzw. der Maximalfolge von Programmschaltzuständen, welche vom Programmträger
14 verabfolgbar sind, einzelne Programmphasenkriterien synchron zusammen mit den
betreffenden Profflrammschaltzuständen während des Programmablaufes zu überfahren.
Die einzelnen Überfahrkriterien sind miuf den Wortleitungen der Speichermatrix abgelegt,
soweit es sich um Programmphasen handelt, für
welche in irgendeinem
in Frage kommenden Programm ein Uberfahren vorgesehen ist. Die Programmphasenkriterien,
die bei einem bestimmten erwünschten Programmablauf zusammen mit den synchronen
Programmschaltzuständen überfahren bzw.
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eliminiert werden sollen, sind durch Verknüpfung auf jeweils einer
Spaltenleitung der Speichermatrix 2 zusammengefaßt.
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Diese Spaltenleitungen erscheinen an den Ausgängen 51 - 56 der Speichermatrix
2 des elektronischen Festwertspeichers 1.
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Durch einen Wahlschalter 60 ist manuell durch den Bedienenden diejenige
Spaltenleitung über die ODER-Schaltung 42 mit der elektromotorischen ßntriebsvorrichtung
15 verbindbar, welche nach den mit ihr bezüglich der Uberfahrkriterien verknüpften
Wortleitungen bzw. Programmphasenkriterien dem erwünschten Programmablauf entspricht.
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In der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 sind hierzu 6 Ausgänge 51 -
56 der Speichermatrix 2 vorgesehen, welche selektierbar sind.
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Wird während eines Programmablaufes durch den elektronischen Zähler
4 bzw, den Decodierer 3 eine Wortleitung in der Speichermatrix 2 markiert, welche
mit dem vom Wahlschalter 60 selektierten Ausgang verknüpft ist, so wird über das
Stellglied 61 die Verbindungsleitung 62, die ODER-Schaltung 42 und die Verbindungsleitung
43, die elektromotorische Antriebsvorrichtung 15 zum Anlauf gebracht. Programmträger
14 wird fortgeschaltet und stellt hierbei durch Kontakt 70, 73 den elektronischen
Zähler 4 um eine Schritt- oder Zähleinheit weiter.
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Dabei wird die Markierung in der Speichermatrix 2 geändert, so daß
die Verknüpfung der selektierten Spaltenleitung 51 bis 56 mit einem Uberfahrkriterium
entfällt und der nächste Schritt des Programmes verabfolgt wird. Es ist aber durchaus
denkbar, daß in einem gewählten Programmablauf 2 oder mehrere einander unmittelbar
folgende Programmschritte zu überfahren sind. In diesem Falle wiederholt sich der
beschriebene Vorgang eben mehrmals.
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Während der Weiterstellung des Programmträgers 14 zwecks Uberfahrens
von im betreffenden, vorgewählten Programmablauf unerwünschten oder unzulässigen
Programmphasen, wird jeweils bei einem jeden Schritt desselben der elektronische
Zähler 4 um eine Schritt- oder Zähleinheit fortgestellt. Liegt nach einem Schritt
des elektronischen Zählers 4 rin Uberfahrkriterium auf der dann markierten lSortleitung
der Speichermatrix 2 nicht mehr vor, so wird der im Ablauf befindliche Bewegungsschritt
des Programmträgers 14 durch den Kontakt 70, 73 stellungsgenau zu Ende geführt.
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Die Fig. 2 der zeichnerischen Unterlagen zeigt eine Weiterbildung
des vorstehend beschriebenen Programmsteuergerätes nach der Erfindung. Bei dem vorstehend
beschriebenen Programmsteuergerät war davon ausgegangen worden, daß in der Speichermatrix
so viele Programmphasenkriterien auf den Wortleitungen abgelegt sind, als der Programmträger
14 Programmschaltzustände bzw. Programmschritte aufweist.
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Programmschaltzustände und Programmphasenkriterien sind seriell nach
ihrer Aufeinanderfolge des Wirksamwerdens zueinander
geordnet und
sie sind synchron miteinander abrufbar.
