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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, welcher abhängig von seiner
relativen Position vorzugsweise durch die Betätigung von Kontakten den Jeweiligen
Programmschaltzustand einer Programmphase durch Ein- oder Ausschalten der elektrischen
Funktionselemente an der automatisch zu steuernden ljaushaltsmaschine bestimmt und
wobei vorzugsweise eine elektrische Steuereinrichtung zugeordnet ist, welche die
Drehbewegung des Programmträgers am Ende einer Fortschaltung positionsgenau beendet.
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Es sind elektrische Programmsteuergeräte zur Steuerung von elektrischen
Haushaltsgeräten, so Wasch- und Geschirrspül maschinen bekannt, bei welchen ein
z.B. als Nockenscheibenpaket ausgebildeter Programmträger feststehend angeordnete
Kontakte beaufschlägt, welche elektrisch mit den Funktionselementen der Haushaltsmaschine
verbunden sind.
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Die Betä-ti6ung dieser Kontakte wechselt bei der Fortbewegung des
Programmträgers, so daß auf diese Weise das auf dem Programmträger angeordnete Programm
an die Haushaltsmaschine verabfolgbar ist. hierbei wird der Programmträger in der
Regel fortlaufend entweder kontinuierlich oder intermittierend, z.B. durch ein Schrittschaltwerk
fortgestellt. Für einen Programmablauf sind hierbei etwa 40 - 60 Einzelschritte
des Programmträgers vorgesehen. Der Drehwinkel zur Verabfolgung eines Programmes
umfaßt in der Regel 3600, es sind aber auch solche Programmsteuergeräte bekannt,
bei welchen bei einer Drehbewegung zwei oder drei selbständige, zum Beispiel Waschprogramme
verabfolgbar sind, welche hintereinander auf dem Nockenscheibenpaket abgelegt sind.
Meistens ist bei derartigen Programmsteuergeräten ein Verstellen der die Nockenscheiben
tragenden Welle durch einen Stellknopf über ein zwischengeschaltetes Rastwerk gegenüber
dem antreibenden Schaltwerk vorgesehen und somit eine einfache Möglichkeit zur Auswahl
des ein oder anderen Programmes durch Verdrehen des Stellknopfes gegeben.
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Eine andere bekannte Möglichkeit der Programmauswahl besteht darin,
sämtliche Schaltpositionen des Programmträgers, die überhaupt in einem vorgesehenen
Programmablauf erforderlich sind, nach ihrer möglichen Folge geordnet, auf dem Programmträger
unterzubringen.
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Aus diesem sogenannten Maximal- oder Gnudprogramm werden dann zur
Auswahl eines bestimmten Einzelprogrammes diejenigen Programmphasen im Scbnellgang
überfahren, welche ftir das gewünschte Programm nicht erforderlich sind. Hierzu
ist für 3edes auswählbare Programm eine besondere Nockenscheibe oder eine Nockenbahn
mit einem diese abtastenden Kontakt vorgesehen, welche durch einen Schalter aktivierbar
sind und die Folge der während eines Programmablaufes im Schnellgang zu überfahrenden
Programmteile bestimmen.
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Bei diesen bekannten Programmsteuergeräten wird es Jedoch schwierig,
eine schrittgenaue Kontaktbetätigung vorzunehmen, wenn eine größere Anzahl von Programmschaltzuständen
bzw.
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Programmschritten auf dem Programmträger untergebracht werden soll.
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Es ist auch ein Programmsteuergerät bekannt, bei welchem zur Behebung
dieser Schwierigkeit eine drehwinkelverschiedene Fortstellung des Programmträgers
angewendet wird. Dann nämlich, wenn keine Icontaktumschaltung notwendig ist, wird
der Programmträger um einen kleineren Drehwinkelweg fortgeschaltt, als wenn eine
Kontaktumschaltung während des Programmablaufes erforderlich wird. Auf diese Weise
wird an Drehwinkelweg gespart, so daß mehrere Programmschaltzustände auf dem Programmträger
erfaßt werden können. Der Aufbau dieses bekannten Programmsteuergerätes ist Jedoch
verhältnismäßig kompliziert und der Gewinn an zusätzlichem Schaltweg verhältnismäßig
klein.
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Bei einer anderen bekannten Ausführungsform eines Programmsteuergerätes
wird die Programmphase nach getrennten Kriterien auf dem Programmträger abgetastet.
Ein Teil des Programmträgers bestimmt den Programmschaltzustand der Programmphase,
d.h. die Betätigung derJenigen Kontakte, welche geschlossen bzw. geöffnet werden
sollen und ein anderer Teil des Programmträgers bestimmt die Programmphasenzeit,
d.h. die Zeitdauer während welcher dieser Programmschaltzustand aufrechterhalten
werden soll. Es handelt sich praktisch um zwei getrennte Programmträger, welche
Jedoch miteinander bewegt werden und zweckmäßig als ein Stück hergestellt sind.
Der Programmträger wird hierbei nicht nach Jeweils gleichen Zeitabständen intermittierend
fortGestellt, sondern die Fortbewegung erfolgt nach ungleich langen Zeiten, d.h.
immer dann, wenn eine neue Programmphase mit einem neuen Programmschaltzustand und
möglicherweise auch neuer Programmphasenzeit beginnt. Eine Fortstellung des Programmträgers
erfolgt also stets nur dann, wenn diese vom Programm her erforderlich ist, nicht
aber nur etwa deswegen, weil das antreiinde Schrittschaltwerk dies erforderlich
machen würde.
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Derartige Programmsteuergeräte sind in verschiedenen Ausführungsformen
bekanntgeworden. Sie besitzen alle ein mechanisches Zählglied, einen sogenannten
Rechen.
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Je nach vorgesehener Programmphasendauer fällt dieses Z&hlglied
mehr oder weniger tief in eine Bezugstellung, welche ihrem Wert nach von dem die
Zeitdauer der Programmphase bestimmenden Teil des Programmträgers bestimmbar ist.
Durch ein mechanisches Zählwerk wird dann in gleichen Zeitabständen das als mechanischer
Rechen ausgebildete Zählglied jeweils um einen Zahn fortgestellt, bis eine Endstellung
erreicht ist, welche zur Auslösung der Fortstellung des Programmträgers führt.
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Diese bekannten elektrischen Programmsteuergeräte mit nur beim Wechsel
des Programmschaltzustandes erforderlich werdender Fortstellung des Programmträgers
erlauben die Verabfolgung von wesentlich umfangreicheren Programmen, als dies bei
den zuerst beschriebenen Ausführungsformen der Fall ist. Sie ermöglichen so weitgehend
die Berücksichtigung alle r Wünsche, die an eine moderne Steuerung einer automatischen
Haushaltsmaschine gestellt werden. Allerdings, der Aufbau solcher Programmsteuergeräte
ist kompliziert und läßt sich in der Regel nur unter Anwendung einer Vielzahl während
der Steuervorgänge zu bewegender mechanischer oder elektrischer Elemente bewältigen.
Die Geräte sind deshalb teuer und die Verwirklichung noch weitergehender Ansprüche
an die Programmgestaltung, so, wie diese in der Zukunft noch zu erwarten sein werden,
kann . nur mit großen Schwierigkeiten bewältigt werden.
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Hierbei ist von Bedeutung, daß für unterschiedliche Typen und Arten
von automatisch zu steuernden Ilaushaltsmaschinen, z.B. Waschmaschinen einerseits
und Geschirrspülmaschinen andererseits, derart unterschiedliche Programme zu steuern
sind, daß Programmsteuergeräte verschiedener Auslegung erforderlich werden. Durch
die Kompliziertheit der mechanischen Kadratur der hier beschriebenen bekannten Programmsteuergeräte,
ist eine anpassung z.B. nur durch Austausch des Programmträgers an solchermaßen
gegebene unterschiedliche Programmierungsbedingungen nicht oder nur sehr bedingt
möglich. Das hat natürlich eine Reduzierung der Stückzahlen pro Programmsteuergeräte-Type
zur Folge, welche sich in erhöhten Stückkos-ten und in einer vergrößerten Teilelagerung
und umfangreicheren Teile-Disposition niederschlägt von den Schwierigkeiten der
Ersatzteilbeschaffung ganz abgesehen. IIinzu kommt, daß diese bekannten Programmsteuergeräte
trotz sehr gedrängte Anordnung der mechanischen Kadratur sehr ungünstige äußere
Abmessungen aufweisen.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches
Programmsteuergerät zur Steuerung automatischer Haushaltsmaschinen zu schaffen,
mit dessen Hilfe durch Austausch nur weniger, vorzugsweise nur eines Teiles, z.B.
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des Programmträgers, bei günstigen räumlichen Abmessungen eine größere
Anzahl von unterschiedlichen Arten von Haushaltsmaschinen steuerbar ist.
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Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß dem Programmträger
zugeordnete Kontakte von diesem kombinatorisch nach einem bestimmten Code beschaltbar
und mit dem Eingang einer elektronischen Schaltung verbunden sind, welche wenigstens
einen programmierten elektronischen Festwertspeicher umfaßt, in welchem eine bestimmte
Anzahl von möglichen Befehlskombinationen mindestens eines zu steuernden Programmes,
welche Jeweils die einer Programmphase entsprechenden Einzelbefehle beinhalten,
abgelegt und durch die Beschaltung des Einganges in die elektronische Schaltung
abrufbar und durch diese verarbeitbar sind, wobeaie Jeweils einer Programmphase
entsprechenden Einzelbefehle über Ausgangsleitungen der elektronischen Schaltung
an die elektrischen Funktionselemente der zu steuernden Haushaltsmaschine übertragbar
sind, und wenig einer dieser Befehle für die Fortschaltung des Programmträgers relevante
Kriterien vermittelt und wobei durch der elektronischen Schaltung zugeordnete Meßsohaltungen
die Erfüllung dieser Einzelbefehle prüfbar und bei feststellbarer Ubereinstimnung
zwischen Soll- und Ist-Wert, durch die elektronische Schaltung der elektromotorische
Antrieb des Programmträgers zu dessen Fortstellung auslösbar ist und bei im Programm
folgender Uberfahrstrecke der Programmträger durch den elektromotorischen Antrieb
über mehr als einen Schritt fortführbar ist.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung
der Erfindung besteht darin, daß die durch dem Programmträger zugeordnete Kontakte
kombinatorisch nach einem bestimmten Code beschaltbare elektronische Schaltung als
ein elektronischer Mikrocomputer hoher halbleitertechnischer Integration ausgebildet
ist, welche die vom Programmträger während des Programmablaufes codiert übermittelten
Daten verarbeitet und nach deren Umsetzung in Form von Steuerbefehlen an die Funktionselemente
der zu steuernden automatischen Haushaltsmaschine übermittelt.
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Eine Weiterbildung dieser Ausgestaltung der Erfindung wird darin gesehen,
daß ein Teil der an die elektrischen Funktionselemente der zu steuernden automatischen
Haushaltsmaschine zu übertragenden Einzelbefehle durch vom Programmträger in der
einer Programmphase entsprechenden Schrittstellung betätigbare Kontakte direkt steuerbar
sind, an welche die zu den zu schaltenden elektrischen Funktionselemente der zu
steuernden automatischen Haushaltsmaschine führenden Ausgangsleitungen angeschlossen
sind.
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In der nachfolgenden Beschreibung ist die Erfindung im einzelnen erläutert
und in den beigegebenen Zeichnungen abgebildet.
