DE69011764T2 - Programmschalteinrichtung, insbesondere für elektrisches Haushaltsgerät, aus zwei in einer Richtung gekuppelten Teilen. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Programmsteuergerät für einen Appara£ oder ein System, ausgestattet mit einer Mehrzahl elektrischer Organe zur selektiven und sequentiellen Speisung, wobei dieses Programmsteuergerät eine Mehrzahl von Nockenscheiben, die mit einer Mehrzahl von Kontakten zur Speisung der genannten Organe zusammenwirken, sowie Antriebsmittel zur Bewegung der erwähnten Nockenscheiben äufweist.
• Ein solches Programmsteuergerät wird insbesondere in der Haushaltstechnik für Geräte wie beispielsweise Waschmaschinen oder Spülmaschinen verwendet.
• Es sind bereits Programmsteuergeräte des oben definierten Typs bekannt, bei denen alle Nockenscheiben zur Bildung eines Nockenscheibenblocks fest miteinander verbunden sind und die Antriebsmittel einen Motor umfassen, dessen Ausgangswelle den Block antreibt. Bei diesem Programmsteuergerättyp hängt der Ablauf des oder der Programme von der Art ab, wie auf dem Umfang der Nockenscheiben die Erhebungen zur Betätigung der verschiedenen Kontakte aufeinanderfolgen. Zur Änderung dieses Ablaufs müssen die Nockenscheibenprofile geändert werden. In der Praxis ist also jedes Exemplar eines solchen Programmsteuergeräts nach der Fertigung nicht mehr adaptierbar. Das Programm oder die Einheit der Programme, die es ablaufen lassen kann, ist nämlich starr und nicht veränderlich.
• Man kennt auch Programmsteuergeräte der obengenannten Art, bei denen die zu speisenden Organe auf zwei Gruppen verteilt sind. Die erste Gruppe wird über Relaisschalter versorgt, die durch eine elektronische Schaltung gesteuert werden. Die zweite Gruppe wird über Kontakte versorgt, die auf ähnliche Weise, wie oben beschrieben wurde, durch einen Nockenscheibenblock betätigt werden.
• Im Fall einer Waschmaschine ist beispielsweise vorgesehen, den Motor zum Antrieb der Trommel über elektronisch gesteuerte Relais zu speisen, während andere Organe, wie beispielsweise das Magnetventil für den Wasserzulauf, die Entleerungspumpe und der Widerstand zum Erhitzen des Wassers, über Kontakte gespeist werden, die durch einen von einem Motor angetriebenen Nockenscheibenblock betätigt werden.
• Ein derartiges Programmsteuergerät ist also insofern teilweise adaptierbar, als es gestattet, beispielsweise die Dauer des Antriebs der Trommel in der einen Richtung und dann in der anderen zu wählen und elektronisch ändern zu lassen. Außerdem bleibt diese Wahl ohne Einfluß auf die Steuerung des Magnetventils, der Pumpe und des Heizwiderstandes.
• Ein derartiges Programmsteuergerät wird häufig hybrides Programmsteuergerät genannt, da es mechanisch betätigte Kontakte und elektronisch gesteuerte Relais kombiniert. Es gestattet zum Teil die Lösung der Probleme, die mit der fehlenden Adaptierbarkeit des bereits beschriebenen Programmsteuergeräts zusammenhängen, das einen einzigen Nockenscheibenblock zur Steuerung aller Organe besitzt. Die Notwendigkeit der Verwendung von Relais erhöht jedoch die Herstellungskosten des Programmsteuergeräts und verringert seine Zuverlässigkeit.
• Man kennt ein Programmsteuergerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aus der Schrift FR-A-2-564 218.
• Ziel der Erfindung ist es, die vorhergehenden Nachteile durch Schaffung eines wenigstens teilweise adaptierbaren und zuverlässigen Programmsteuergeräts mit mäßigen Herstellungskosten zu beseitigen.
• Zu diesem Zweck ist Gegenstand der Erfindung ein Programmsteuergerät vom oben definierten Typ, das dadurch gekennzeichnet ist, daß:
• - die Antriebsmittel so angeordnet sind, daß sie den ersten Block in beiden Richtungen antreiben, und
• - Mittel zur mechanischen Kupplung zwischen dem ersten und dem zweiten Block vorgesehen sind, die nur in einer Richtung wirksam sind.
• Bei dem erfindungsgemäßen Programmsteuergerät sind zwei Betriebsarten möglich.
• In der ersten Betriebsart treiben die Antriebsmittel den ersten Block in der Richtung an, in der die Mittel zur mechanischen Kupplung aktiv sind. Infolgedessen wird der zweite Block ebenfalls angetrieben. Die beiden Blöcke bewegen sich, als wären sie fest miteinander verbunden, und die Arbeitsweise ist mit der eines Programmsteuergeräts vergleichbar, das mit einem einzigen Nockenscheibenblock zur Steuerung aller Organe ausgerüstet ist.