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Die VJeiterbildung des Programmsteuergerätes nach der Erfindung nach
Fig. 2 hat nun zum Gegenstand, den Speicherumfang der Speichermatrix 2 des elektronischen
Festwertspeichers 1 so zu erweitern, daß unabhängig von einer möglichen, durch Schalter
60 vornehmbaren Programmvariation durch überfahren einzelner Schritte oder Partien
des sogenannten Maximalprogrammes, eine zusätzliche Variation der Prograinine dadurch
möglich ist, in dem den durch den Programmträger 14 vorgegebenen, in einer bestimmten
Folge auf diesem aufgebrachten Programmschaltzuständen wenigstens zwei umschaltbare
bzw.
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wählbare Folgen von Programmphasenkriterien zuzuordnen sind.
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Es sind somit auf der Speichermatrix 2 wenigstens zwei Gruppen von
Wortleitungen vorgesehen, deren eine die P»grammphasenkriterien in der Aufeinanderfolge
ihres Wirksamwerdens während des Programmablaufes eines ersten Maximalprogrammes
und deren andere, die Programmphasenkriterien eines zweiten Maximalprogrammes beinhalten.
Beide Gruppen von Programmphasenkriterien sind durch eine manuelle Schaltungsmaßnahme
wahlweise der vom Programmträger 14 während eines Umlaufes vermittelten Folge von
Programmschaltzuständen zuzuordnen.
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Darüber hinaus ist noch eine Variation der so erzielbaren unterschiedlichen
Maximalprograme durch Überfahren in der bisher beschriebenen Art und Weise möglich.
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Bei der Anordnung eines elektrischen Programms teuerge räte s nach
der Erfindung in der Weiterbildung nach Fig. 2 wird dies e brweiterung dadurch erzielt,
daß die Anzahl derWortleitungen erhöht, zumindest etwa verdoppelt wird. Dementsprechend
ist eine Erweiterung der Ein- bzw. Ausgänge des elektronischen Zählers 4 sowohl,
als auch des Decoders 3 erforderlich.
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Bei einer angenommenen Schrittzahl von ca. 45 - 60 Schritten pro Umlauf
des Programmträgers 14, sind etwa 7 Eingänge (5a', 5' - 1o') bzw. Ausgänge (5a,
5 - 1o) des elektronischen Zählers 4 bzw. des Decoders 3 erforderlich, um 2n = 27
= 128 Wortleitungen, markieren zu können, Hierzu wird am Decoder 3 ein Umschalter
80 vorgesehen, der die Eingänge 5' - 1o', welche von dem elektronischen Zähler 4
markierbar sind, noch zusätzlich über den Eingang 5a durch L oder 0 bezeichnet.
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Dadurch wird der vom Decoder zu verarbeitende Umfang an codierten
Signalen von 2n = 26 = 64 auf 2 + 1 = 27 = 128 = 2 x 64 erweitert. Es sind somit
zwei Gruppen von je maximal 64 Programmphasenkriterien aus der Speichermatrix 2
abrufbar, die der Folge von durch den Programmträger 14 verabfolgbaren Programmschaltzuständen
synchron zugeordnet sind.
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Durch eine entsprechende Enqeiterung sowohl des Decodierers 3 als
auch der Speichermatrix 2 des elektronischen Festwertspeichers 1 ist es ohne weiteres
möglich, mehrere Gruppen von Wortleitungen zu bilden, welche jeweils manuell über
den Decoder 3 selektierbar und dem Programmträger 14 synchron zuzuordnen sind.