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Es stellen dar: Fig. 1 eine schematische Schaltungsdarstellung des
Programmsteuergerätes nach der Erfindung;
Fig. 2 die Weiterbildung
eines Teiles der Schaltungsanordnung nach Fig. 1; Fig. 3 eine andere Weiterbildung
eines Teiles der Schaltungsanordnung nach Fig. 1; Fig. 4 ein Detail der Schaltungsanordnung
nach Fig. 1; Fig. 5 eirie'andere Ausftthrungsrform des Schaltungsdetaila nach Fig.
4.
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In der Fig. 1 stellt 1 eine Programmsteuerscheibe dar, die fest auf
einer Welle 2 angeordnet und mit dieser durch eine elektromotorische Antriebsvorrichtung
3 - vorzugsweise intermittierend - verstellbar ist. Die Programmsteuerscheibe 1
besteht vorteilhaft aus einem kupferkaschierten Kunststoff, aus dessen leitenden
Beschichtung eine Reihe von Kontaktbahnen 4a - 4g und eine weitere Kontaktbahn 4h
ausgeätzt sind. Diese Kontaktbahnen 4a - 4g und 4h werden von Schleifkontakten 5a
- 5g und 5h abgetastet. Über einen nicht dargestellten gemeinsamen Anschluß sind
die Kontaktbahnen 4a - 4h und die Schleifkontakte 5a - 5h mit Potential verbunden.
Grundsätzlich können anstelle der Schleifkontakte 5a - 5h und der Kontaktbahn 4a
- 4h auch nockenbetätigte Kontaktanordnungen Verwendung finden.
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So könnte beispielsweise die Programmsteuerscheibe 1 als flacher Programmteller,
der mit lateralen konzentrischen Nockenbahnen versehen ist, welche von Kontaktfedern
oder Kohtakthebeln abtastbar sind, ausgebildet sein.
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Mit Rücksicht auf die im gegebenen Falle geringen Kontaktströme ist
jedoch die beschriebene Ausführungsform der Programmsteuerscheibe 1 als flache,
Leiterbalmen tragende Kunststoffscheibe, welche von Schleifkontakten abtastbar ist,
zu bevorzugen. Ein solcher Kontaktaufbau ist flacher, einfacher und preiswerter.
Die Anzahl der von der Programmsteuerscheibe 1 zu betätigenden Kontakte kann größer
sein, außerdem ist die Kontaktbelastung auf der Programmsteuerscheibe und demnach
auch der Welle 2 geringer.
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Neben der Programmsteuerscheibe 1 ist auf der Welle 2 eine weitere
Programmsteuerscheibe 8 angeordnet, welche ebenfalls mit dieser fest verbunden ist
und mit dieser umläuft. Diese Programmsteuerscheibe 8 ist ebenfalls vorzugsweise
als ein flacher Programm-teller ausgebildet, welcher Nockenbahnen 9a - 9h trägt,
die von Kontakthebeln 7a - 7h abtastbar sind. Die Kontakthebel 7a - 7h sind in einem
Isolierstück 6 gelagert bzw. geführt.
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Anschlüsse Ila - lih führen nach den schaltbaren elektrischen Funktionselementen
der zu steuernden Haushaltmaschine.
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Beide Programmsteuerscheiben 1 und 8 bilden zusammen den Programmträger
lo des Programmsteuergerätes nach der Erfindung.
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Das Isolierstück 6 zusammen mit den Kontakthebeln 7a - 7h und den
Anschlüssen Ila - lih bilden miteinander den I:ontaktkörper 12. Über die von der
Programmsteuerscheibe 8 betätigbaren Kontakte 7a - 7h werden vorzugsweise Leistungsschaltungen
verabfolgt, welche unmittelbar der Steuerung der Haushaltsmaschine dienen.
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Die elektromotorische Antriebsvorrichtung 3 der Welle 2 umfaßt einen
Kleinstsynchron- oder Asynchronmotor, sowie das zur Ubersetzung erforderliche Getriebe.
Darüber hinaus ist der Antriebsvorrichtung 3 ein Leistungsschalter, z.B. ein Thyristor
oder ein Relais zugeordnet, welches der Steuerung des Motors dient. Diese Teile
sind jedoch, da sie an und für sich bekannt sind, im einzelnen nicht dargestellt.
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Die Schleifkontakte 5a - 5g, welche die Leiterbahnen 4a -4g der Programmsteuerscheibe
1 des Programmträgers Io o abtasten, sind in einem Isolierteil 13 gehaltert und
über Zuleitungen 14a - 14g mit den Eingängen 15a - 15g einer Decoderschaltung 15
verbunden. Gemäß einem Merkmal des Programmsteuergerätes nach der Erfindung, werden
durch die Kontaktanordnungen 4a - 4g, 5a - 5g die einzelne Programmphasen des vom
Programmsteuergerät nach der Erfindung zu verabfolgenden Programmes kennzeichnende
oignalkombinatlonen nach einem bestimmten Code, vorzugsweise Binärcode, verabfolgt.
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Diese Signalkombinationen werden dann der elektronischen Decodierschaltung
15 zur Umsetzung zugeführt.
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Die Decoderschaltung 15 ist einem elektronischen Speicher 16, vorzugsweise
einem elektronischen Festwertspeicher vorgeordnet, welcher beispielsweise über 27
= 128 Zuleitungen verfügt, auf welchen je ein ByU zu je 8 Bit ablegbar ist, so daß
der elektronische Speicher 16 angenommenerweise über 128 x 8 = 1024 Speicherstellen
verfügt. Bei am Eingang der Decoderschaltung 15 liegenden 7 Eingangsleitungen 15a
- 15g bedeutet dies, daß die 27 = 128 Zeilenleitungen durch 27 Signalkombinationen
am Eingang des Decoders 15 selektierbar sind. Es können somit 128 verschiedene Bytes
oder Speicherworte durch die Programmsteuerscheibe 1 aus dem elektronischen Speicher
15 in die elektronische Schaltung abgerufen werden. Hierzu ist der elektronische
Speicher 16 über mit seinen Zeilenleitungen verbundene Anschlußleitungen 17 von
der elektronischen Decodierschaltung 15 beschaltbar. Abhängig von der durch die
Programmsteuerscheibe 1 über die Kontaktbahnen 4a - 4g und die Schleifkontakte 5a
- 5g verabfolgbaren Beschaltung ist Jeweils eine Zeilenleitung (17) des elektronischen
Speichers 16 auswählbar.
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Die Zeilenleitungen 17 sind über eine Msgangspufferschaltung, welche
den erforderlichen Signalpegel schafft, mit den Eingängen einer weiteren Decodierschaltung
verbunden.
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Deren Ivusgänge bestimmen die Art des zu verabfolgenden Befehles.
Ausgangspufferschaltung und die dieser nachgeordnete weitere Decodierschaltung sind
nicht für sich dargestellt, sondern als mit vom elektronischen Speicher 16 umschlossen
Gedacht.
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Durch die zweite der Ausgangspufferschaltung nachgeordnete Decoderschaltung
(beide sind nicht dargestellt), wird das durch den Decoder 15 aus dem elektronischen
Speicher 16 durch Markieren einer Zeilenleitung 17 abgerufene, aus angenommen 8
Bit bestehende Speicherwort in die erforderliche Befehlskombination aufgefächert.
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Der Speicherumiang des elektronischen Speichers 16 ist jedoch nicht
auf, wie angenommen,128 x 8 Speicherstellen oder 128 Speicherworte, entsprechend
den 128 Zeilenleitungen begrenzt. Ein größerer Speicherumfang, von z.B. 256 Worten
entsprechend von 256 Zeilenleitungen, ist ohne weiteres möglich. Zu deren Steuerung
wäre allerdings eine weitere Kontaktbahn (4), ein weiterer Schleifkontakt (5) und
eine weitere Zuleitung (15) an die hierzu entsprechend bemessene Decoderschaltuno
(15) notwendig. Diese 256 Worte oder Zeilenleitungen (17) der Decoderschaltung (15)
stellen Jedoch noch keine äußerste Grenze dar, eine Erweiterung auf 512 oder 1 o24
Wortleitungen ist durchaus denkbar und möglich.
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Eine andere IIö-lichkeit zur Erweiterung des Speicherumfanges besteht
darin, die unzahl der Worte pro Zeile entsprechend zu vergrößern. So wäre eine Erweiterung
des Speicherumfanges pro Zeile auf z.B. 4 oder 8 nebeneinanderliegende Worte zu
je 8 Bits ohne weiteres möglich. Es bedarf dann nur einer zusätzlichen Spaltenselektion,
um anzuzeigen, welches der Speicherworte auf einer Zeile abrufbar sein soll. Zu
diesem Zweck müßten ebenfalls weitere Kontaktbahnen (4) und weitere Schleifkontakte
(5) an der Programmsteuerscheibe 1 vorgesehen sein, um dieses zusätzliche sogenannte
Y-Signal zur Spaltenselektion der Zeilenworte zu verabfolgen.
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Eine Speicheranordnung mit z.B. 8 Worten zu je 8 Bit auf einer Zeilenleitung
bei insgesamt 128 Zeilenleitungen entspräche eincr Speicherstellenzahl von 8 x 8
x 128 = 8192 oder einer Wortzalil von 1o24 Dytes.
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Diese Speicherorganisation ließe sich durch folgende Konfiguration
verwirklichen: Die Speichermatri: des elektronischen Speichers 16 umfaßt 128 Zeilen-
oder Wortleitungen mit je 64 Speicherstellen, auf denen 8 Byte oder Worte zu je
8 Bit nebeneinander abgelegt sind.
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Je ein Byte, d.h. je eine Gruppe von 8 Bit sind auf einer Spalte durch
eine für diesen Zweck vorgesehene und allen Zefrnleitungen gemeinsame Spalten- oder
Y-Leitung erfaßbar. Hierzu ist ein besonderer, zusätzlicher Y-Decoder vorgesehen,
welcher durch 3 Kontaktbahnen (4) bzw.
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Schleifkontakte (5) der Programmsteuerscheibe 1 steuerbar ist, welche
noch zusätzlich vorgesehen sein müssen. Durch diese drei Schleifkontaktanordnungen
sind 23 = 8 Signale nach einem Binärcode steuerbar, so daß durch diese drei zusätzlichen
Kontakte je nach Art ihrer kombinatorischen Betätigung Jeweils eine von 8 Spalten-
oder Y-Leitungen beschaltbar ist.
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Der Decoder für die 128 Zeilenleitungen - auch X-Decoder in diesem
Zusammenhang genannt - wird durch sieben Schleifkontakte (4,5) der Programmsteuerscheibe
1 beschaltet, so daß zum Abruf von 1024 (= 128 x 8) Bytes oder Befehlsworten insgesamt
zehn Schleifkontakte vorgesehen sein müßten. Bei einer Schrittzahl von 52 Schritten
pro Umdrehung des Programmträgers lo ist somit ein Befehlsfeld von 1c24 x 52 verfügbar,
für welches 23 x 27 -1 = 8 x 128 -1 = 1023 Adressen an den Decodereingängen zur
Verfügung stehen, wenn man davon ausgeht, daß eine Adresse (-1) für eine 0-Stellung
gebraucht wird.
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In der Fig. 2 ist diese angenommene Erweiterung der Speicheranordnung
nach Fig. 1 schematisch dargestellt.
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Die Eingänge eines X-Decoders 15' und eines Y-Decoders 15'' werden
von 7 (4a, 5a - 4g, 5g) bzw. 3 (4i, si - 41, 51) Schleifkontakten der Programmsteuerscheibe
1 beaufschlagt.
