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Elektrisches Programmsteuergerät zur Umsteuerung
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eines Antriebsmotors Die Erfindung betrifft ein elektrisches Programmsteuergerät
zur Verabfolgung von Steuerzyklen zur Umsteuerung des Antriebsmotors von Wasch-
und ähnlichen automatisch gesteuerten Haushaltsmaschinen vorzugsweise mit Einphasen-Kondensatormotoren.
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Zweck der Erfindung ist es, die Anschaffung und die Unterhaltung derartiger
automatisch gesteuerter Haushaltsmaschinen preiswerter zu gestalten und diese somit
einem weiteren Personenkreis zugänglich zu machen.
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Es ist seit langem bekannt, zur Umsteuerung des Antriebsmotors von
Wasch- und ähnlichen automatisch gesteuerten Haushaltsmaschinen kleine elektrische
Programmsteuergeräte einzusetzen, welche die Steuerzyklen zur Umsteuerung des Antriebsmotors
verabfolgen.
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Hierbei handelt es sich jedoch ausschließlich um kontaktgesteuerte
Geräte. Von einem kleinen Synchron- oder Asynchronmotor wird über ein Getriebe wenigstens
eine Nockenscheibe angetrieben, welche zwei Arbeitskontakte oder einen Wechselkontakt
betätigt. Im allgemeinen sind hier beide Arbeitskontakte, bzw. die nicht betätigten
Anschlüsse des lSechselkontalites über einen Kondensatoi miteinander und über zwei
Wicklullgen des zu steuernden íCinphasen-Kondensatormotors entweder direkt oder
iiber eine dritte Wicklung mit einem Netzanschluß und die anderen Anschlüsse der
Arbeitskontakte bzw. der betatigte Teil des Wechselkontaktes mit dem anderen Netzanschluß
verbunden.
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Durch die steuernde Nockenscheibe wird nun abwechselnd der eine oder
andere Wicklungsteil des Einphasen-k"ondensatormotors bestromt und dieser somit
in seiner Drehrichtung umgeschaltet.
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Zwischen den beiden Drehrichtungen wird durch die Nockenscheibe eine
kurze Stromunterbrechung verabfolgt, um vor dem Einschlagen der neuen Drehrichtung
einen sicheren Auslauf der alten zu gewährleisten.
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In aller Regel reicht der vorbeschriebene einfache Arbeitszyklus einer
Umsteuerung des Antriebsmotors bei modernen automatisch gesteuerten Haushaltsmaschinen
nicht mehr aus, sondern es besteht die Notwendigkeit, mehrere Arten von Steuerzyklen
zur Umsteuerung des Antriebsmotors durch das elektrische Programmsteuergerät zu
verabfolgen.
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Hierzu ist es bekannt, auf derselben Welle, die auch die umsteuernde
Nockenscheibe trägt, eine weitere Uockenscheibe oder deren mehrere aufzubringen,
denen wiederum Kontakte zugeordnet sind, die mit dem Umsteuerkontakt in Reihe geschaltet
sind.
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Die Funktion dieser zusätzlichen Kontakte wird durch die Reihenschaltung
mit der Funktion der nur der Umsteuerung dienenden Kontaktvorrichtung überlagert,
mit denl Ziel, das Verhältnis der Pause bzw. des Stillstandes der llaushaltsmaschine
zwischen den beiden Drehrichtungszyklen zu den letzteren zu variieren, insbesondere
zu vergrößern. Durch zugeordnete enBweder manuell oder durch ein anderes Programmsteuergerät
betätigbare Kontakte können die mit der Umsteuerkontaktanordnung in Reihe liegenden
Kontakte beliebig kurzgeschlossen und somit unterschiedlich wirksam gemacht oder
in ihrer Wirkung ganz unterbunden werden.
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In der flegel arbeitet das zur Verabfolgung von Steuerzyklen zur Umsteuerung
des Antriebsmotors dienende elektrische Programmsteuergerät mit einem weiteren Programmsteuergerät
in der automatisch gesteuerten Haushaltsmaschine zusammen, welches zur eigentlichen
Steuerung der Programmphasen bzw.
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Programmschaltzustände während des Programmablaufes der automatisch
gesteuerten Elaushaltsmaschinc dient.
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Es ist nun bereits bekannt, beide elektrische Programmsteuergeräte
derart miteinander zu vereinigen, daß der während des Programmablaufes der automatisch
gesteuerten Haushaltsmaschine in der Regel ununterbrochen arbeitende Antriebsmotor
des elektrischen Programmsteuergerätes das zur Umsteuerung des Antriebsmotors dient,
auch zum Antrieb des den eigentlichen Programmablauf der automatisch gesteuerten
Haushaltsmaschine vornehmenden elektrischen Programmsteuergerätes dient. Hierzu
wurden verschiedene, sinnreiche Kupplungseinrichtungen vorgeschlagen, die es ermöglichen,
auch dann die Umsteuerung des Antriebsmotors durch die hierfür vorgesehene Umsteuerkontaktanordnung
vorzunehmen, wenn nach dem für die automatisch gesteuerte Haushaltsmaschine zu verabfolgenden
Programm das dieses vermittelnde Programmsteuergerät während gewisser Programmphasen
stillgesetzt werden muß, z.B. bei der Steuerung von Programmphasen mit physikalischen
Zustandsbedingungen.