• Zum Übergang in die zweite Betriebsart genügt es, daß die Antriebsmittel den ersten Block beispielsweise nach einer Betriebsphase in der ersten Betriebsart in entgegengesetzter Richtung antreiben. Nun bleibt der zweite Block unbewegt. Indem man den ersten Block weiterhin so betätigt, daß er sich in der Richtung bewegt, in der die Mittel zur mechanischen Kupplung nicht aktiv sind, ist es nun möglich, die durch den ersten Block gesteuerten Organe unabhängig von den durch den zweiten Block gesteuerten Organen eine gewisse Anzahl von Aufgaben ausführen zu lassen.
• Es zeigt sich also, daß das erfindungsgemäße Programmsteuergerät Anpassungsmöglichkeiten besitzt, die mit denen der bekannten Programmsteuergeräte vom "hybriden" Typ vergleichbar sind.
• Das erfindungsgemäße Programmsteuergerät verwendet jedoch keine Relais, sondern an ihrer Stelle durch Nockenscheiben betätigte Kontakte konventionellen Typs, deren geringe Kosten und Zuverlässigkeit bekannt sind.
• Mit dem erfindungsgemäßen Programmsteuergerät erhält man ein Ergebnis, das mit dem vergleichbar ist, das man mit zwei unabhängigen Nockenscheibenblöcken erreichen würde, die durch unabhängige Antriebsmittel, d.h. in der Praxis jeweils beispielsweise durch einen unabhängigen Motor, gesteuert werden. Es ist bemerkenswert, daß bei dem erfindungsgemäßen Programmsteuergerät dieses Ergebnis beispielsweise mit einem einzigen Motor erreicht wird, was die Herstellungskosten beträchtlich verringert. Dies wird durch die Verwendung der aktiven Kupplungsmittel in einer einzigen Richtung, verbunden mit dem Antrieb in beiden Richtungen, erreicht, was gleichzeitig den Antrieb des zweiten Blocks durch den ersten gestattet, wenn dies erforderlich ist, wobei gleichzeitig eine relative Unabhängigkeit der Bewegung der beiden Blöcke beibehalten wird.
• Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindunsgemäßen Programmsteuergeräts sind Mittel vorgesehen, um entsprechend der Antriebsrichtung des ersten Blocks die Speisung der zu den Nockenscheiben des zweiten Blocks gehörenden elektrischen Organe zu unterbinden, wenn der erste Block in der Richtung angetrieben wird, in welcher die erwähnten mechanischen Kupplungsmittel wirksam sind.
• In diesem Fall wird die Richtung, in der die beiden Blöcke sich gleichzeitig bewegen, ausschließlich verwendet, um den zweiten Block in eine bestimmte Stellung zu bringen, ohne daß die Organe, die normalerweise durch den zweiten Block gesteuert werden, ungewollt unter Spannung gesetzt werden, was Geräusche und Beschädigungen verursachen würde. Wenn der zweite Block auf diese Weise in eine bestimmte Stellung gebracht wurde, wird der erste Block in umgekehrter Richtung betätigt, was einerseits bewirkt, daß die Speisung der zu den Nockenscheiben des zweiten Blocks gehörenden Organe zugelassen wird, die angesichts der Stellung, in der sich dieser zweite Block befindet, in Betrieb genommen werden müssen, und andererseits bewirkt, daß man die zum ersten Nockenscheibenblock gehörenden Organe besondere Aufgaben ausführen läßt. Wenn die Kombination der zum zweiten Block gehörenden Organe geändert werden soll, wird die Antriebsrichtung des Blocks geändert, was bewirkt, daß die Speisung der zum zweiten Block gehörenden Organe während der Stellungsänderung des zweiten Blocks untersagt wird. Wenn die Folge der Schritte eines bestimmten Programms auf den Nockenscheiben selbst gespeichert ist, besteht diese Stellungsänderung des zweiten Blocks darin, daß von einem Schritt auf den folgenden übergegangen wird. Wenn die Folge der Schritte eines bestimmten Programms nicht gespeichert ist oder wenn man ein Waschprogramm durchführen möchte, das von den gespeicherten abweicht, so ist zu bemerken, daß es mit dem erfindungsgemäßen Programmsteuergerät einwandfrei möglich ist, von einem bestimmten Schritt zu einem beliebigen anderen Schritt, der ihm nicht benachbart ist, überzugehen, da die Speisung der zum zweiten Block gehörenden Organe während seiner Bewegung gesperrt ist, wodurch, wie bereits erwähnt wurde, jedes unpassende Unterspannungsetzen während der Bewegung vermieden wird. Das erfindungsgemäße Programmsteuergerät ist also besonders vielseitig einsetzbar, da es mit einem Nockenscheibenblock, der die Programme speichert und schrittweise bewegt wird, oder mit einem Nockenscheibenblock verwendet werden kann, der dazu bestimmt ist, mit einer elektronischen Schaltung verwendet zu werden, die die verschiedenen Programme speichert und die entsprechend die Bewegungen des Nockenscheibenblocks steuert.