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Auf den Zeilen des elektronischen Speichers 16a nebeneinander abgelegte
Speicherworte werden durch den X-Decoder 15 in bezug auf die betreffende Zeile und
durch den Y-Decoder 15" und eine Spaltenleitung 17a in bezug auf die betreffende
Spalte selektiert. Das selektierte Speicherwort wird über die Ausgangspufferschaltung
16b einer weiteren Decoder- oder Verteilerschaltung 16c zugeführt, von wo aus die
Befehlskombination an die Schaltung des elektrischen Progransteuergerätes zur Verarbeitung
übermittelt wird.
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Es wird also das von der Programmsteuerscheibe 1 über die Schleifkontakte
4, 5 und den Decoder 15 markierte Wort des elektronischen Speichers 16 über die
nachgeordnete Ausgangspufferschaltung nach dem Ausgangsdecoder übermittelt und von
diesem auf die einzelnen Befehlsleitungen verteilt. Vorhin wurde festgestellt, daß
bei der gedachten Speicherkonfiguration 1o24 Speicherworte, welche ebensovielen
Befehlskombinationen entsprechen, verabfolgt werden können, ein Umfang, der für
ein einzelnes, automatisch zu steuerndes Haushaltsgerät allein in der Regel bei
weitem nicht benötigt wird.
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Da Jedes Speicherwort zu jedem Augenblick verfügbar ist und abgerufen
werden kann, sind auf dem elektronischen Speicher 16 nur solche Befehle zu speichern,
welche sich ihrer Struktur nach von den anderen Beizen unterscheiden.
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Erscheint in einem Programmablauf ein und dieselbe Programmphase mehrmals,
so kann diese, so oft als notwendig, von ein und derselben Wortspeicherstelle abgerufen
werden.
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Im Gegensatz zu einer Abarbeitung des Programmes mit ansteigenden
Adressen, wo das Befehlswort einer Programmphase so oft im Speicher abgelegt werden
muß, als diese während des Programmablaufes erscheint, selbst dann, wenn völlige
Identität zwischen zwei oder mehreren Programmphasen hinsichtlich Programmschaltezustand
und Programmphasenkriterien vorliegen sollte, sind beim Gegenstand nach der Erfindung
die den einzelnen Programmphasen entsprechenden Speicherstellen jederzeit zugänglich
und abrufbar.
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Demnach kann auf den zur Verfügung stehenden Wortstellen des elektronischen
speichers 16 eine sehr große Anzahl von unterschiedlichen Programmbefehlen gespeichert
werden, wobei ein Jeder gespeicherter Befehl sowohl den Programmschaltzustand (Ari;
und Anzahl der zu betätigenden Funktionselemente), als auch die Programmphasenkriterien
(Zeitdauer, Temperatur, Laugenstand, Trommelgeschwindigkeit etc.) einer Programmphase
beinhaltet.
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Bei dem elektronischen Speicher 16 handelt es sich um einen sogenannten
Festwertspeicher (RoD4), bei welchem die Steuerbefehle schon bei der Herstellung
einprogrammiert werden. Hierbei ist eine Serienfertigung ohne weiteres möglich,
wobei mit zunehmenden Stückzahlen der Preis für das Einzel stück rapide sinkt und
bei Stückzahlen von einigen 100 ooo Exemplaren sehr günstige Preise erreicht werden.
Dies setzt aber voraus, daß ein und derselbe Festwertspeicher für die verschiedensten
Programmsteuergeräte-Typen, d.h. auch für solche zur Steuerung anderer automatisch
gesteuerter Haushaltsmaschinen, verwendbar ist.
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Der Erfindung liegt als ein Teilmerkmal der Gedanke zugrunde, auf
dem umfangreichen Speicherfeld eines solchen Festwertspeichers (ROM) die Steuerbefehle
für eine Vielzahl von Programmen und Arten von automatischen Haushaltsmaschinen
festzuhalten, so z.B. für Wasch- und Geschirrspülmaschinen , für Trockenmaschinen,
für Kochautomaten, Grillgeräte usw.
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Durch die spezielle Zuordnung eines entsprechenden Programmträgers
10 können dann die Befehle für ein bestimmtes Programm, welches für eine der vorgenannten
Arten von automatisch gesteuerten Haushaltsmaschinen gedacht ist, in einer bestimmten
Folge geordnet zwingend zusammengestellt und verabfolgt werden. Hierbei ist es durchaus
denkbar, daß ein und derselbe Befehl bzw. ein und dieselbe Programmphase in Programme
völlig verschiedener automatisch zu steuernder Haushaltsmasohinen delegiert werden.
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Hierbei ist es durchaus denkbar, daß ein und derselbe Befehl oder
ein und dieselbe Programmphase in Programme völlig verschiedener automatisch zu
steuernder IIaushaltsmaschinen delegiert werden können.
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Durch das Programmsteuergerät nach der Erfindung steht somit ein Steuerelement
für automatisch gesteuerte Haushalts maschinen zur Verfügung, bei dem lediglich
durch Zuordnung eines verhältnismäßig kleinen, wenige und leichte Kontakte beaufschlagenden
Programmträgers eine Anpassung einer elektronischen Grundbaueinheit an die verschialensten
Anwendungszwecke erreicht werden kann, wobei durch den Wechsel des Programmträgers
Programmumstellungen in einem sehr weiten Umfang möglich sind.
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Es sei nun angenommen, daß eine Programmphase mit zeitlichem Programmphasenkriterium
vorliegt. Über die elektronische Speicherschaltung 16 wird entsprechend der durch
die Programmsteuerscheibe 1 über die Kontaktbahnen 4a - 4g und die Schleifkontakte
5a - 5g erfolgenden Beschaltung an den Leitungen 18a - 18e nach einem bestimmten
Code, vorzugsweise Binärcode, eine die Zeitdauer dieser betreffenden Programmphase
kennzeichnende Markierung verabfolgt, welche aus dem elektronischen Speicher 16
über die Ausgangspuffer schaltung und den zweiten Decoder auslesbar ist (Fig. 1).
Die Leitungen 18a - 18e führen nach einer elektronischen Vergleicherschaltung 20,
welche andererseits über Leitungen 19a -19e mit einem elektronischen Zähler 22 verbunden
ist, der über eine Zuleitung 21 ,uZs XeEn,em elektronischen Impulsgeber 23
gespeist
wird. Der elektronische Zähler 22 verabfolgt an den Leitungen 19a - 19e eine der
gemessenen Impulszahl entsprechende Ilarkierung nach einem bestimmten Code, vorzugsweise
Binärcode.
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Über eine Ausgangsleitung 24, welche vom elektronischen Speicher 16
nach dem Impulsgeber 23 führt, wird letzterer eingeschaltet, so daß der Zählvorgang
beginnen kann. Als Zeitbasis dient entweder ein selbstschwingender Oszillator, vorzugsweise
Quarzoszillator, oder das auch das zu steuernde Haushaltsgerät und die übrigen Elemente
der Programmsteuerung speisende Wechselstromnetz. Entspricht der durch den elektronischen
Zähler 22 gemessene Zeitwert den durch den elektronischen Speicher 16 eingestellten,
so wird von der elektronischen Komperatorschaltung 20 über die Leitung 26, die ODER-Schaltung
25, die Leitung 27 und die Ut Schaltung 28 der elektromotorischen Antriebsvorrichtung
ein Einschaltesignal übermittelt, wodurch diese anläuft und den aus den Programmsteuerscheiben
1 und 8 gebildeten Programmträger 10 um wenigstens einen Schritt weiterstellt. In
der Programmphase, die diesem beschriebenen Zählvorgang entspricht, werden durch
den elektronischen Speicher 16 auch Ausgangsleitungen 29a - 29d beschältet, welche
mit den zu betätigenden elektrischen Funktionselementen der zu steuernden Haushaltsmaschine
über Thyristoren, Triacs oder Relais-Anordnungen verbunden sind und die somit die
Steuerung dieser Funktionselemente, z. B. Punge, Ventile, Motoren etc. vornehmen.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Steuerung bzw.
Schaltung der zu betätigenden elektrischen Funktionselemente der automatisch zu
steuernden Ilaushaltsmaschine teilweise oder ausschließlich von der Programmsteuerscheibe
8 des Programmträgers 1o über die von diesem betätigbare Kontakthebel 7a - 7h übernommen,
wobei letztere über die Anschlüsse 11a - 11h mit elektrischen Funktionselementen
der IIaushaltsmaschine verbunden sind.
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Diese Ausführusform der Erfindung hat den Vorteil, daß die Steuerung,
insbesondere der Leistungskreise, nämlich Heizung, Motoren etc., von preiswerten
und unempfindlichen Kontaktelementen bewerkstelligt werden kann, welche zudem eine
eindeutige elektrische Trennung der Stromlcreise der Steuerung und derjenigen der
zu steuernden Funktionselemente ermögliclsn. Hieraus resu2iiert überdies eine Entlastung
der Speicherkapazität des elektronischen Speichers 16, da in der Regel weniger Speicherstellen
erforderlich sind. Der Aufbau der zusätzlichen Kontaktvorrichtung 7a - 7h mit zugeordneter
Programmsteuerscheibe 8 ist nicht so wesentlich, da eine Programmsteuerscheibe 1
mit zugehörit>rer ochleifkontaktanordnung 4a - 4h; 5a - 5h ohnehin erforderlich
ist. Durch die Programmsteuerscheibe 8 mit zugehöriger Kontaktvorrichtung 7a - 7h;
6 werden nur Programmschaltzustande von Programmphasen bestimmt, während die vielfältigen
anderen Programmphasenkriterien, wie
Zeitdauer, physikalische Zustandsbedingungen,
Überfahrstrecken und auch die flesteuerung von Funktionselementen der Haushaltsmaschine
die leistungsarm steuerbar sind, durch die elektronische Steuerung, und zwar über
die Programmsteuerscheibe 1 in weiten Grenzen bestimmbar sind.
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Der Programmsteuerscheibe 1 ist neben den Schleifkontakten bzw. Leiterbahnen
4a - 4g, 5a - 5g noch ein Schleifkontakt 4h, 5h zugeordne-t, welcher sowohl als
Impulskontakt als auch als Schrittendsteuerkontakt dient. Der Schleifkontakt 4h,
5h ist über die Leitung 36, 36a mit dem Eingang 22a des elektronischen Zählers 22
verbunden.
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Dieser Eingang 22a dient der Rückstellung des Zählers 22 nach beendeten
Zählvorgang einer Programmphase. Mit der Fortbewegung des Programmträgers 10 bzw.
der Programmsteuerscheibe 1 wird der Kontakt 4h, 5h vorübergehend geschlossen, der
Kontaktschluß wird positionsgenau mit dem Erreichen der neuen Schrittstellung beendet,
so daß dann der Zähler 22 auch wieder für den Zählvorgang in der neuen Programmphase
zur Verfügung steht, falls dies erforderlich sein sollte. Über die Leitung 36b wird
während der Fortbewegung des Programmträgers 10 über die ODER-Schaltung 25 die Leitung
27 und die UND-Schaltung 28 die elektromotorische Antriebsvorrichtung 3 bestromt,
und zwar solange, bis die neue Schrittposition des Programmträgers 1o genau erreicht
ist.
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Zur Steuerung eines sogenannten Nebenprogramees, z.B.