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Es ist auch bekannt, beiden Programmsteuergeraten ihren individuellen
Antrieb durch einen kleinen Synchron- oder Asynchronmotor zu belassen, das der Verabfolgung
von Steuerzyklen zur Umsteuerung des Antriebsmotors dienende elektrische Programmsteuergerät
hingegen zur mechanischen und elektrischen Steuerung des der Verabfolgung des eigentlichen
Programmablaufes der automatisch gesteuerten Haushaltsmaschine dienenden Programmsteuergerätes
zu verwenden und beide Programmsteuergeräte zu diesem Zweck baulich zu vereinigen.
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Auf Grund der vom Publikum an automatisch gesteuerte Haushaltsmaschinen
Gestellten und im Laufe der Zeit immer höher geschraubten Anforderungen, ist der
Aufbau der elektrischen Programmsteuergeräte, die zur Verabfolgung von Steuerzyklen
zur Umsteuerung des Antriebsmotors dieser Haushaltsmaschinen dienen recht kompliziert
und unübersichtlich geworden. Die Kontaktanordnungen derartiger Umsteuereinrichtungen
sind kompliziert, schlecht zu montieren und auf Grund der hohen Zahl während eines
Programmablaufes der automatisch gesteuerten HPushaltsmaschine zu verabfolgenden
Steuerzyklen zur Umsteuerung des Antriebsmotors einem verhältnismäßig hohen Grad
von Verschleiß unterworfen.
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Außerdem ist der Raumbedarf derartiger Anordnungen erheblich.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Programmsteuergerät
zur Verabfolgung von Steuerzyklen zur Umsteuerung des Antriebsmotors automatisch
gesteuerter Haushaltsmaschinen zu schaffen, welches keine oder nur wenige betätigte
Kontakte aufweist, keinen Verschleiß zeitigt, geräuschlos arbeitet und das bei einer
Vielzahl von auswählbaren Programmzyklen eine einfache Zyklusänderung gestattet.
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Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß ein elektronischer
Festwertspeicher bestehend aus einem Decoder und einer Speichermatrix mit X-Wortleitungen
und Y-Spaltenleitungen vorgesehen ist, daß dem Decoder ein elektronischer,
Impulse
eines nachgeordneten Zeitimpulsgebers erfassender digitaler Zähler vorgeordnet ist,
der mit seinen Ausgängen mit den Eingängen des Decoders verbunden ist, daß die Wortleitungen
entsprechend dem Umsteuerprogramm mit Spaltenleitungen verknüpft sind, deren Ausgänge
über elektrische oder elektronische Ubertragungsglieder mit dem umzusteuernden Motor
verknüpft sind, daß während der Verabfolgung des der Umsteuerung des Antriebsmotors
dienenden Programmzyklus, durch den Decoder die Wortleitungen entsprechend den Verknüpfungen
mit den Spaltenleitungen nacheinander markierbar sind, daß der elektronische Impulszähler
am Ende des Umsteuerzyklus wieder rUckstellbar und daß die Rückstellung durch eine
von der Speichermatrix gesteuerte Leitung vermittelt wird, wobei die Verabfolgung
des Umsteuerprogramns fortlaufend wiederholbar ist.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung wird darin gesehen, daß
für jedes Umsteuerprogramm je zwei Spaltenleitun gen der Speichermatrix - die eine
für Links- und die andere für Rechtslauf - vorgesehen sind, die mit dem ortleitungen,
dem über sie zu verabfolgenden Programm entsprechend, verknüpft sind.
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Eine Weiterbildung dieser Ausgestaltung wird darin gesehen, daß die
verschiedenen Paare von Spaltenleitungen an die mit dem umzusteuernden Antriebsmotor
verknüpften Obertragungs glieder wahlweise anschaltbar sind.
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Eine zusätzliche lleiterbildung soll darin bestehen, daß die Umschaltung
der Spaltenleitungen durch ein die automatisch gesteuerte Haushaltsmaschine primär
steuerndes Programmsteuergerät und/oder manuell durch dessen lschalter erfolgt.
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In den beiliegenden Zeichnungen ist die Erfindung im einzelnen abgebildet
und in der folgenden Beschreibung erläutert: Es stellen dar: Fig. 1 eine schematische
Darstellung eines bekannten elektrischen Programmsteuergerätes zur Umsteuerung des
Antriebsmotores; Fig. 1a eine schaltungs- und kontakttechnische Abwandlung der Anordnung
nach Fig. 1; Fig. 2 eine schematische Darstellung des elektrischen Programmsteuergerätes
nach der Erfindung; Figi 2a eine Einzelheit zu Figur 2; Fig. 2b eine abgewandelte
Einzelheit zu Figur 2; Fig. 3 eine Abwandlung des elektrischen Programmsteuergerätes
nach Fig. 2;
Fig. 4 die schematische Darstellung einer Einzelheit
des elektrischen Programmsteuergerätes nach der Erfindung.
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Fig. 5 leine lieiterbildung der Anoininig nach Fig. 4.
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In der Fig. 1 ist ein Programmsteuergerät zur Umsteuerung von Antriebsmotoren
der bisher bekann-tge^ordenen Art dargestellt. Von einem kleine Synchron- oder kleinen
Asynchronmotor 1 wird über das Getriebe 2 eine Programmsteuerwelle 3 angetrieben,
auf welcher Nockenscheiben 4, 5 und 5 aufgebracht sind. Die Nockenscheibe 4 betätigt
die der Umsteuerung des Motors 9 dienenden Kontakte 7 und 8, wobei diese Kontakte
abwechselnd durch die Nockenscheibe 4 betätigt, dh.