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Es ist so möglich, das Programmsteuergerät nach der Erfindung für
einen weiteren Bereich von Typen und Arten automatisch zu steuernder IInushaltsmaschinen
verwendbar zu gestalten bzw. zu erschließen. Die hierzu erforderliche Programmierung
des Festwertspeichers kann dann schon bei der Herstellung der integrierten Schaltung
durch entsprechende Ausbildung der Masken durchgeführt werden. Ein und derselbe
Chip kann dann für eine Vielzahl von durch elektrische Programmsteuergeräte zu steuernde
automatische Haushaltsmaschinen Verwendung finden. Dies führt zu einer entsprechend
hohen Stückzahl, sowohl der elektrischen Bauelemente als auch der damit zu bestückenden
elektrischen Programmsteuergeräte nach der Erfindung. Dementsprechend günstig diirSteal
sich dann auch die Preise für Bauelemente und Programmsteuergeräte gestalten lassen.
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In der Fig. 2 ist dargestellt, wie durch den Schalter 80 vermittels
manueller Betätigung der zusätzliche Eingang 5a' des elektronischen Decoders 3 von
L nach 0 schaltbar ist.
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Dadurch wird der digitale Zählbereich von 65...128 auf 1 - 64 umschaltbar
bzw. umgekehrt. Durch entsprechende Verknüpfung des Decoders 3 mit den Wortleitungen
der Speichermatrix 2 läßt sich eine Aufteilung der Wortleitungen in zwei Gruppen
vornehmen. Eine entsprechende Erweiterung der manuell beschaltbaren Eingänge des
Decoders 4, sowie des Umfanges an Wortleitungen der Speichermatrix 2 ist möglich.
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Hierdurch wäre die Abrufung einer Mehrzahl von Gruppen an Wortleitungen
erzielbar.
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Schließlich wäre auch eine solche Weiterbildung der hier beschriebenen
Anordnung als im Rahmen der Erfindung liegend zu erachten, daß die Umschaltung des
Schalters 8c nicht manuell, sondern durch den Programmträger 14 während des Programmablaufes
vorgenommen wird.
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Bei der Erweiterung des elektrischen Programmsteuergerätes nach der
Erfindung gemäß Fig. 2 ist die Anordnung der elektrischen Speichermatrix 2 so getroffen,
daß die zusätzlichen Gruppen von ortleitungen mit denselben Spaltenleitungen der
Matrix verknüpft sind und demnach an denselben Ausgängen 31 - 56 endigen, soweit
dies jeweils vom auf der Wortleitung abgelegten Programmphasenkriterium her betrachtet
zweckmäßig und notwendig ist. Es ist selbstverständlich möglich, für die einzelnen
Gruppen von Wortleitungen auch unterschiedliche Spaltenleitungen zuzuordnen, die
an zusätzlichen Ausgängen der Speichermatrix 2 mit der äußeren Schaltung verbindbar
sind.
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Eine andere zusätzliche Variationsmöglichkeit der zu verabfolgenden
Programme und eine somit erzielbare Erweiterung der Einsatzmöglichkeiten des Programmsteuergerätes
nach der Erfindung besteht in einer Möglichkeit, den Programmträger 14 auszuwechseln,
d.h. gegen einen anderen auszutauschen.
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Bei der nach dem Stand der Technik bekannten zweckmäßigen Ausgestaltung
des Programmträgers als flacher Programmteller und bei der ebenso bekannten baulich
leicht zugänglichen,
leicht lös- bzw. ansprengbaren Aufbringung
des Programmträgers 14 am Programmsteuergerät, ließe sich diese Austauschbarkeit
bzw. Montagemöglichkeit leicht verwirklichen, so daß z.B. die Montage des Programmträgers
14 am Programmsteuergerät erst zusammen mit dessen Einbau in das zu steuernde Haushaltsgerät
erfolgen könnte. Es ist aber auch denkbar, daß der zu steuernden Haushaltsmaschine
mehrere Programmträger 14 mit unterschiedlicher Programmiertmg der Programmschaltzustände
zugeordnet sind, die von der Hausfrau bedarfsweise zur Erweiterung der verfügbaren
Programme der automatischen IIaushaltsmaschine an dieser zur Abtastung einsetzbar
sind.