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des Reversierzyklus einer Waschmaschine, ist bei dem elektrischen
Programasteuergerät nach der Erfindung eine elektronische Steuereinheit 30 vorgesehen,
welche über Ausgangsleitungen 31a - 31! über den elektronischen Speicherteil 16
beeinflußbar ist. Die elektronische Steuereinheit 30 umfaßt einen eigenen Impulszähler,
mit I«pulsgeber, einen Decoder und einen diesem nachgeordnetzen Festwertspeicher,
über dessen mit ansteigenden Adressen markierbaren Zeilenleitungen das Nebenprograim
verabfolgbar ist. Diese einzelnen Baueinheiten der Steuereinheit 30 sind Jedoch
nicht im einzelnen dargestellt.
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Die Verabfolgung dieses Nebenprogrammes ist durch die Ausgangsleitungen
31a - 31f des elektronischen Speichers 16 steuerbar. Durch diese Beeinflussung ist
das Verhältnis von Wendezyklus zum Pausenzyklus des z.B. der Reversieruug einer
Waschtroxmel dienenden Nebenprogrammes in weiten Grenzen steuerbar; so ist beispielsweise
über diese Ausgangs~ leitungen 31a - 31r auch die Verabfolgung eines oder mehrerer
sogenannter Schongänge zu erzielen, die in solchen Phasen des Programmablaufes verabfolgt
werden, in welchen lediglich ein Umfalzen oder Durchmischen der Lauge, nicht hingegen
eine Waschoperation durchgeführt werden soll und aus diesem Grunde innerhalb dieses
Programmbereiches dem zu verarbeitenden Waschgut eine gewisse Schonung zuteil werden
soll.
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Der Ausgang der elektronischen Steuereinheit 3o umfaßt Relaiswicklungen
32, 33, über welche Kontakte 32a, 33a einer Wendesteuerung schaltbar sind, die außer
durch diese beiden Kontakte noch durch den Kondensator 34 und die Motorwicklungen
35a, 35b des Antriebsmotors 35 gebildet ist, Anstelle der Relais 32, 32a; 33, 33a
bzw. eines entsprechenden einzelnen Relais mit Wechselkontakt und mittiger Ruhestellung,
sind selbstverständlich auch geeignete Halbleiterbauelemente zur Leistungssteuerung
einsetzbar.
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Aber auch hier ermöglicht eine Relaissteuerung die Erfüllung von die
elektrische Trennung von Steuer- und Leistungskreisen fordernden Sicherheitsvorschriften.
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Eine Ausgangsleitung 37 des elektronischen Speichers 16 führt über
einen Türverriegelungskontakt 38 nach der UND-Schaltung 28. Hierdurch ist sichergestellt,
daß der Programmbeginn nur dann erfolgen kann, wenn die Fronttür, z.B. eines Waschautomaten,
geschlossen ist und somit das Eintreten eines Wasserschadens verhindert ist. Über
eine weitere Ausgangsleitung 39 des elektronischen Speichers 16 wird ein Türverriegelunsmagnet
40 während des Programmablaufes bestromt, so daß die Tür solange nicht geöffnet
werden kann, als die Waschlauge nicht abgepumpt ist. Bei bestromtem und betätigtem
Türverriegelungsmagnet 40 wird die Türriegelklappe durch einen Hebel so gesichert,
daß ein Üffnen der Tür während des Programmablaufes nicht möglich ist. Der Tilrverriegelungskontakt
38 ist nur dann betätigt, wenn die Tür der betreffenden automatisch gesteuerten
IIaushaltsmaschine sicher gesclllossen und deren Verschluß eingerastet ist.
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Tritt während des Programmablaufes eine Programmphase auf, welche
als Kriterium eine physikalische Zustandsbedingung, z.B. Temperatur, Laugenniveau,
Abluft-Feuchtigkeit etc.
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aufweist, so wird zunächst der Impulsgeber 23 über die an seinen Eingang
23a führende Leitung 24 durch den elektronischen Speicher 16 gesperrt. Dadurch bleibt
der elektronische Zähler 22 blockiert, da er keine Zählimpulse übermittelt bekommt.
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Außerdem unterbleib-t in einer solchen Programmphase die Markierung
der Ausgänge 18a - 18e des elektronischen Speichers in der Regel.
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Es sei nun angenommen, daß die betreffende Programmphase zunächst
abhängig vom erreicHen Laugenstand als Programmphasenkriterium gesteuert werden
soll. Somit handelt es sich um einen Programmablauf für eine Wasch- oder Geschirrspülmasciline.
Hierzu wird über die Ausgangsleitungen 41a - 41c des elektronischen Speichers 16
einer von drei Niveau-Schaltern 42a - 42c angewählt, welche alle an die Eingänge
einer ODER-Schaltung 43 geffihrt sind.
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Eine Ausgangsleitung 44 dieser ODER-Schaltung 43 führt an einen Eingang
der ODER-Schaltung 25.
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Es sei nun weiter angenommen, daß auf Grund der Position der Programmsteuerscheibe
1 eine solche Eingangsmarkierung über die Kontakte 4a - 4g, 5a - 5g an den elektronischen
Speicher 16 verabfolgt sein soll, daß einerseits über die Ausgangsleitung 41a der
Niveau-Schalter 42a ausgewählt, andererseits über eine der Ausgangsleitungen 29a
- 29d oder bevorzugt durch einen der Kontakthebel 7a - 7h der Programmsteuerscheibe
8 das Einlaufventil einer Wasch-oder Geschirrspülmaschine betätigt sein soll. Das
Einlaufventil ist geöffnet und es strömt also Wasser in den Behälter der Etaushaltsmaschine
ein, bis auf Grund der erreichten Flotterihöhe der Niveau-Schalter 42a schließt
und Laugenstand I als niedrigste Flotte meldet.
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Hierdurch wird über IXiveau-Schalter 42a, ODEISciialtung 43, Leitung
44, ODER-Schaltung 25 und die UND*Schaltung 28 die elektromotorische Antriebsvorrichtung
3 eingeschaltet, wodurch der Programmträger 1o und somit auch die Programm steuersc}leibe
8 um wenigstens einen Schritt weitergestellt werden.
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Es sei nun außerdem angenommen, daß durch die neue Position der Programmsteuerscheibe
1 die Programmphase "Heizung" mit dem Programmschaltzustand "Heizwiderstand eingeschaltet"
und dem Programmphasenkriterium "Temperatur I (30°)" eingestellt scin soll. hierzu
sind an den Ausgangsleitungen 46a - 46c des elektronischen Speichers 16 Temperaturschalter
(Thermostaten) 45a - 45c angeschaltet, welche andererseits an die Eingänge einer
ODER-Schaltung 47 gelegt sind.
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Diese ODER-Schaltung 47 ist über eine Leitung 48 mit einem Einfang
der ODER-Schaltung 25 verbunden. Gleichzeitig wird über eine Ausgangsleitung 49
des elektronischen Speichers 16, der eine Eingang einer UIiD-Scllaltung 50 so bezeichnet,
daß bei vorhandener Lauge, also zumindest geschlossenem IXiveau-Schalter 42a (Niveau
I), der Uber die leitung 51 auch mit dem invertierten Eingang der UND-Schaltung
50 verbunden ist, die UND-Bedingung nicht erfüllt ist.
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Eei dieser Einrichtung handelt es sich um den sogenannten "Trockengehschutz",
d. h. durch die sen Schaltung szusatz wird geprüft, ob beim Einchaltvorgang für
die Programmphase "Heizung" Wasser vorhanden ist.
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Wenn nicht, so wird der Programmträger lo sofort in die nächste oder
- bei nachfolgenden Überfahrvorgängen -in eine der nächsten Schrittstellungen weitergeführt,
in welcher nach dem Programmablauf kein Heizvorgang vorgesehen ist. Erscheint nämlich
Signal am Ausgang 49 und ist der Niveau-Schalter 42a geöffnet, so ist durch die
Invertierung am Eingang der UtJD-Schaltung 50 die UND-Bedingung erfüllt und über
die Leitung 52, ODER-Schaltung 53, Leitung 54, ODICR-Stufe 25, Leitung 27 und UND-Schaltung
28 wird die elektromotorische Antriebsvorrichtung eingeschaltet. Mit dem Wechsel
der Markierung durch Programmsteuerscheibe 1 verschwindet Signal 28 und die Programm
steuerscheibe 1 bzw. Programmträger 1o bleiben in der nächsten Schrittstellung -wenn
kein Überfahrsignal vorliegt -stehen.
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Ist hingegen der Niveau-Schalter 42a geschlossen, also Lauge vorhanden,
so wird in dieser Schrittstellung der Programmträger 1o, entweder über eine der
Ausgangsleitungen 29a - 29d, über einen nachgeschalteten Thyristor oder Triac bzw.
eine Relaisanordnung oder aber bevorzugt über einen von der Programmsteuerscheibe
8 betätigten Kontakthebel (7a - 7h) die Heizung der beispielsweise Waschmaschine
eingeschaltet.
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Gleichzeitig kann durch ein Ausgangssignal über die Leitungen 31 a
- 31 f das von der Steuereinrichtung 30 zu verabfolgende Nebenprogramm (Schongang)
an den Heizvorgang geeignet angepaßt werden.
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Ist der Sollwert der Temperatur erreicht, so schließt Temperaturschalter
45a und bewirkt über die ODER-Schaltung 47, die Leitung 48, die ODER-Schaltung 25,
Leitung 27, sowie die UlSchaltung 28 die Einschaltung der elektromotorischen Antriebsvorrichtung
3 und dadurch die Fort stellung des Programmträgers 1o auf die nächste Schrittposition.
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Ähnliche Funktionsabläufe ergeben sich für weitere Programmphasen,
in welchen den vorliegenden Programmphasenkriterien entsprechend (Niveau II, Niveau
III; Temperatur 600, Temperatur 900) entsprechende andere Niveau-(42b, 42c) und/
oder Temperaturschalter (45b, 45c) durch den elektronischen Speicher 16 markiert
sind. Lediglich die Trockengehschutzeinrichtung (42a, 49, 50) wird bei vorliegendem
Programmschaltzustand "Heizung eingeschaltet" stets vom Niveau Schalter 42a gesteuert,
da das Vorhandensein von Niveau I als Heizscllutzsicherung ausreichend ist.
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Durch die Programmsteuerscheibe 1 des dem Programmsteuer gerät nach
der Erfindung zugeordneten Programmträgers 10 können von 2n-1 Möglichkeiten maximal
S-1 während des Programmablaufes selektiert werden.
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Hierbei bedeutet '5" die Anzahl der für eine Umdrehung des Programmträgers
zu vollziehenden Schritte und die Anzahl der die Programmsteuerscheibe 1 abtastenden
Schleifkontakte (4a - 4g, 5a - 5g). Die Anzahl der abrufbaren Programmsteuerbefehle
bzw. Programmphasen wird einerseits durch die maximale Anzahl der im elektronischen
Speicher 16 ablegbaren Worte und andererseits durch den Umfang bzw. die Anzahl der
die Programmsteuerscheibe 1 abtastenden Schleifkontakte (4a - 4g, 5a - 5g) begrenzt.
Bei sieben Schleifkontakten (4a - 4g, 5a - 5g) bzw. sieben Steuerleitungen 14a -
14g, welche an den eingang 15a - 15g des Decoders 15 geschaltet sind, ergeben sich
2 7 -1 = 127 anwählbare Speicherplätze bzw.
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selektierbare Programmphasen, wenn auf einer jeden Zeile oder fortleitung
jeweils ein Byte abgelegt sein soll.