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geschlossen werden, jedoch derart, daß zwischen dem Wechsel der Drehrichtung
des Motors 9 eine kurze Pause oder ein Stillstand eintritt. Hierdurch wird gewährleistet,
daß der Antrieb des umgesteuerten Motors 9 nicht in die noch entgegengesetzt drehende,
z.B. Waschtrommel der automatischen Haushaltsmaschine hinein wirkt. Wird beispielsweise
der Kontakt 7 durch die Nockenscheibe 4 geschlossen, so wird die Wicklung 1o des
Motors 9 direkt bestromt, wohingegen die Bestromung der Wicklung 11 über den Kondensator
12 bewirkt wird. Durch die vom Kondensator 12 hervorgerufene unterschiedliche Phasenlage
der Ströme in deii Wicklungen 1o und 11, wird die Drehrichtung des Motors bestimmt,
die beispielsweise beim Schließen des Kontaktes 7 als linkslaufend angenommen sei.
Nach einiger Zeit öffnet der Kontakt 7, wodurch beide Wicklunen 1o und 11 stromlos
werden und der Motor 9 zum Stillstand gelangt.
Hierauf wird durch
die Nockenscheibe 4 der Kontakt 8 geschlossen, wodurch die Wicklung 11 des Rotors
9 direkt bestromt wird, die Wicklung 1o hingegen über den Kondensator 12 angeschlossen
ist. Die mit diesem llechsel der Kondensatorbelastung einhergehende unterschiedliche
Phasenlage der Ströme in den beiden lficklungen 1o und 11 führt in diesem Falle
nun zu einem llechsel der Drehrichtung, die bei einem Schließen des Kontaktes 8
als rechtslaufend angenommen sei.
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Den Kontakten 7 und 8 sind Arbeitskontakte 13 und 14 vorgeordnet,
die zu den Kontakten 7 und 8 in Reihe geschaltet sind. Beide Kontakte 13 und 14
werden durch die Nockenscheiben 5 und 6 betätigt.
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Durch den Kontakten 13 und 14 parallel gelegte Schalter 15 und 16
sind die Kontakte 13 und 14 jeweils überbrückbar.
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Zweck der Kontakte 13 und 14 bzw. dazugehörenden Nockenscheiben 5
und 6 ist es nun, die Funktion der beiden Kontakte 7 und 8, die durch die Nockenscheibe
4 betätigt sind, derart zu überlagern, daß im Verhältnis zu den Unlaufzeiten im
Links- oder Rechtslauf eine vergrößerte Impulspause erzielbar ist.
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Beispielsweise sind folgende Programmphasen eines Programmzyklus des
Programmsteuergerätes nach Fig. 1 denkbar:
Zyklusphasen Zykl. Zyklus
Schalter 15, 16 Kontake (sec) zeit 13, 14 sec P L P R 2 13 2 13 30 Normalgang 15
zu, 16 zu-6 9 6 9 30 Schongang I 15 offen, 16 zu 13 wirksam 1o 5 1o 5 30 Schongang
ii 15 zu, 16 offen 14 wirksam Aus der vorstehenden Aufstellung geht hervor, daß
durch die wahlweise herbeirufbare Wirkung der KontaI;-te 13 oder 14 eine Vergrößerung
der Pause zwischen den beiden Drehbewegungen L, R erreichbar ist. Bei sogensimten
Normalgang wird nach Möglichkeit eine durchgehende Bewegung, z.B. des Waschgutes
einer Waschmaschine angestrebt und die dort vermerkte Pause von 2 sec dient lediglich
dazu, einen Auslauf und somit sicheren Stillstand der z.B. Waschtrommel zu eritöglichen,
bevor die neue Drehrichtung eingeschlagen Wil d. Bei den sogenannten Schongängen
I und II hingegen wird angestrebt, diese Pause P zwischen den beiden Drehrichtungen
L, R zu vergrößern, um das z.B. Waschgut entsprechend sorgfältig zu behandeln, so
z.B. in einer Heizphase einer Waschmaschine, wo während des Heizvorganges eine Bewegung
der Waschtrommel nur zum Zweck der Durchmischung der Waschlauge stattfindet, eine
intensive Bewegung des Waschgutes wie beim sogenannten Normalgang also nicht erforderlich
i t.
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Bei dem Motor 9 ist in der Darstellung nach b'ig. 1 noch eine Wicklung
18 angedeutet, so, wie diese in manchen Fällen noch vorgesehen ist.
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Diese Wicklung 18 wird dann alternativ entweder iiber die Wicklung
1o oder die Wicklung 11 bestromt. In der Regel genügen jedoch die beiden Wicklungen
1o und 11 des Motors 9.
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In der Darstellung nach Fig. 1a sind die beiden Kontakte 7 und 8,
die von der Nockenscheibe 4 betätigbar sind, durch einen einzigen Wechselkontakt
17 ersetzt, der drei Betätigungslagen einnehmen kann, nämlich die dargestellte Mittelstellung,
die der Zyklusphase P entspricht, sowie zwei Außenbetätigungen, wobei jeweils entweder
die Wicklung 1o oder aber die Wicklung 11 des Motors 9 bestromt wird. In Übereinstimmung
mit Fig. 1 wird hierbei ebenfalls, je nachdem, ob die Wicklung 1o oder die Wicklung
11 ulunit-telbar iiber den Kontakt 17 angeschlossen ist, durch die llir}zullg des
Kondensators 12 das Einschlagen einer bestinunten Drehrichtung L, R bestimmt.
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In der Fig. 2 ist nun die Anordnung nach der Erfindung dargestellt.
in elektronischer Festwertspeicher 20, bestehend aus dem Decoder 21 und der Speichermatrix
22, wird von einem elektronischen Zähler 23 gesteuert. Der elektronische Zähler
23 wird von einem Impulsgeber 24 beaufschlagt, der mit dem elektronischen Zähler
23 durch eine Leitung 24' verbunden ist. Der Impulsgeber 24 besteht im wesentlichen
aus Frequenzteilerstufen, die zweckmäßig von der Frequenz des Wechselstromnetzes
50 tIz gesteuert werden.