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Fig. 3 zeigt eine Weiterbildung des Programmsteuergerätes nach der
Schaltungsanordnung von Fig. 1. Diese Weiterbildung besteht im wesentlichen darin,
daß die vom elektronischen Umschalter 25 verabfolgten Impulse nicht direkt über
die ODER-Schaltung 42 der elektromotorischen Antriebsvorrichtung 15 übermittelt
werden, sondern es ist ein elektronischer Zwischenzähler 85 vorgesehen, der vom
Ausgang 40 des elektronischen Umschalters 25 über die Verbindungsleitung 86 gesteuert
wird. Ausgänge 87 - 89; 91, 92 des elektronischen Zwischenzählers 85 führen an Eingänge
87' - 89', 91', 92t einer elektronische Vergleicherschaltung, die andererseits mit
ihren Eingängen 93' - 97' mit Ausgängen 93 - 97 der Speichermatrix 2 in Verbindung
steht.
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An den Ausgängen 93 - 97 erfolgt eine zusätzliche digitale Zeitmarkierung
durch die vom Decoder 3 jeweils markierte Wortleitung. Diese Zeitmarkierung wird
der elektronischen Vergleicherschaltung 9o zugeführt.
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Der elektronische Zwischenzähler 85 wird indessen von Impulsen, welche
vom Ausgang 40 des elektronischen Umschalters 25 über die Verbindungsleitung 86
zugeführt werden, weitergestellt.
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Durch die elektronische Vergleicherschaltung 19 wird die digitale
Zeitangabe der Ausgänge 87 - 89, 91, 92 des elektronischen Zwischenzählers 85 mit
der von der Speichermatrix 2 verabfolgten Markierung an den Ausgängen 93 - 97 verglichen.
Ist die Übereinstimmung erreicht, so wird vom Ausgang 9o' der elektronischen Vergleicherschaltung
9o über die Verbindungsleitung 41, die ODER-Schaltung 42 und die Verbindungsleitung
43 die elektromotorische Antriebsvorrichtung 15 eingeschaltet. Der Programmträger
15 wird um wenigstens einen Schritt fortbewegt und löscht hierbei gleichzeitig durch
den vom Ausgang 13 verabfolgten Impuls den Zählstand des elektronischen Zählers
85, so daß der Zählvorgang am Zähler 85 nach erfolgter Weiterstellung des Programmträgers
14 erneut beginnen kann. Hierbei kann an den Ausgängen 93 - 97 der Speichermatrix
2 eine andere Markierung erscheinen oder die bisherige beibehalten werden. Dies
würde bedeuten, daß die nächste Programmphase entweder mit einer neuen ProZrammphasenzeit
oder mit der bisherigen durchlaufen wird. Durch die Schaltungsanordnung nach der
Fig. 3 wird eine Variation der Programmphasenkriterien in einem noch weiteren Umfange
erzielt.
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Dies wird insbesondere aus den folgenden DFrlegungen deutlich: Bei
der Schaltungsanordnung des elektrischen Programmsteuergerätes nach Fig. 1 und Fig.
2 ergeben sich, wenn man eine Steuerung des Frequenzteilers 16 mit 50 Hz voraussetzt,
folgende interessanten Impulsfolgen bei einer Beeinflussung des elektronischen Umschalters
25 durch die Speichermatrix 2 über die Verbindungsleitungen 26 - 30: a) 20,48 sec
1/3 min b) 40,96 sec " 2/3 min c) 81,92 sec " 1 1/3 min d) 163,84 sec " 2 2/3 min
e) 327,68 sec " 5 1/2 min Diese Impulsfolgen werden zweckmäßig durch eine UND-Verknüpfung
mit der Impulsfolge von o,32 sec oder o,64 sec einer vorgelagerten Stufe des Frequenzzählers
überlagert, um die entsprechende Verkürzung der Impulsdauer zu erhalten-.