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Durch zusätzliche Schleifkontakte 4a-, 5a- und durch weitere Zeilenleitungen
und insbesondere durch Staffelung derselben vermittels Y-Leitungen, kann die Anzahl
der verfügbaren Speicherplätze oder Wort beliebig erweitert werden. Die Beschränkung
ergibt sich wohl durch die maximale unzahl der durch die l'rogrammsteuerscheibe
1 zu betätigenden Schleifkontalc-te, während von seiten des elektronischen Speichers
16 kaum Beschränkungen bezüglich der maximalen Anzahl der abzulegenden Bytes oder
Worte gegeben sein dürften.
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Bei angenommen 62 Schrittel des Programmträgers für eine Umdrehung
bzw. einen Programmablauf, können von diesem durch die Progranxnsteuerscheibe 1
maximal 62 verschiedene Programmphasen während eines Prgrammablaufes aus dem elektronischen
Speicher 16 abgerufen werden.
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Dieses aus 62 Programmphasen, die sich durch unterschiedlich betätigte
Funktionselemene der zu steuernden automatischen Haushaltsmaschine und durch unterschiedliche
physikalische und zeitliche Zustandsbedingungen voneinander unterscheiden, bestehende
sogenannte Maximalprogramm braucht seiner Zusammensetzung nach nicht real zu sein,
es kann im Gegensatz geradezu widersinnige Folgen und Zusammenstellungen von Programmphasen
aufweisen. Aus diesem Maximal-Programm werden dann durch manuell voreinstellbare
Uberfahrgänge Programme herausgebildet, welche den Gegebenheiten unterschiedlicher
zu bearbeitender bzw. zu behandelnder Güter entsprechen. Auf diese Weise werden
in an und für sich bekannter Weise durch ein und denselben Programmträger(lo) mehrere
selbständige Programme verabfolgt. Der Programmträger beinhaltet ein sogenanntes
Grund- oder Maximal-Programm, das nicht real zu sein braucht, es aber durchaus sein
kann und auch schon für sich ein abrufbares Steuerprogramm für einen Anwendungsf
all der zu steuernden Haushaltsmaschine darstellen kann.
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Aus diesem sogenannten Maximal-Programm werden dann durch Voreinstellung
Einzelprogramme gewonnen, welche durch Überfahren, d.h. Überspringen einzelner,
im jeweiligen ausgewählten Programm unerwünschter Teile erzeugbar sind.
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Bei der Anordnung nach der Erfindung erfolgt die Auslesung des elektronischen
Speichers nicht durch die Ansteuerung ansteigender Adressen, d.h. durch ein Auslesen
einer Zeile der Speichermatrix des elektronischen Speichers 16 nach der anderen,
sondern die Auslesung wird durch sogenannte Sprung befehle bewerkstelligt, d.h.
abhängig von der Position des Programmträgers is-t willkürlich irgendeine Zeile
und ggf.
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Spalte ansteuerbar, Dies hat den großen Vorteil, daß ein Befehlswort,
das einer bestimmten Programmphase entspricht, nur ein einziges Mal auf dem elektronischen
Speicher 16 abgelegt zu werden braucht. Dies selbst dann, wenn diese Programmphase
während eines bestimmten Programmablaufes mehrmals, ja vielmals erscheinen sollte.
Jedes Befehlswort auf einem Speicherplatz ist durch die Programmträgerscheibe 1
jederzeit abrufbar. Wird ein und dieselbe Programmphase während eines Programmablaufes
mehrmals benötigt, so wird das entsprechende Befehlswort während des Programmablaufes
auf dem elektronischen Speicher 16 wiederholt ausgdbsen.
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Die maximale Belegungsmöglichkeit des elektronik chen Speichers 16
wird also durch das mehrmalige Auftreten ein und derselben Programmphase während
eines Programmablaufes nicht beeinträchtigt.
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Wichtig ist, daß eine Jede in den zu erfassenden Programmen vorkommende
Programmphase durch ein entsprechendes Befehlswort auf dem Speicher 16 abgelegt
ist. Durch die Programmsteuerscheibe 1 kann diese Programmphase jederzeit abgerufen
und in einen bestimmten Programmablauf ein-oder mehrmals eingeordnet werden.
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Besonders vorteilhafte Bedingungen ergeben sich durch eine Anordnung
nach der Erfindung dann, wenn die Befehlskombination für den Jeweiligen Programmschaltzustand
ausschließlich durch die Programmsteuerscheibe 8 des Programmträgers 1o bestimmbar
ist. Dadurch kann nämlich die Anzahl der abzulegenden Befehlsworte erheblich verringert
werden, denn es sind auf dem elektronischen Speicher 16 lediglich noch die Programmphasenkriterien
abzulegen, während der Befehl zur Verabfolgung des zugehörenden Programmschaltzustandes
stets unmittelbar durch die Programmsteuerscheibe 8 des Programmträgers 1o verabfolgbar
ist.
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Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, eine sehr
große Zahl unterschiedlicher Progrmphasenkriterien aul dem elektronischen Speicher
16 abzulegen, so daß die Programme der verschiedensten Haushaltsmaschinen oder Haushaltsgeräte
erfaßbar sind. Durch entsprechend zugeordnete Programmsteuerscheiben 1, 8 des Programmträgers
1o, können dann die entsprechenden Steuerbefehle, welche den Programmphasenkriterien
entsprechen, ausgelesen und in
einer bestimmten Folge geordnet
den auf dem Programmträger 1o erfaßten Programmschaltzuständen zugeordnet werden.
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Hierzu ist vorteilhaft, auf dem Programmträger 1o ein Maximal-Programm
angeordnet, das durch Überfahrvorgänge in eine Reihe von Variationen desselben darstellende
Einzelprogramme abwandelbar ist.
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Gemäß der Erfindung ist hierzu dem elektronischen Speicher 16 ein
weiterer elektronischer Speicher 60 zugeordnet, dessen Speicherplätze über einen
Decoder, welcher über ansteigende Adressen markierbar ist, auslösbar sind.
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In der elektronisch einfachsten Ausführungsform dieses elektronischen
Speichers 60 ist entsprechend den vom Programmsteuergerät nach der Erfindung zu
verabfolgenden, manuell voreinstellbaren Programmen für ein jedes dieser Programme
eine Spaltenleitung mit einem Teil der Zeilenleitungen verknüpft. Das heißt für
einen jeden der angenommenen 52 Schritte des Programmträgers lo ist im elektronischen
Speicher 60 eine Zeilenleitung 63 vorgesehen, welche teilweise mit den durch einen
Wahlschalter 65 auswählbaren Spaltenleitungen verknüpft sind. Bei einem jeden Fortstellschritt
des Programmträgers lo wird ein elektronischer Zähler 61 um einen Schritt fortgestellt.
Der Zählstand wird digital an Ausgängen 61a - 61g des Zählers 61 dargestellt. Diese
Leitungen 61a - 61g sind mit einem elektronischen Decodierer 62 verbunden, welcher
den vom elektronischen Zähler 61 verabfolgten Iählstaiid (61a - 61g) in gezielte
Markierungen von Zeilenleitungen 63 umsetzt (Fig. 1).
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Durch den Wahlschalter 65 sind manuell Schaltpunkte 65a -65i auswählbar,
welche mit den Spaltenleitungen des elektronischen Speichers 60 verknüpft sind.
Der elektronische Zähler 61 wird von dem Schleifkontakt 4h, 5h bei einer jeden Drehbewegung
des Programmträgers 10 um einen Schritt, d.h. eine Zähleinheit fortgestellt, und
zwar über die Leitung 36, die ODER-Schaltung 64 und die Leitung 64a.
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Während der Abwicklung des vom Programmträger 1o zu verabfolgenden
Programmes wird der elektronische Zähler 61 mit einem Jeden Schritt des Programmträgers
10 um eine Einheit und der Decoder 62 um eine Zeile weitergestellt.
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Wird hierbei durch den Decoder eine Zeilenleitung des elektronischen
Speichers 60 markiert, welche mit der gerade vom Wahlschalter 65 ausgewählten Spaltenleitung
verknüpft ist, so wird über den Schaltarm 66 des Wahlschalters 65, die Leitung 67,
die ODER-Schaltung 53, die Leitung 54, die ODER- Schaltung 25 und die UTJD-Schaltung
28 die elektromotorische Antriebsvorrichtung 3 des Programmträgers 1o eingeschaltet
und der betreffende Programmschritt als unerwünscht - und ggf. noch nachfolgende
weitere - im sogenannten chnellgang überfahren.
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Die Verknüpfungsfolge einer durch den Wahlschalter 65 ausgewählten
Spaltenleitung mit den Zeilenleitungen der Matrix des elektmnischen Speichers 6o
entspricht also der Folge des Programmes, das durch Überlagerung mit dem sogenannten
Maximal-Programm vermittels Eliminierung
durch Überfahren der nicht
benötigten Programmphasen zur Verabfolgwlg des ausgewählten Einzelprogrammes führt.
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Bei der hier beschriebenen einfacheren Ausführungsform des programmierten
Speichers 6o ist eine jede der durch den Wahlschalter 65 auswählbaren Leitungen
65a - 65i mit denjenigen Zeilenleitungen 63 des elektronischen Speichers 60 dauernd
verknüpft, welche in dem ausgewählten Programm überfahren werden sollen. Der elektronische
Speicher 60 wird während des Programmablaufes über den als Impulskontakt wirkenden
Schleifkontakt 4h, 5h der Programmsteuerscheibe 1 bei einer jeden Weiterbewegung
derselben um einen Schritt durch Fortschaltung des elektronischen Zählers um eine
Adresse fortgestellt. Die Abtastung des elektronischen Speichers 60 erfolgt somit
parallel zur Abrufung der Programmphasenkriterien aus dem Speicher 16, welcher bezüglich
seiner Adresseirahlweise durch von der Programmsteuerscheibe 1 verabfolgte Sprungbefehle,
d.h.
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willkürliche Befehle, auslesbar ist.
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Bei dem elektronischen Speicher 60 ergeben sich bei z.B.
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sieben Ausgängen 61a - 61g des elektronischen Zählers 61 bzw. einer
entsprechenden Anzahl Eingänge des Decoders 62 27 -1 = 127 Zahlmöglichkeiten, welche
in der Regel als ausreichend anzusehen sein dürften. Bei einem Programmsteuergerät
mit 6o Schritten werden also während des Programmablaufes 59 Zeilen der Matrix des
elektronischen Speichers 60 nacheinander über die aufsteigenden Adressen gelesen.
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Hat der Programmträger 1o seine O-Stellung wieder erreicht, so wird
der Zähler 61 automatisch gelöscht, d.h. auf einen Ausgangswert rück£estellt. Zu
diesem Zweck ist an den Leitungen 14a - 14g der Schleifkontakte 4a, 5a; 4g, 5g eine
UND"Scllaltung 70 angeschaltet, deren Ausgang 71 mit dem O=Stelleingang 72 des elektronischen
Zählers 61 verbunden ist. Der Ausgang der UND-Schaltung 70 verabfolgt nur dann ein
Signal, wenn an den Leitungen 14a - 14g eine die O-Stellung der Programmsteuerscheibe
1 bzw. des Programmträgers 10 kennzeichnende Signalkombination erscheint. Hierzu
ist ggf. der ein oder andere der Eingänge der UIOSchaltung 70 invertiert.
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Bei einem jeden beginnenden Programmablauf erfolgt erneut der Zählvorgang
im elektronischen Zähler 61 und damit fortlaufend ein Auslesen der Zeilenleitungen
63 des elektronischen Speichers 60. Hierbei ist Synchronizität der Steuervorgänge
im elektronischen Speicher 16 und im elektronischen Speicher 60 zwingende Voraussetzung.
Dies wird durch die gemeinsame Steuerung des Programmablaufes vermittels der Programmsteuerscheibe
1 sichergestellt.