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Der elektronische Zähler 23 weist fünf Ausgang 25 - 29 auf, die mit
Eingängen 25' - 29' des elektronischen Decoders 21 verbunden sind. Der elektronische
Zähler 23 verabfolgt an seinen Ausgängen 25 - 29 sein Zählergebnis in digitaler
Form, d.h. es können an den Ausgängen 25 - 29 des elektronischen Zählers 23 2n -
25 = 32 Anzeigewerte markiert und unmittelbar den Eingängen 25' - 29' des Decoders
21 zugeführt werden.
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Die Markierungen der Eingänge 25' - 9' des Decoders 21 durch den elektronischen
Zähler 23 werden jeweils in die Markierung einer Wortleitung der Speichermatrix
22 umgesetzt. Bei einem jeden Wechsel des Zählstandes des elektronischen Zählers
23 ändert sich auch die I4arkierung der Wortleitungen der Speichermatrix 22, d.h.
es lzird eine andere Wortleitung mit jedem Zählstand des elektronischen Zählers
23 markiert bzw. selektiert.
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Die Wortleitungen der Speichermatrix 22 sind nun mit den sie kreuzenden
Spaltenleitungen 3o - 37 solchermaßen verknüpft, daß bei einem Wechsel des Zählstandes
des elektronischen Zählers 23 im Rhythmus des kleinsten gemeinsamen Vielfach der
auftretenden Zyilusphasen eine die Drehrichtung des zu steuernden Motors kennzeichnende
Spaltenleitung für die Zeitdauer dieser Zyklusphase fortlaufend bestromt wird ;
diese Bestromung aber dann, wenn eine neue Zyklusphase für eine ent"egenesetzte
Drehrichtung wirksam wird, auf eine zweite Spaltenleitun wechselt.
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Die Ausgangsleitungen der Speichermatrix 22 werden also paarweise
markiert, wobei eine Spaltenleitung für den rechtslauf und die andere für den Linkslauf
zur Verfügung steht. Für die Pausen- oder Stillstandszeit P wird keine der beiden
Spaltenleitungen bestromt.
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In der Fig. 4 ist die Anordnung der lSortleitun,en 1 - 32 und verschiedener
Spaltenleitungen A - L schematisch abgebildet. Es sei angenommen, daß die Zyklusphase
Normalgang der o.a. Zusammenstellung durch die Spaltenleitungen A, B der Anordnung
nach Fig. 4 schaltungsmäßig erfaßt werden soll. Kleinstes gemeinsames Vielfach des
Zyklusnormalgang wäre 1 sec, d.h. die Wortleitungen 1 - 32 müßten durch den elektronischen
Zähler sekundlich weiterg,eschaltet werden.
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Für die Spaltenleitung A, die dem Linkslauf des Normalganges zugeordnet
sein soll, ergeben sich damit 13 Verknüpfungen mit den Wortleitungen 1 - 13, wenn
man davon ausgeht, daß mit der Steuerung im Linkslauf begonnen werden soll. Diese
Verknüpfung ist in Fig. 4 durch zusätzliche Kennzeichnung der Kreuzungspunkte zwischen
den Wortleitungen 1 - 13 und der Spaltenleitung A vermerkt. Dies bedeute-t aber,
daß im Zuge der fortlaufenden Weiterschaltung der l,=rkierung auf den Wortleitungen
1 - 13 die Spaltenleitung A während 13 sec bestromt ist und somit auch der Ausgang
101 dieser Spaltenleitung A während 13 sec Spannung führt.
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Während der sich anschließenden Zyklusphase P un-terbleibt eine Bestromung
sowohl der Spaltenleitung h als auch der Spaltenleitung B, so daß weder die Wortleitung
14 noch die Wortleitung 15 mit einer der beiden 'paltenleitutlgen A, B verknüpft
sind. hingegen erfolgt für den Rechtslauf eine Verknüpfung der l.'ortleittmgen 16
- 28, so daß während der Abtastung der Wortleitungen 16 - 28 die Spaltenleitung
B und damit deren Ausgang 1o2 bestromt ist.
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Mit den llortleitungen 29 und 30 hingegen, welche wiederum die Zyklusphase
P repräsentieren, besteht keine Verknüpfung mit den Spaltenleitungen A, B, so daß
für die Zeitdauer der Abtastung dieser beiden Wortleitungen, nämlich während 2 sec,
weder der Ausgang 1o1 noch der Ausgang 1o2, der in Figur 4 dargestellten Speichermatrix
bestromt sind.
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Da die Speichermatrix 22 beispielsweise 32 Wortleitungen umfaßt, ist
nach dem Durchlaufen der Wortleitungen 29 und 30 eine Rückstellung des Zählers erforderlich,
um erneut die Zählung der Zyklusphase L (Linkslauf) beginnend mit der Wortleitung
1 der Speichermatrix 22 einleiten zu können.
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Hierzu is-t eine Spaltenleitung E vorgesehen, die über den Ausgang
105 der Speichermatrix 22 zugänglich ist und die mit der Wortleitung 31 verknüpft
ist. Sobald die Wortleitung 31 markiert ist, wird über den Ausgang der Wortleitung
E der elektronische Zähler 23 wieder auf 0 zurückgestellt, bei welcher Zahlung die
Wortleitung 1 markiert ist.