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Je nach der mechanischen Auslegung der elektromotorischen Antriebsvorrichtung
15, darf der Anreizimpuls, der dem Antriebsmotor AM vom Umschalter 25 zugeführt
wird, 0,32 sec oder o,64 sec nicht überschreiten, um zu unterbinden,
daß
der Linschaltimpuls die Selbstunterbrechnung der elektromotorischen Antriebsvorrichtung
15 durch den Programmträger 14 vermittels der Kontakte 70, 73 überdeck-t und somit
die Verabfolgung von unzulässigen Mehrfachschritten des Programmträgers 14 zur Folge
haben köwlte.
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Gemäß der vorstehend wiedergegebenen Reihe von möglichen auswählbaren
Impuisfolgen des elektronischen Umschalters 25, kann die Fortschaltung des Programmträgers
14 in Folgen zwischen minimal 2o,48 sec z 1/3 min und maximal 327,68 sec 5,5 min
variiert werden.
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Zunächst wäre hierzu festzustellen, daß dieser Bereich innerhalb dessen
die Uahl verschiedener Impuisfolgen möglich ist, für die allgemeine Steuerung automatischerglaushaltsmaschinen
ausreichend sein dürfte. Der kleinste Impulsfolgebereich von 20,48 sec " 1/3 min
dürfte für die Steuerung von Einspülvorgängen, Einsprühvorgängen etc., bei Wasch-und
Geschirrspülmaschinen z.B. noch ausreichend lang sein, während der Bereich der zeitlich
längsten Impulsfolge von 327,68 sec # 5,5 min genügen dürfte, um länger dauernde
Programmphlasen gleicher Programmschaltzustände, d.h.
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gleichbleibender Kontaktbetätigung (z.B. Waschen) mit einer zufriedenstellend
geringen Schrittzahl des Programmträgers 14 bewältigen zu können.
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Unter Einbeziehung weiterer Frequenzteilerstufen könnte die Impulsfolge
selbstverständlich noch auf 655,36 sec m ii min und darüber hinaus erweitert werden.
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Es sind jedoch Anwendungsfälle von elektrischen Programmsteuergeräten
bei automatisch zu steuernden Haushaltsmaschinen bekannt, bei welchen erhebliche
größere zeitliche Abstände zwischen den einzelnen Fortschaltungen des Programmträgers
14 gefordert sind. Um für solche Anwendungsfälle ein möglichst flexibles Programms
teuergerät zu schaffen, ist gemäß der Weiterbildung des Prograrnmsteuergerätes nach
der Erfindung, so, wie in der Fig. 3 dargestellt, zusätzlich ein Digitalzähler 85
zugeordnet, der vom Ausgang 4o des Umschalters 25 gesteuert wird. Der Zählerstand
dieses zusätzlichen Digitalzählers 85 wird durch die Vergleicherschaltung 90 mit
einer an den Ausgängen 93 - 97 der Speichermatrix 2 verabfolgten digitalen Markierung
verglichen. Bei Übereinstimmung des Zählerstandes von Zähler 85 mit der Markierung
an den Ausgängen 93 - 97 der meichermatris 2 erzeugt die Vergleicherschaltung 9o
ein Signal am Ausgang 90', das über die Verbindungsleitung 41, die ODER-Schaltung
42 und die Verbindungsleitung 43 nach dem Eingang 15' geleitet, dort zur Einschaltung
der elektromotorischen Antriebsvorrichtung 15 führt. Mit den gemäß Fig. 3 vorgesehenen
fünf binären Ausgängen verfügt der elektronische Zähler 85 über einen Zählbereich
von max. 2n -1 = 25 -1 = 31 Impulsen.
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Um diesen Faktor 31 kann nun max. der Zählbereich für die Fortschaltung
des Programmträgers 14 bedarfsweise erweitert werden. Das bedeutet, daß die längste
Programmphasenzeit, d.h. die Zeit von einer Fortschaltung des Programmträgers 14
zur anderen, 327,68 sec mal 31 N 170 min beträgt. Mit dieser Ausdehnung der Programmphasenzeit
können ohne weiteres mit der Anordnung nach der Erfindung auch schwierigere Programme,
z.B. mit langen biologischen Einweichvorgängen, Bleichvorgängen etc. abgewickelt
werden, für welche in manchen Fällen solche ausgedehnten Schrittzeiten gefordert
werden.