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Durch die vorstehend beschriebene Anordnung des synchron mit den Schritten
des Programmablaufes weitergestellten elektronischen Zählers 61 bzw. des elektronischen
Speichers 60 ist nur eine relativ kleine Anzahl von Einzelprogrammen durch den Wahlschalter
65 einstellbar.
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So können z.B. durch die neun Linstellungen (65a - 65i) des Wahlschalters
65 ein Maximal-Programm, d.h. ein überhaupt alle nach der Codierung der Programmträgerscheibe
1 während eines Umlaufes derselben vorkommende Programmphasen umfassendes Programm
(Stellung 65a des Wahlschalters 65) sowie acht Einzelprogramme (Wahlschalterstellungen
65b - 65i) von dem Programmsteuergerät nach der Erfindung verabfolgt werden. Die
Anzahl der am Wahlschalter 65 einzustellenden Einzelpositionen ist jedoch keineswegs
auf neun begrenzt, sie kann bis auf dreißig oder mehr Einstellpositionen erweitert
werden. Voraussetzung hierfür ist natürlich, daß die entsprechende Anzahl von Spaltenleitungen
bei entsprechender Verknüpfung mit den Zeilenleitungen der Speichermatrix zur Verfügung
stehen.
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Eine zweckmäßige Weiterbildung der Anordnung des parallel gesteuerten
elektronischen Speichers 6c besteht darin, daß die Spaltenleitungen der Speichermatrix
nicht unmittelbar, z.B. über eine Ausgangspufferschaltung mit den Kontakten des
Wahlschalters 65 verbunden sind, sondern daß bei Ansteuerung einer. Zeile 63 durch
den elektronischen Zähler 61 über den Decoder 62 ein auf dieser Zeile abgelegtes
Wort, bestehend z.B. aus 8 Bit, über eine Ausgangspufferschaltung" einer Decoder-
oder Verteilerschaltung zugeführt werden, deren Ausgänge von dem Wahlschalter 65
selektierbar sind.
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Der Wahl schalter 65 wurde deshalb als Drehschalter ausgebildet, weil
diese Art von Schalter die Beschaltung einer größeren Anzahl von Schaltkreisen mit
nur einem einzigen Schaltelement ermöglicht. Gerade für automatisch zu steuernde
Haushaltsmaschinen ist dies von Vorteil, weil ein großer Teil der vorzunelimenden
Schaltmaßnahmen dann durch nur einen oder zwei rhehknöpfe zu bewältigen sind. Dies
ist für den räumlichen Aufbau der automatisch zu steuernden Haushaltsmaschine von
Bedeutung.
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Anstelle eines Drehschalters können natürlich zur Auswahl der einzelnen
Programme auch Tasten-Schalter, elektronische Sensoren u.ä. Anordnungen zur Anwendung
gelangen. Sie erlauben eine schnellere Bedienung und sind räumljol dann tragbar,
wenn keine zu große Pnzahl von Schaltkreisen zu beeinflussen ist. Auch eine kombinatorische
Betätigung von zwei oder'mehr Tasten für die Programmwahl wäre denkbar.
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Eine weitere Möglichkeit zur Programmwahl besteht in der Schalterbetätigung
durch Steckkarten o.ä. Anordnungen; d.h. es wird in an und für sich bekannter Weise
ein Programmschlüsselteil (Karte, Stecker, Schlüssel, Scheibe etc.) in eine Aufnahme
eingeführt, wodurch eine den Programmablauf vorbestimmende Kontaktanordnung oder
auch Sensor-Einrichtung beeinflußbar ist.
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Es war oben dargelegt worden, daß die elektronischen Speichereinheiten
zur Verabfolgung der Programmschaltzustände und der E riterien einer Programmphase
oder aber der Programmphasenkriterien allein für eine Vielzahl von Typen und Arten
automatisch zu steuernder Heushaltsmaschinen geeignet und ausgelegt sein sollen.
Dies gilt natürlich in gleicher Weise auch für den elektronischen Speicher 60, welcher
der Steuerung der Überfahrvorgänge dient.
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Bei der Beschreibung des elektronischen Speichers 60 war oben davon
die Rede, daß der Festwertspeicher 127 Zeilenleitungen bzw. Zeilen aufweist und
daß auf einer Zeile acht Speicherstellen vorgesehen sein sollen. Diese Speicherstellen
werden durch Verknüpfungen zwischen einer Zeilenleitung und der einer jeden Speicherstellenspalte
zugeordneten Spaltenleitung belegt. Diese Belegung der Speicherstellen einer Spalte
erfolgt gemäß dem Programm von Überfahrvorgängen, welches dem von der Programmsteuerscheibe
1 verabfolgten M;lxial-Programm während des Programmablaufes zu überlagern ist.
Die acht Spaltenleitungen sind durch den Wahlschalter 65 umschaltbar, d.h. wenn
man von dem ggf.
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ebenfalls abrufbaren Maximal-Programm absieht, es stehen acht Einzelprogramme
zur Verfügung, die ihrerseits Jeweils eine Variation des Maximal- oder Grundprogrammes
darstellen.
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Diese Anzahl ist verhältnismäßig niedrig und nur bei bescheideneren
Ansprüchen an den Programmumfang einer automatischen IIaushaltsmaschine ausreichend.
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Eine Erweiterung des Programmumfanges ist dadurch möglich, daß die
127 Zeilenleitungen auf dem elektronischen Speicher 6o in zwei Zeilengruppen von
einmal 63 Zeilen und dann 64 Zeilen unterteilt sind. Diese beiden Gruppen von Zeilenleitungen
sind dann durch eine zusätzliche Eingangsleitung des Decoders 62 umschaltbar, so
daß dann 2 x 8 = 16 Einzelprogramme zur Auswahl stünden. Die Umschaltung der zusätzlichen
Eingangsleitung am Decodereingang erfolgt entweder durch den Wahlschalter 65 oder
dadurch, daß der zusätzliche Decodereingang fest verschaltet wird. Im letzteren
Falle ließe sich das Programmsteuergerät für zwei tnvendungsfälle mit je 8 Wahlprogrnmmen
einsetzen.
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Eine noch umfassendere Erweiterung ließe sich dadurch erzielen, in
dem die Anzahl der Zeilenleitungen bzw. Zeilen auf 255 und die Anzahl der auf jeder
Zeile abgelegten Bit-Gruppen zu je acht Bit von 1 auf 8 erhöht werden.
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Die dadurch gewonnenen vier Zeilengruppen zu je 64 Zeilenleitungen
BESen sich durch drei zusätzliche Decoder-Eingangsleitungen und die acht Gruppen
von je acht Speicherstellen oder Bit durch drei sogenannte Y-Leitungen umschalten.
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Die Steuerung der Y-Leitungen erfolgt zweckmäßig durch einen dem Decoder
62 zugeordneten weiteren, sogenannten Y-Decoder, der über drei Eingangsleitungen
verfügt, welche wiederum codiert beschaltbar sind.
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Insgesamt stehen bei einer solchermaßen erweiterten Speicheranordnung
4 x ß = 32 Gruppen von je 8 Überfahrprogrammen zur Verfügung, welche für Maximal-
oder Grundprogramme mit bis zu 64 Schritten geeignet sind.
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(Auf Grund der zu berücksichtigenden O-Stellung des Programmträgers
1o, in der ja keine Zeile beschaltbar ist, stehen streng genommen für die ersten
Zeilengruppe nur 63 Zeilenleitungen zur Verfügung. Da jedoch in der Regel die Anzahl
der Schritte pro Umdrehung des Programmträgers lo die Zahl 62 nicht überschreitet,
ist dieser Umstand nicht relevant).
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Durch den Wahlschalter 65 können nun von den 32 Gruppen oder Untermatrizen
zu je 8 Spalten bzw. Überfahrprogrammen eine oder mehrere Gruppen beschaltet werden,
so daß 8, 16, 24 (bzw. 9, 17, 25 wenn man das Maximal-Programm noch mit einbezieht)
oder mehr Einzelprogramme für die zu steuernde Wushaltsmaschine zlrVerfü,ung stehen
und durch den Programmschalter auswählbar sind.
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Die 32 Gruppen von je 8 Überfahrprogrammen auf dem elektronischen
Speicher 60, insgesamt also 8 x 32 = 256 Überfahrprogramme, stellen einen erheblichen
Vorrat dar, der für eine einzige Haushaltsmaschine nicht benötigt wird.
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Es ist aber möglich, durch geschickte Ausnutzung dieses Speicherumfan6es,
den Programmumfang für eine ganze Reihe von Typen und zarten automatisch gesteuerter
IIaushaltsmaschinen auf dem elektronischen Speicher abzulegen, so daß ein und derselbe
Halblefterbaustein für einen sehr großen tkmgendungsbereich zur Verfügung steht.
Durch eine entsprechend feste (fixiert vorgesehene Lötverbindungen) oder wahlweise
Beschaltung (durch Wahl schalter 65 oder durch Programmträger Io), stehen dann die
im jeweiligen Anwendungsfall des Programmsteuergerätes nach der Erfindung erforderlichen
Überfahrprogrammgruppen voll zur VerfUgung.
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Eine zweckmäßige Ausgestaltung im Rahmen der Erfindung liegt auch
darin, daß die Umschaltung der tfberfahrprogramme, die auf dan elektronischen Speicher
60 abgelegt sind, während des Programmablaufes durch das Programmsteuergerät selbst
bewirkt wird, d.h. daß durch eine während des Programmablaufes durch dieses bewirkte
Umschaltung der zuästzlichen Eingallgsleitungen des Decoders die Abtastung des elektronischen
Speichers von einer ttberfahrprogrammgruppe in eine andere sprunghaft verlegt wird
und somit zusätzliche Variationsmöglichkeiten gegeben sein können.
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Die Fig. 3 stellt schematisch eine derart weitergebildete elektronische
Speichereinrichtung dar. Der Speicher 60 umfaßt vier Gruppen von Zeilenleitungen,
nämlich 63a (Nr. 1 - 63) {:b,(Nr. 64 - 127), 63c (Nr. 128 - 191),
63d
(ihr. 193 - 256), welche zeilenweise in der angewählten Gruppe oder Untermatrix
durch den Decoder ansteuerbar sind.
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Hierzu wird der Decoder 62a von dem elektronischen Impulsgeber 61
an aufsteigenden Adressen, wie schon erläutert, über die Leitungen 61a - 61e fortgesteuert.
Über die Decodereingänge 61f, 61g und 61h erfolgt die Auswahl einer der vier Zeilengruppen,
z.B. 63a,der Speichermatrix (6c).
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Diese Auswahl ist durch den Wahlscflalter 65 umschaltbar.
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Hierzu ist der Eingang 61f des Decoders 62a mit einer Schaltbahn 66a
des lVahlschalters 65 verbunden. Ein mit dem Schaltarm 66 umlaufendes isoliertes
Kont akt stück 66b verbindet in einem 180°-Bereich des Wahlschalters 65 die Schaltbahn
66a mit der Schaltbahn 66c, wodurch in diesem Bereich der Eingang 61f des Decoders
62a beschaltet ist.
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Die Kontakte bzw. Leitungen 65a - 65h am Wshlschalter 65 sind an diesem
im Vielfach geschaltet, d.h. die Anschlüsse 65a - 65h wiederholen sich noch einmal
als Anschlüsse 65i -65q. Der Wahlschalter kann also 2 x 8 = 16 Schaltpositionen
einnehmen, da somit 8 weitere Schaltstellungen (65i - 65q) zur Verfügung stehen.