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In ähnlicher Weise kann beispielsweise auch der Zyklus "Schongang
I" auf den Spaltenleitungen C, D mit den Ausgängen 103 und 104 der Speichermatrix
22 nach Fig. 4 markiert sein. Es erfolgt zunächst die Abtastung von neun Wortleitungen
1 - 9, die alle mit der Spaltenleitung C verknüpft sind und somit alle während ihrer
Abtastung "Linkslauf" signalisieren. Die Wortleitungen 10 - 15 hingegen sind mit
keiner der beiden Spaltenleitungen C und D verknüpft, so daß sich während der Abtastung
der Wortleitungen 1o - 15 die Zyklusphase P für die Dauer von 6 sec ergibt.
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Dann sind die Wortleitungen 16 - 24 mit der Spaltenleitung D verknüpft
und signalisieren während ihrer Abtastung für die Zeitdauer von 9 sec "Rechtslauf".
Die Wortleitungen 25 -30 wiederum sind mit keiner der beiden Spaltenleitungen C
oder D verknüpft. Für das Durchlaufen dieser Spaltenleitungen durch den Decoder
21 ergibt sich somit die Zyklusphase P.
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Uber die Spaltenleitung E bzw. den Ausgang lo5 der Speichermatrix
22 nach Fig. 4 ist auch für den Zyklus "Schongang I" eine Rückstellung des Zählers
möglich, so daß der nächste Zyklus beginnend mit der !ortleitung 1 wieder durchlaufen
werden kann.
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Gelingt es, die Zykluszeit für die verschiedenen Zyklen, z.B. NormalganO,
Schongang I, Schongang II etc. immer genau auf 32 sec festzulegen, so entfällt die
Rückstellung des Zählers 23 durch die flücks-Llleitung , da der Zähler nach
Markierung
der llortleitung 32 selbsttätig wieder auf die Markierung der Wortleitung 1 umschaltet.
Vielfach ergeben sich jedoch andere Zykluszeiten, so daß auf eine Rückstellung des
Zählers 23 nicht verzichtet werden kann.
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In der Speichermatrix 22 nach Fig. 4 sind weitere Spaltenleitungspaare
F, G und I, K vorgesehen, denen jeweils eine eigene Rückstelleitung H, L zugeordnet
ist. Diese 6 Leitungen sind über die Ausgänge 1o6 - 111 zugänglich. Die Spaltenleitungen
F, G und I, K zusammen mit ihren jeweiligen Rückstelleitungen H, L dienen nun zur
Verabfolgung von Zyklen mit jeweils unterschiedlicher Zykluszeit.
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Hierzu seien beispielsweise folgende Programmzyklen angenommen: Die
Zykluszeit betrage beim Normalgang 26 sec und für den Schongang I 30 sec. Diese
Zykluszeiten sollen sich aus folgenden Zyklusphasen zusammensetzen: Zyklusphasen
Zykluszeit Zyklus P L P R 2 11 2 11 26 sec tiormalgang 5 10 5 10 3o sec Schongang
I Für diese Zyklen ergeben sich für die Speichermatrix, und zwar für die Spaltenleitungen
F G H und I K L "Normalgang" "Schongan@ I" die in Fig. 4 gezeigte Verimüpfung.
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Es ist erkennbar, daß beim "Normalgan=" ( G, H) zur Rücksetzung des
elektronischen Zählers 23 die Wortleitung 27 mit der Spaltenleitung H, welche als
Rücksetzleitung dient, verknüpft ist, während beim "Schongang I" die llortleitung
31 zum gleichen Zweck mit der Spaltenleitung L verknüpft ist.
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Beide, iI und L sind durch Anschlüsse loS und 111 von außen zugänglich.
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Die Spaltenleitungen A - L sind nicht direkt, sondern über Verstärkerstufen
101' - 111' mit den Klemmen 1o1 - 111 der Speichermatrix 22 verbunden.
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Die Abtastfrequenz der Wortleitungen und damit die Zählfrequenz des
elektronischen Zählers 23 richtet sich nach dem kleinsten gemeinsamen Vielfach der
Zykluszeiten.
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Gelingt es,durch entsprechende Wahl der Zyklusphasen und der Zykluszeiten
das gemeinsame Vielfach möglichst groß zu wählen, so können auf dem Speicher Zykluszeiten
bzw.
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Zyklusphasen von teilweise erheblichem zeitlichem Umfang abgewickelt
werden.
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Es ist auch denkbar, Programmzyklen mit zeitlich völlig unterschiedlichen
Zyklenphasen für Rechts- und Linkslauf zu wählen. Hieraus ergibt sich die große
Flexibilität der Schaltungsanordnung nach der Erfindung.
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Bei der Speichermatrix 22 nach Fig. 2 wird davon ausgegangen, daß
sämtliche über die Ausgänge 30 - 33 bzrz. 34 - 37 verabfolgten vier Programmzyklen
zur Umsteuerung des Antriebsmotors einer Haushaltsmaschine die gleiche Anzahl Zyklusphasen
aufweisen, die Rücks-tellunr des elektronischen Zählers 23 somit durch eine gemeinsame
Rücksetzleitung 39 erfolgen kann, die am Ausgang 40 der Speichermatrix 22 zugänglich
ist.