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Durch die wahlweise Einstellung des elektronischen Umschalters 25
und des zusätzlichen Zählers 85 über die Ausgänge 31 - 34 sowohl als auch 93 - 97
der Speichermatrix 2 ergibt sich die Möglichkeit zu einer Variation der Programmphasenzeit
bei einem Programmsteuergerät nach der Erfindung in einem weiten Bereich, so daß
eine Anpassung an fast alle vorkommenden Anwendungsfälle bei der Steuerung automatischer
Haushaltsmaschinen auch in schwierigen Fällen gegeben sein dürfte.
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- Patentansprüche -
Durch das elektrische Programmsteuergerä.t
nnch der Erfindung ist die Verabiolgung von zahlreichen Steuerprogrammen untereinander
sehr abweichender Art für die Steuerung automatischer Haushaltsmaschinen möglich.
hierbei ist selbst die Steuerung von sehr umfangreichen Pro£;ranimen durchführbar.
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Die Anzahl der vom Prograinniträger einnehmbaren Schritte oder Po-sitionen
ist voll für die Festlegung von l'rogrammschaltzuständen verfügbar, während die
übrigen Kriterien, welche die Programmschaltzustände zu den voll ständigen Programmphasen
ergänzen, von dem elektronischen Speicher bestimmt werden.
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Hierbei sind vom Programmträger im wesentlichen nur Kontakte zur Betätigung
der aktiven Elemente (Pumpe, Ventile, Waschmotor, Heizung etc.) der zu steuernden
ijaushaltsmascline zu schließen und zu öffnen; Kontakte im Programmsteuergerät,
die zur interner Steuerung des Programmablaufes dienen entfallen größtenteils; ihre
Wirkung wird funktionell durch vom elektronischen Speicher verabfolgte Kriterien
ersetzt.
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Der Programmträger kann somit zur Steuerung einer Vielzahl von verschiedenen
Programmschaltzuständen vorgesehen sein.
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In einem abgerufenen Programmablauf unerwünschte Programmschaltzustände
bzw. Programmphasen werden überfahren und so unwirksam gemacht. Dies ist an und
für sich nicht neu. Durch die getrennte Zuordnung von in einem elektronischen Speicher
abgelegten Programmphasenkriterien jedoch, welche synchron zu deii jeweiligen Programmschaltzuständen,
die vom Programmträger verabfolgt werden, abrufbar sind, wird die Flexibilität des
Programmsteuergerätes nach der Erfindung ganz wesentlich gesteigert.
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Mittels eines entsprechend umfangreich programmierten Festwertspeichers
und einigen wenigen Prograrniträgern, welche zweckmäßig leicht montierbar ausgebildet
sind, können praktisch aus einer einzigen 'type eines Programmsteuergerätes sämtliche
Spezifika-tionen all Programmsteuergeräten für die Bestückung eines ausgedehlten
Fertigungsprogrammes automatisch gesteuerter Jiaushaltsmaschinen (Waschmaschinen,
Wäschetrockner, Geschirrspüler etc.) zusammengestellt werden, ohne daß es in der
Regel zusätzliche Änderungen oder Anpassungen bedarf.
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Hierzu wird zweckmäßig das Programmsteuergerät ohne angebauten Programmträger
einheitlich gefertigt und ggf. auch gelagert.
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Der eingebaute elektronische Festwertspeicher ist hierbei für alle
überhaupt vorkommenden Programmkriterien programmiert.
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Durch die Montage des jeweiligen Programmträgers werden die Geräte
ihrer vorgesehenen Verwendung entsprechend dann abschließend spezifiziert.
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Hierbei vermitteln die Programmträger die jeweils zu verabfolgenden
Programmschaltzustände, wohingegen alle erforderlichen weiteren Kriterien im elektronischen
Speicher abgelegt bzw.
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festgehalten und von diesem Synchron mit dem Programmträger abrufbar
sind.
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Leerseite