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Die Auswahl der Spaltenleitungen der Matrix des elektronischen Speichers
60 erfolgt durch die Eingänge 61i - Gtn, die an einen sogenannten Y-Decoder 62b
führen, der zusammen mit dem sogenannten X-Decoder 62a den Decoder 62 an sich bildet.
Die
Eingänge 61i - 61n werden entweder fest verschaltet (Lßtstellen) oder ebenfalls
durch den Wahlschalter 65 oder einen weiteren Wahlschalter ausgewahlt. In den meisten
Fällen wird eine Kombination beider Verfahren in Anwendung konmaen, d.h. es werden
durch die feste Verdrahtung des einen oder anderen der Eingänge 61i - 61n z.B. zwei
Wortgruppen der Speichermatrix fest zugeordnet, die unter sich dann noch durch den
Wabischalter 65 oder einen weiter zugeordneten Wahlschalter umschaltbar sind. Die
Selektion der Spalten des Speichers 60 erfolgt durch die Leitungen 63e.
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Die Beschaltung der Eingänge 61 i - 61n ist auch durch in den Unterlagen
nicht dargestellte, dem Programmsteuergerät zugeordnete Kontakte möglich, welche
unmittelbar beim Einsetzen des Programmträgers 10 in dieses bleibend betätigbar
sind. Es ist dadurch erreichbar, dem Programmsteuergerät nach der Erfindung allein
durch das Einsetzen des Progr"trägers 10 die letzterem entsprechenden Überf ahrprogr
a"pen zuzuordnen. Die abzurufenden Einzelprogrse werden dann durch den Wahlschalter
aus diesen vom Programmträger lo schon vorbereitend angewählten Überfahrprogrammgruppen
aus selektiert.
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Der ah1stand des elektronischen Speichers 60 kann nur solange aufrechterhalten
werden, als Spannung vorhanden ist.
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Bei einem auftretenden Netzausfall hingegen, geht der Zählstand verloren.
Bei einem Wiedereinsetzen der Spannung ergibt sich eine phasenfalsche Überlagerung
zwischen dem Maximal- oder Grundprogra-i, das durch die Programmsteuerscheibe
1
bestimmt wird und dem von dem elektronischen Speicher 60 vorgegebenen Überfahrprogramm.
Diesem Mißstand kann durch Zuordnung einer vom Netz unabhängigen Stromquelle, z.B.
einem kleinen Akkumulator oder einer Trockenbatterie begegnet werden. Diese Stromquellen
haben jedoch den Nachteil, daß sie entweder an und für sich schon (Trockenbatterie)
oder nach längerer Betriebszeit im Pufferbetrieb (ieinst-1kkumulator) versagen und
somit früher oder später der Auswechselung bedürfen.
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Dem-gegenüber wird gemäß einer Weiterbildung des Programmsteuergerätes
nach der Erfindung vorgeschlagen, diesem eine Schaltungsanordnung zuzuordnen, welche
selbstätig nach Wiedereinsetzen der Spannung den ursprünglichen Zählstand des elektronischen
Zählers wieder herstellt.
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Die Fig. 4 zeigt eine derartige Schaltungsanordung 85, welche dem
elektrischen Programmsteuergerät beigegeben ist.
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Diese Schaltungsanordnung 85 umfaßt zunächst eine Prüfschaltung 86,
welche einerseits mit der Speisespannung U, andererseits mit einem die O-Stellung
des Programmträgers 10 bzw. der Programmsteuerscheibe 1 kennzeichnenden Anschluß
71 verbunden ist. In der Fig. 1 wird dieser Anschluß 71 durch den Ausgang einer
UND-Stufe 70 gebildet, deren Eingänge an die Leitungen 14e - 14g der Schleifkontakte
4a -4g angeschlossen sind.
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Bei einem Jeden Einsetzen der Speisespannung U, gleichgültig aus welchen
Gründen auch immer, wird durch die Priif- schaltung 85 die O-Stellung des Progrmmträgers
1o geprüft. Steht dieser nicht auf 0, was über die Leitung 71, entweder durch einen
Kontakt oder durch die UND-Schaltung 70 angezeigt wird, so wird die Flip-Flop-Schaltung
87 über die Leitung 86a umgeschaltet. Uber die Ausgangsleitung 87a von 87 wird die
elektromotorische Antriebsvorrichtung 3 des Progrsmmsteuergerätes eingeschaltet.
Der Programmträger 1o beginnt sich zu drehen. Bei einem jeden einem Schritt entsprechenden
Drehbewegungswinkel des Frogrammträgers lo wird über die Programmsteuerscheibe 1
der Impulskontakt 4h, 5h betätigt. Ein elektronischer Zähler 88 wird über die Leitung
87b eingeschaltet und über die Leitung 36d vom Impulskontakt 4h, 5h beaufschlagt;
er zählt dadurch jeden Schritt des Programmträgers lo. Erreicht der Programmträger
1o seine O-Stellung, so bleibt die Prüfschaltung 86 unbeeinflußt, ebenso auch die
Flip-Flop-Schaltung 87.
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Die Flip-Flop-Schaltung 89 hingegen wird über die Leitung 71 eingeschaltet
und bestromt über die Leitung 85a die UND-Schaltung 64. Von nun an werden die Impulse
des Impulskontaktes 4h, 5h über die UI4D-Schaltung 64 auf den elektronischen Zähler
61 des Speichers Go weitergeleitet, wodurch ersterer seinen bei der Spannungsunterbrechung
verlorenen Zählstand nach und wieder aufbaut. Dem elektronischen Zähler 88 ist über
88a - 88f eine elektronische Vergleicherschaltung 9o zugeordnet, durch welche
dann,
wenn die einer vollen Umdrehung des Programmträgers 10 entsprechende Impulszahl
vom Impulskontakt 4h, 5h vom Programmträger 1o verabfolgt und von dem elektronischen
Zähler 88 gezählt ist, über die Leitung 9oa die Flip-Flop-Schaltung 87 wieder zurückgestellt
wird. Dadurch wird der Zähler 88 über die Leitung 87b abgeschaltet, ebenso die elektromotorische
Antriebsvorrichtung 3 über die Leitung 87a.Die Flip-Flop-Schaltung 89 bleibt unbeeinflußt;
sie reagiert auf die Abschalteflanke der UND- Schaltung 70 und wird nach jedem opannungsausfall
durch diese wieder gesetzt. Die Impulse des Schleifkontaktes 4h/5h werden über die
Zuleitung 36c der UlD-Schaltung 64 übermittelt.
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Die Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsfoim der Schaltungsanordnung
nach Fig. 4. Der elektronische Zähler 88 wird auch hier von dem Schleifkontakt 4h/5h
impulsweise während der Drehbewegung des Programmträgers 1o fortgestellt, nachdem
die Prüfschaltung 86 nicht eingenommene O-S-tellung des Programmträgers 10 nach
Wiedereintreten der rietzspannung festgestellt hat. Der binäre Zählstand des elektronischen
Zählers 88 wird über die Verbindungen 88a -88e einer Subtrahierschaltung 91 übermittelt,
welche zusammen mit dem elektronischen Zähler 88 über die Leitung 87a, (87c) einschaltbar
ist. Im Augenblick, da der Programmträger lo die O-Stellung erreicht hat, wird ein
Impuls über die Leitung 71 an die elektrische Subtrahierschaltung 91 und den elektronischen
Zähler 88 übertragen.
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Die Subtrahierschaltung 91 bildet sofort die Differenz zwischen der
Anzahl der pro voller Umdrehung durch den Programmträger 1o zu vollziehenden Schritte
und dem Zählstand des elektronischen Zählers 88 und übermittelt das Resultat über
Verbindungen 91a - 91f der Vergleicherstufe 90. Gleichzeitig wird der elektronische
Zähler 88 über die Inverterkette 88g verzögert auf 0 gestellt.
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Die elektromotorische Antriebsvorrichtung 3 bleibt über die Flip-Flop-Schaltung
87 und die Leitung 87a eingeschaltet und der irogrunträger 1o bewegt sich weiter.
Somit werden neue Impulse vom Kontakt 4h/5h über die Leitung 36d dem elektronischen
Zähler 88 übermittelt, der einen neuen Zählstand aufbaut. Legt z.B. der Programmträger
1o für eine Umdrehung angenommen 60 Schritte zurück, und hat er im Programmablauf
im Augenblick des Netzausfalles 22 Schritte zurückgelegt, so zählte der elektronische
Zähler 88 bis zur 0-Stellung des Programmträgers 1o, 60 -22 = 38 Schritte. Durch
die Subtrahierschaltung wurde der Zählstand 38 in 60 -38 = 22 umgewandelt und dem
Komparator 9o übermittelt.
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Der elektronische Zähler 88 zählt also 22 Impulse.
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Nach Erreichen dieses Zählstandes wird durch den Komporator 9o und
die Leitung 9oa die Flip-Flop-Schaltung 87 rUckgestellt und gleichzeitig der elektronische
Zähler 88 und die Subtrahierschaltung 91 über die Leitung 87a wieder abgeschaltet.
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Inzwischen waren jedoch auch über die UND-Schaltung 64 22 Impulse
an den elektronischen Zähler 61 übermittelt worden, so daß sich dieser seinen durch
den Netzausfall verlorengegangenen Zählstand wieder aufbauen konnte.
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Die Schaltullsanordllung nach Fig. 4 weist einen einfacheren Aufbau
auf, als diejenige nach Fig. 5. Die Schaltungsanordnung nach Fig. 5 hingegen bietet
den Vorteil, daß bereits bei Erreichen der O-Stellung durch den Prograinniträger
lo datenmäßig feststeht, wieviele Steuerschritte vom Programmträger Io noch verabfolgt
werden müssen, um die bei Ausfall der Netzspannung eingenommene Positionen wieder
zu erreichen.
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Die Fig, 6 der zeichnerischen Unterlagen betrifft eine andere Weiterbildung
des Gegenstandes nach der Erfindung.
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Bei den bisher bekanntgewordenen Steuereinrichtungen für automatisch
zu steuernde Haushaltsmaschinen mit Flüssigkeitsniveau gesteuerten Programmphasen
wurde das zu überwachende Flüssigkeitsniveau vermittels druckbetätigter Niveauschalter
gemessen. Für ein Jedes Niveau war ein besonderer Niveauschalter (Druckwächter)
vorgesehen. Vom Programmsteuergerät wurde je nach der während des Programmablaufes
erforderlichen Flotte, der eine oder andere Niveauschalter zur Flottenmessung ein-
oder ausgeschaltet. Hierdurch war ein gewisser Aufwand gegeben, der auch dann ins
Gewicht fällt, wenn der das niedrigste Niveau messende Niveauschalter gleichzeitig
noch
als sogenannter Trockgehschutz dient, d.h. solchermaßen geschaltet ist, daß dann,
wenn er keine Flotte feststellt, die Heizphase der automatisch zu steuernden Haushaltsmaschine
entweder vom Programmträger gar nicht angelaufen oder aber im Schnellgang überfahren
wird.
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Es ist ferner bekannt, zur Steuerung der Flotte bei z.B.
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Wasch- oder Gescliirrspülmaschinen elektro-galvanische Sonden innerhalb
des die Arbeitslauge fassenden Behälters, und zwar entsprechend den unterschiedlichen
Flotten auf unterschiedlicher Höhe anzubringen. Ereicht die Flotte die Jeweils vorgewählte
Sonde, so wird über die einen entsprechend hohen PH-Wert aufweisende Lauge eine
Widerstandsänderung an der Sondebaflrkt, die als Schaltkriterium dient. Derartige
Einrichtungen sind zwar einfacher, sie wirken aber bei zunehmender Verschmutzung
durch Kalk- oder Seifenablagerungen nicht mehr sicher und führen zu kritischen Versagern.