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Die Ausgänge 30 - 33 und 34 - 37 bctreffcn jeweils die Spaltenleitungen
für eine Drehrichtung, hierbei sei angenommen, daß die Spaltenausgänge 30 - 33 alle
Spaltenleitungen für Linkslauf und die Spaltenausgänge 34 - 37 alle Spaltenleitungen
für Rechtslauf umfassen. !)ie Ausgänge 30 bis 37 sind jeweils gruppenweise an Kontakte
30' - 33' und 34' - 37' geführt und dort durch Schaltarm 41, 42 eines gemeinsamen
Wählschalters 45 selktierbar. Beide Schaltarme 41 und 42 sind zwangsläufig miteinander
bewegbar, so daß jeweils die zugehörigen Spaltenleitungen für Links-und Rechtslauf
miteinander gepaart sind.
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Mit den Schaltarmen 41 und 42 sind zwei Relaiswicklungen 43 und 44
verbunden, welche bei Erregung auf die Kontakte 46 und 47 der Fig. 2a einwirken,
welche der Bestromung der Wicklungen 10, 11 und ggf. auch 18 des Motors 9 dienen.
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Die Bestromung der Relaiswicklungen 43 und 44 erfolgt alternierend
und dementsprechend auch die Betätigung der Kontakte 46 und 47 gemäß dem ausgewählten
Programmzyklus.
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung ist in Fig.
2b eine Schaltungsanordnung dargestellt, bei welcher ähnlich wie bei Fig. 1a ein
von den Relaiswicklungen 43, 44 betätigbarer Wechselkontakt 48 Verwendung findet.
hierbei wird zweckmäßig eine derartige Anordnung getroffen, daß beide Relaiswicklungen
4) und 44 auf einem relais angeordnet sind, wobei der Kontakt 48 drei Betätigun<rssteflungen
einnehmen kann, nämlich eine Betätigungstellung für Linkslauf, eine für Rechtslauf
und eine Mittenstellung für Pause oder Stillstand.
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Die Fig. 3 zeigt nun eine im Rahmen der Erfindung liegende Weiterbildung
der Anordnung nach Wig. 2 insofern, als die Umschaltung der einzelnen die verschiedenen
Programmzyklen verabfolgenden Spaltenleitungen 30 - 33 einerseits und 34 bis 37
andererseits nicht durch einen mechanisch-elektrischen Schalter, sondern über eine
elektronische Schaltung, und zwar entweder manuell, beispielsweise durch Betätigen
des Wahlschalters eines zugeordneten Hauptprogramm-teuergerätes oder aber durch
dieses letztere Programmsteuergerät direkt, und zwar ab hängig vom Programmablauf
erfolt. Bei der Verabfolgung von Steuerprogrammen für autoinatisch gesteuerte daß
Haushaltsmaschinen ist es nämlich gang und gäbe, dcmul, wenn ein Programmzyklus
zur Umsteuerung eines Antriebsmotors zu verabfolgen ist, dieser Programmzyklus während
des Ablaufes des eigentlichen übergeordneten Hauptprogrammes geändert und an die
jeweiligen Gegebenhei-ten angepaßt wird.
So ist es beispielsweise
üblich, bei Waschmaschinen in bestimmten Phasen des Programmablaufes den sogenannten
Schongang als Programmzyklus für die Umsteuerung des Antriebsmotors auszuwählen.
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Bei der Fig. 3 sind nun UI-Schaltungen So - 53 und 54 - 57 vorgesehen,
die jeweils mit einem Eingang an die Ausgänge 30 - 73 und 34 - 37 der Speichermatrix
22 ange schaltet sind.
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Die Ausgänge 50' - 53' einerseits und 5! - 57 andererseits der UI;D-Schaltungen
50 - 57, sind auf ODER-Schaltungen 60 und 61 zusammengefaßt, iiber deren Ausgänge
die Wicklungen 43 und 44 der Relaisanordnung bestrombar sind.
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Die jeweils paarweise zusammengehörenden Ausgänge 30 - 33 und 34 -
37, sind nun durch jeweils durch an die zuzusammenzufassenden ODER-Schaltungen führende
Leitungen 62 - 65 entweder manuell oder durch das übergeordnete Hauptprogrammsteuergerät
auswählbar.
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In ähnlicher Weise können auch die Ausgäne lol - 111 der Speichermatrix
22 nach Fig. 4 zusammengefaßt und auswählbar gestaltet werden. Hierbei ist aber
zu beachten, daß dort eine zusätzliche Umschaltung der Rücksetzleitungen E, H und
L erforderlich ist, da dort die in Frage komllenden Anzahlen von Zyklusphasen nicht
einheitlich sind und somit die Rücksetzung des Zählers 29 nicht über ein und dieselbe
Wortleitung und damit auch Spaltenleitung erfolgen kann.
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Eine andere zweckmäßige Weiterbildung der AJiordntmg nach der Erfindung
besteht darin, ein Spaltenleitungspaar der Speichermatrix,auf welchem ein Programmzyklus
zur Umsteuerung des Antriebsmotors einer Haushaltsmaschine abgelegt ist, mit weiteren
Spaltenleitungen, auf denen V<riationen dieses Programmzyklus bildende Informationen
abgelegt sind, zu verknüpfen. Dies kann z.13. dadurch geschehen, daß den beiden
durch eine Verknüpfung mit den Wortleitungeii die eigentliche Information über den
zu verabfolgenden Programmzyklus führenden Spaltenleitungen wenigstens eine weitere
Spaltenleitung zugeordnet ist, welche eine Information über die Pausendauer P abgelegt
hat. Durch Verknüpfen beider Systeme wird auf einfache Weise eine Verlängerung der
Pause P während des Programmzyklus zur Umsteuerung des Antriebsmotors erreicht.
Bei geringen Ansprüchen an die Möglichkeiten zur Prograinmvariation können so auf
einfache Weise, z.B. einer oder mehrere Schongänge abgerufen werden, welche sich
gegenüber dem IiTormalgang durch vergrößerte Pausen- oder Stillstandszeiten P auszeichnen.