Auch der Versuch, die elektro-galvanischen Sonden durch elektrisch vorgeheizte temperaturabhängige
Widerstände zu ersetzen, führte bei zunehmender Verschmutzung dieser Sensorelemente
zu Versagern in der Steuerung des Frischwasserzulaufes. Dies führte teilweise zu
einem Trockengehen der zu steuernden Haushaltsmaschine oder aber zu einem fortgesetzten
Überlauf bei der Wasch- oder Geschirrspülmaschine.
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Es ist auch bekannt, zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten anstelle
einer iiiveausteuerung eine reine zeitliche Steuerung des Wasserzulaufes vorzunehmen
IIierzu wird durch das Prograrsnsteuergerät das Zulaufventil eine bestimmte Zeitdauer
geöffnet, so daß Wasser zufließen Kann und dann wieder geschlossen. Hier ergaben
jedoch die örtliche und j£lreszeitlich sehr unterschiedlichen Drucverhältnisse bei
den Wasserversorgungen kaum zu überbrückende Schwierigkeiten.
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In der Fig. 6 ist die Weiterbildung des Prograrmnsteuergerätes nach
der Erfindung dargestellt.
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Vom elektronischen Speicher 16 wird über die Zuleitungen 93a-93f eine
Uberwachungsschaltung 94a bei Eintreten der abhängig vom Laugenniveau, z.B. einer
Wasch- oder Geschirrspülmaschine, gesteuerte Programmphase digital markiert. Gleichzeitig
wird über die Zuleitung 93g der elektronische Zähler 94b eingeschaltet. Mit dem
Abruf der den geforderten Laugen-oder Flottenst and kennzeichnenden digitalen Code-Kombination
vom eILek-tronischen Speicher 16, welche an den Leitungen 93a -93f erscheint, und
zwar durch die Schleifkontakte der Programmsteuerscheibe 1, wird von der Programmsteuerscheibe
8 des Programmträgers Io der Kontakt 95a geschlossen und das elektrisch steuerbare
Zulaufventil 95 geöffnet. Über die Zuleitung looa strömt Wasser in die Wasch- oder
Geschirrspülmaschine loo, wodurch der z.B. mit dem Flügelrad arbeitende Flüssigkeitsmengenmesser
96 tätig wird und über einen diesem
zugeordneten Impulsgeber Impulse
auf die Leitung 96a verabfolgt. Diese Irnpulsgabe kairn sowohl durch einen herkömmlichen
Kontakt als auch durch einen elektronischen Impulsgeber, der proportional zu der
Drehzahl des Meßrades des Flüssigkeitsmengenmessers 96 auf induktivem, kapazitivem
oder optoelektronischem Wege Impulse verabfolgt, vorgenommen werden. Die Lei-l;ung
96a führt an eine UIXD-Schaltung 97, welche über ihren Ausgang 97a mit dem elektronischen
Zähler 94b verbunden ist. Dieser Zähler 94b steht über die Zuleitungen 93h - 93n
mit der elektronischen Überwachungs-oder Vergleicherschaltung 94a in Verbindung.
Deren Ausgang 93p liegt einerseits an der UID-Schaltung 97, andererseits über die
Zuleitung 98 an einem Eingang der ODER-Schaltung 25, welche über den Ausgang 27
mit der elektronischen Antriebsvorrichtung 3 verbunden ist (s. auch Fig. 1).
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Die Zuleitung 96a führt an edlen Eingang der UND-Schaltung 97, deren
anderer Eingang invertiert und über die Leitung 93p mit dem us£'ang der elektronischen
Überwachungsschaltung 94a verbunden ist. Zunächst führt die Leitung 95p kein Potential,
die UND-Bedingungt an der Schaltung 97 ist also auf Grund der Invertierullg erfüllt.
Die von dem Flüssigkeitsmengenmesser 96 verabfolgten Impulse werden somit über die
Leitungen 96a, die UND-Schaltung 97 und die Zuleitung 97a nach dem elektronischen
Zähler 94b übertragen0 Der vom elektronischen Zähler 94b erreichte Zählstand wird
über die Verbindungsleitungen 93h bis 93n nach der elektronischen Überwachungsschaltung
94aUbermittelt und von dieser mit der
über den elektronischen Speicher
16 verabfolgten Codierung der Leitungen 93a - 93f verglichen. Nit der Verabfolgung
der Markierung an den Zeilenleitungen 93a - 93f erfolgt gleichzeitig die Einschaltung
des elektronischen Zählers 94b durch die Zuleitung 93g des elektronischen Speichers
16.
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Ist die für die Erfüllung des notwendigen Flüssigkeitsstandes erreichte
Wassermenge zugelaufen, d.h. hat der elektronische Zähler 94b den vom elektronischen
Speicher 16 über die Leitungen 93a - 93f abgerufenen Zählstand erreicht, so wird
über die elektronische Vergleicherschaltung 94a, und zwar über die Zuleitung 93p
einmal Signal an den invertierten Eingang an der UiJD-Schalttu?g 97 angelegt. Die
WID-Bedingung wird aufgehoben, das Gatter 97 sperrt sofort. Gleichzeitig wird über
die Zuleitung 93p, 98 und die ODER-Schaltung 25 die elektromotorische Antriebsvorrichtung
3 eingeschaltet.
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Der Programmträger 10 wird um (wenigstens) ein« Schritt weitergestellt,
Programmsteuerscheibe 8 öffnet Kontakt 95a, Zulaufventil 95 schließt.
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Durch die gleichzeitig mit diesem Vorgang einhergehende Fortstellung
der Programmsteuerscheibe 1 wird die Markierung an den Zuleitungen 93a - 93f und
über 93g der elektronische Zähler 94b gelöscht bzw. abgeschaltet.
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Die beschriebene unordnung zur Steuerung des FlUssigkeitsniveaus,
insbesondere bei Wasch- und Geschirrspülmaschinen, hat den wesentlichen Vorteil,
daß mit verhältnismäßig geringen Ilitteln eine sehr vielseitige und flexible Steuerung
des Flüssigkeitsniveaues durchgeführt werden kann. Durch den Flüssigkeitsmengenzähler
96 und die elektronischen Bauteile 94a, 94b, 97 werden mindestens drei Niveauschalter
eingespart. Hinzu kommt, daß eine Einstellung des Flüssigkeitsniveaus in weiten
Grenzen und unabhängig von Druckwächtern (thiveauschaltern) erfolgen kann. Es ist
die Einstellung von Zwischenflotten möglich, die aus Genauigkeitsgründen von druckwachenden
Niveauschaltern üblicher Präzision nicht oder nur sehr schlecht'erreicht werden
können. Es kann außerdem ein und dieselbe Einrichtung des Programmsteuergerätes
zusammen mit dem Flüssigkeits mengenmesser 96 für die verschiedensten Behältnisse
Verwendung finden. Es ist lediglich bei der Bestückung des Programmsteuergerätes
eine entsprechende Programmierung der Programmsteuerscheibe 1 zu beachten, damit
an den elektronischen Speicher 16 die Markierung der der geforderten Laugenflotte
entsprechenden Impulszahl für die betreffende Progrannophase möglich ist.
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Die sechs Zuleitungen 93a - 93f bzw. 93h - 93n erlauben die Zählung
von maximal 26 -1 = 63 Impulsen. In diesem Bereich sind zahlreiche einstellbareZwischenzählwerte
möglich, so daß die Anordnung bei Berücksichtigung der entsprechenden
Programmierung
sehr universell, insbesondere bei dem Programmsteuergerät nach der Erfindung, einsetzbar
ist.
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Zusätzlich zur hohen Speicherfähigkeit der Natrix des elektronischen
speichers 1G, erlaubt die hier bchandelte Weiterbildung auch eine Anpassung an unterschiedlichste
Hiveausteuerungsbedingungen.
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Das Programmsteuergerät nach der Erfindung ermöglic1lt es allgemein,
eine Vielzahl von Befehlen durch den Programmträger abrufbar zu machen. Durch vom
Programmträger an den elektronischen Speicher zu verabfolgende Sprungbefehle ist
ein uznittclbarer Zugang zu einem jeden Speicherpla-tz auf dem Speicher möglich;
dadurch ist für ein und denselben Programmschaltzustand bzw. ein und dieselbe Programnphase
jeweils nur ein Speicherplatz erforderlich, dessen Auslesung in beliebiger Folge
und Häufigkeit in einem Programmumlauf durch die Prograininsteuerscheibe 1 bewirkt
werden kann, falls hierzu die IFOtwendigkeit besteht. Die hin durch gegebene hohe
Flexibilität des Programmsteuergerätes nach der Erfindung, erlaubt einen vielseitigen
Einsatz desselben, wobei jederzeit durch Wahl eines entsprechenden Programmträgers
1o eine optimale Anpassung erzielbar ist. Dies ist durch die Anordnung nach der
Erfindung möglich, obwohl nur ein relativ geringer räumlicher Umfang des Programmträgers
lo erforderlich ist und von diesem zur Steuerung bzw. Auslesung des elektronischen
Speichers nur wenige Kontakte zu betätigen sind,
welche zudem fast
leistungslos arbeiten und somit sehr verschleißarm wirken können.
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Durch die Anordnung nach der Erfindung sind ferner noch auf relativ
einfache Weise Variationen des Programmablaufes, bei dem durch den Programmträger
10 an und für sich fest vorgegebenem Programm möglich. Hierzu sind wenige, kaum
belastete Kontakte eines Walilschalters erforderlich, der aus diesem Grunde entsprechend
klein gehalten werden kann.
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Durch vom Wahlschalter bestimmte Überfahrvorgänge eines Programmablaufes,
der durch den Programmträger in seinem maximalen Umfang vorgegeben ist, kann das
einmal gegebene Programm eine vielfältige Abwandlung erfahren.
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Durch die Anordnung nach der Erfindung ist ferner ein großer Variationsbereich
in der Einstellung der Programmphasenzeiten möglich, welche in einem mit mechanischen
Steuermitteln kaum erreichbaren Maße variabel sind.
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Es ist die Einstellung von Programmphasenzeiten möglich, die von wenigen
Sekunden bis vielen Minuten reichen und die den einsatz des Programmsteuergerätes
nach der Erfindung für Sonder-Programme der verschiedensten Art erlauben.
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Durch die gemäß der Erfindung ins Auge gefaßte 1-Chip-LSI-Integration
der gesamten elektronischen Schaltung, wird die am Programmsteuergerät nach der
Erfindung erforderliche Verdrahtungsarbeit auf ein Minimum reduziert.
Durch
die Anordnung nach der Erfindung ist auch eine codierte Steuerung des Programmsteuergerätes
durch den l.ahlschalter möglich und somit bei umiangreicheren Programm-Variationen
zusätzlich eine Verdrahtungsvereinfachung gegeben, Ähnlich günstige Voraussetzungen
ergeben sich durch die Anordnung der Erfindung auch für die zu verabfolgenden Nebenprogramme,
so z.B. für die Reversicrzyklen, welche ebenfalls - z.B. für die Bildung von Schongangzyklen
-in weitem Maße variierbar sind.
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Ein und dieselbe elektronische integrier-te Halbleiterschaltung, und
insbesondere Mikrocomputer-Schaltung, ist so für die vielseitigsten Zwecke einsetzbar
und kann unverändert in großen Stückzahlen zu einem günstigen Preis bezogen werden.