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In Fig. 5 ist schematisch eine dieser Weiterbildung der Erfindung
entsprechende Schaltungsanordnung dargestellt.
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Ein Decoder 21 markiert nacheinander die llortleitungen 1 - 32 der
Speichermatrix 22. Durch die Verknüpfung der Spaltenleitungen A, B mit kreuzenden
Wortleitungen ist der Programmzyklus abgelegt. 13 Zyklusphasen Linkslauf (L), 2
Zyklusphasen Pause oder Stillstand (P), 13 Zyklusphasen Rechtslauf (n) und wiederum
2 Zyklusphasen Pause oder Stillstand (P) bilden den Programmzyklus.
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Durch eine Rückstelleitung c ist der elektronische Zähler 23 durch
eine Verknüpfung mit der Wortleitung 31 rücksetzbar.
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Die Spaltenleitungen a, b sind jeweils an Eingänge der UND-Stufen
70, 71 geschaltet. Die Ausgänge dieser UISD-Stufen führen nach den Relaiswicklungen
43, 44 welche in diesem Falle die Übertragungsglieder nach dem umzusteuernden Antriebsmotor
darstellen. Weitere Spaltenleitungen d, e und f, welche in einer noch zu erläuternden
leise mit den Wortleitungen verknüpft sind, liegen an Eingängen der UND-Stufen 72,
73 und 74, welche ihrerseits mit einer invertierenden ODLDR-Stufe 75 verknüpft sind.
Der Ausgang dieser ODER-Etufe 75 führt an die nicht von den Spaltenleitungen a,
b belegten Eingänge der UITI)-:Jtufen 70, 71. Eingangsleitungen 76 bis 78, welche
an weitere Eingänge der UND-Stufen 72, 73 und 74 führen, werden vom Wahlschalter
und/oder vom fIauptprogrammsteuergerät geschaltet, diese sind jedoch im einzelnen
nicht dargestellt.
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Die Spaltenleitung d, welche an die UND-Jtufe 72 angeschlossen ist,
ist mit den Wortleitungen 1 und 13 sowie 16 und 28 verknüpft. Die Spaltenleitung
e, welche an die UND-Stufe 73 geführt ist, ist mit den Wortleitungen 1, 2; 12, 13
sowie 16, 17; 27, 28 verknüpft. Die Spaltenleitung f schließlich, die an die UND-Stufe
74 angeschaltet ist, ist mit den WortleitunGen 1 - 3 und 11 - 13 sowie 16 - 18 und
26 - 28 der Speichermatrix 22 verknüpft.
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Es sei nun vorab angenommen, daß die Verbindungsleitungen 76 bis 78
nicht beschaltet sind. Ohne diese beschalteten Leitungen 76 - 78 wird vom invertier-ten
Ausgang der ODER-Schaltung 75 Signal an die Eingänge der UND-Stufen 70, 71 geschaltet,
sie sind also von a, b steuerbar. Bei der Abtastung der Wortleitungen 1 - 31 durch
den Decoder 21 wird zunächst die Spaltenleitung a durch ihre Verinüpfung mit den
Wortleitungen 1 - 13, die Relaiswicklung 43 über die UND-Stufe 70 steuern. Bei einer
Pause von zwei Zyklusphasen oder Sekunden, iibernimmt Spaltenleitung b die Steuerung
der Relaiswicklung 74 über die UND-Stufe 71 ffir die nun umgekehrte Drehrichtung
des zu steuernden Antriebsmotors. An diese Zyklusphase (Rechtslauf) schließt sich
eine weitere Zyklusphase "Pause" (p) an, wonach der Programrnzyl lus erneut beginnt.
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Es sei nun zunächst angenommen, daß die Verbindungsleitungen 76 entweder
vom Wahlschalter oder vom Hauptsteuerprogrammgerät beschaltet sind. Damit wird die
UND-Stufe 72 durch die Spaltenleitung d steuerbar. Bei der Abtastung der Wortleitungen
1 bis 31 verabfolgt die Spaltenleitung d auf den Wortleitungen 1, 13, 16 und 28
durch vorliegende Verlüpfungen mit diesen, Signal nach der UND-Schaltung 70, welche
durchsteuert und über die ODER-Stufe 75 die UIDStufen 70 und 71 und somit auch die
Relaiswicklungen 43 und 44 sperrt. In diesen Zyklusphasen wird also kein Links-
(L) bzw. Rechtslauf (R) an den Antriebsmotor vermittelt und statt dessen die Pause
zwischen
den einzelnen Drehrichtungsphasen entsprechend vergrößert.
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Der Programmzyklus für "76 beschaltet" entsprechend "d betätigt" beläuft
sich auf 11 Sekunden Linkslauf (L), 4 Sekunden Pause (P), 11 Sekunden Rechtslauf
(R) und 4 Sekunden Pause (P).
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Iiird hingegen vom Wahlschalter oder vom Hauptprogrammsteuergerät
die Verbindungsleitung 77 geschaltet, so wird die UND-Schaltung 73 durch die Spaltenleitung
e steuerbar und diese somit wirlcsam. Die Spaltenleitung e is-t mit den Wortleitungen
1, 2; 12, 13 sowie 16, 17; 27, 28 verknüpft.
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Bei der Abtastung der auf e verknüpften Wortleitungen werden über
die Ul;D-StuSe 73 und die ODER-Stufe 75 die UND-Stufen 70, 71 und die Relaiswicklungen
43, 4's gesperrt.
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In beiden Drehrichtungsphasen wird die aktive Phasenzeit verkürzt,
die Zykluspause hingegen verlängert.
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Der bei Beschaltung der Verbindungsleitungen 77 und der damit einhergehenden
Alctivierung der Spaltenleitting e verabfolgte Programmzyklus ist folgender: 9 Sekunden
Linkslauf (L) 6 Sekunden Pause (p) 9 Sekunden Rechtslauf (R) 6 Sekunden Pause (p).
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In gleicher Weise wird bei Beschaltung der Verbindungsleitung 78 die
Spaltenleitung f aktiviert, welche mit den Wortleitungen 1, 2, 3; 11,12, 13 sowie
16, 17, 18 und 26, 27, 28 verknüpft ist. Uber die Verbindungsleitung 78 und damit
die Spaltenleitung e wird folgender Programmzyklus erzielbar: 7 Sekunden Linkslauf
(L) 8 Sekunden Pause (P) 7 Sekunden Rechtslauf (R) 8 Sekunden Pause (p).
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Durch die Zuordnung weiterer Spaltenleitungen mit entsprechenden Verknüpfungen,
sind zusätzliche Variationen des sogenannten Normalganges denkbar. Der Aufwand hierfür
ist gering, wenn man voraussetzt, daß immer nur ein und dasselbe Grundprogramm als
"Normalgang" Anwendung findet. Im angeführten Beispiel handelt es sich um einen
Programmzyklus von 30 Zyklusphasen oder 30 sec, die im "ormalgang", also ohne Beeinflussung
durch eine zugeordnete Spaltenleitung d - f und ggf. weiteren, 13 sec Linkslauf
(L), 2 sec Pause (p), 13 sec Rechtslauf (R), 2 sec Pause (P) verabfolgt.
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- Patent ansprüche -
Mit dem Gegenstand nach der
Erfindung ist es ohne weiteres möglich, durch Verknüpfen der Wortleitungen der Matrix
22 mit einer größeren Zahl von Spaltenleitungen, einen erheblichen Umfang von einzelnen
Programmen, welche für die verschiedensten Zwecke gedacht sein köinen, in der Speichermatrix
22 unterzubringen bzw. auf dieser abzulegen.
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Ein Chip einer entsprechenden integrierten zchalturl,, ist dann für
die verschiedensten Anwendungszwecke einsetzbar, bei denen die Umsteuerung oder
auch nur ein Betrieb mit Unterbrechungen oder Pausen eines Elektromotors, insbesondere
Einphasen-/ synchronmotors, erforderlich bzw. notwendig ist.
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Die integrierte Schaltung kann dadurch in großen Stückzahlen hergestellt
und zu entsprechend günstigen Preisen auf dem lIarkt angeboten werden. I)urch eine
g-'eei'nete Beschaltung des Chips ist dann das jeweils erwiinschte oder sind die
jeweils erwünschten Steuerprogramme abrufbar.
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Es ist ferner denkbar, dem Chip weitere Steuerkriterien, z.B. Zeitimpulse
zu entnehmen, die zur Steuerung nachgeordneter Schaltungsgruppen verwendbar sind.
Derartige zusätzliche Impulse könnten z.B. auch zur steuerung eines nachgeordneten
Programmsteuergerätes Verwendung finden, das aus Antriebsmotor und Getriebe, sowie
einem durch dieses antreibbaren Programmträger besteht, der Kontakte beaufschlägt.
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Das Programmsteuergerät nach der Erfindung zur Um steuerung von Antriebsmotoren,
insbesondere automatisch gesteuerter Haushaltsmaschinen, zeichnet sich durch ausgesprochene
Anpassungsfähigkeit und Flexibilität bei der l;rfüllung der unterschiedlichsten
Programml sche aus. Die Funktion der Anordnung ist sehr verschleißarm, da nur die
kontakte der Ubertragungsglieder einer gewissen mechanischelektrischen Abnutzung
unterworfen sind.
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Diese Kontakte können jedoch auch gegen kontaktfreie elektronische
Schaltelemente, z.B. Thyristoren etc. ausgetauscht werden, falls dies zweckmäßig
sein sollte, so daß ein völlig verschleißfreier Betrieb der Anordnung erreicht würde.
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Durch geeignete Verknüpfung der Funktion der Anordnung nach der Erfindung
mit derjenigen eines möglicherweise nachgeordneten Hauptprogrammsteuergerätes einer
automatisch gesteuerten Haushaltsmaschine können auch bestimmte Programmbedingungen,
z.B. Anlauf der Waschtrommel einer automatischen Waschmaschine für den Schleudergang
nur in der entsprechenden Drehrichtung des Reversierzyklus etc., Berücksichtigung
finden.
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Der Betrieb des Programmsteuergerätes nach der Erfindung erfolgt geräuschlos
bei nur geringfügigem Raumaufwand.
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Eine Justierung von Kontakten oder Nockenscheiben, die der Verabfolgung
des Urnsteuerprogrammes dienen, ist nicht erforderlich. Die Herstellung, Montage
und Linstellunb teurer, feinmechanischer Getriebeelemente entfällt.
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Der fehlende Verschleiß und die höhere Steuerungsgenauigkeit ermöglichen
außerdem eine sehr präzise Schaltung der umzusteuernden rotoren durch das Prograinntst£uergerät
nach der Erfindung.
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Durch die Ausnutzung der Rücksetzmöglichkeit ist ferner der Beginn
des zu verabfolgenden Reversierprogrammes in jeweils der gleichen Drehrichtung bei
der Einschaltung des Programmsteuergerätes möglich.
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L e e r s e i t e