Zweckmäßigerweise:
• - umfassen die erwähnten Antriebsmittel einen Umkehrmotor, eine elektronische Schaltung zur Steuerung des Motors, eine mit der Abtriebswelle des Motors drehfest verbundene Scheibe und Mittel zur mechanischen Kupplung zwischen der Scheibe und dem ersten Block unter Einhaltung eines Spiels und
• - besitzen die erwähnten Mittel zur Unterbindung der Speisung ein bewegliches Teil, das in einem ersten Stellbereich, der durch zwei Anschläge begrenzt wird und mit der Scheibe durch eine Reibungskupplung verbunden ist, drehbar bzw. verschiebbar ist und einen Hebel, der vom erwähnten beweglichen Teil gesteuert wird und der einen elektrischen Schalter für die Speisung der elektrischen Organe, die zu den Nockenscheiben des zweiten Blocks gehören, öffnet und schließt.
• Die Vorrichtung zum Unterbinden der Speisung der zum zweiten Block gehörenden Organe benutzt hauptsächlich einfache mechanische Elemente, durch die sie niedrige Herstellungskosten, eine große Robustheit und einen geringen Platzbedarf erhält.
• Vorteilhafterweise ferner ist das bewegliche Teil mit Mitteln zur Kupplung mit der Scheibe versehen, die in einem zweiten Stellbereich des beweglichen Teils wirksam werden, wobei der zweite Bereich kleiner ist als der erste und dessen mittleren Teil einnimmt, so daß nach einem Wechsel der Drehrichtung der Scheibe das bewegliche Teil von der Scheibe angetrieben wird, zunächst durch alleinige Wirkung der Reibung, dann positiv durch die Wirkung der Kupplungsmittel und schließlich neuerlich durch alleinige Wirkung der Reibung.
• In diesem Fall ist die Arbeitsweise besonders zuverlässig, da das bewegliche Teil auf dem größten Teil seines Wegs dank der Kupplungsmittel durch die Scheibe positiv angetrieben wird, wobei die Reibung ausschließlich am Weganfang und -ende verwendet wird, und zwar am Weganfang, um die Kupplungsmittel aktiv zu machen, und am Wegende, um sie inaktiv zu machen, um die Bewegung der Scheibe zuzulassen, während das bewegliche Teil in Anschlag ist.
• Vorteilhafterweise ist das bewegliche Teil ferner mechanisch mit Spiel an einem Steuerteil des Hebels angekuppelt, so daß, wenn das bewegliche Teil von der Scheibe unter der alleinigen Wirkung der Reibung mitgenommen wird, unmittelbar nach einem Richtungswechsel der Scheibe das erwähnte Steuerteil unbewegt bleibt.
• In diesem Fall besteht keine Gefahr, daß die große Kraft, die zu liefern ist, wenn das bewegliche Teil von einem Ende seines Wegs zum anderen übergeht, um den Schalter zu betätigen, das bewegliche Teil blockiert. Infolge des Spiels zwischen dem beweglichen Teil und dem Steuerteil wird nämlich die von dem Steuerteil zu liefernde Kraft auf das bewegliche Teil übertragen, wenn dieses durch die Kupplungsmittel positiv angetrieben wird, und nicht, wenn es unter der alleinigen Wirkung der Reibung angetrieben wird. Infolgedessen bleibt die Funktion der Reibung auf eine kleine Bewegung des beweglichen Teils allein beschränkt. Da dieses im allgemeinen eine kleine Größe und ein vernachlässigbares Gewicht hat, hat die Reibung immer die erwartete Wirkung, und zwar selbst nach zahlreichen Betriebsstunden und daraus resultierendem Verschleiß.
• Vorteilhafterweise besitzen die mechanischen, nur in einer Richtung wirksamen Kupplungsmittel eine Klinke und eine Verzahnung, mit welcher die Klinke zusammenwirkt.
• Vorteilhafterweise ist das Gerät eine Waschmaschine, die mit einer Trommel und Mittel für den Drehantrieb der Trommel versehen ist, und der erste Block besitzt Nockenscheiben, die mit Kontakten zur Speisung der Mittel für den Drehantrieb der Trommel zusammenwirken, um die Drehrichtung umzukehren.
• Das erfindungsgemäße Programmsteuergerät stellt sich in diesem Fall als besonderst zweckmäßig heraus, da es eine hohe Flexibilität in der Programmierung der Bewegungen der Trommel gestattet.
• Zum besseren Verständnis der Erfindung wird im nachstehenden die bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Programmsteuergeräts unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen:
• Fig. 1 ein elektrisches Schaltbild eines das erfindungsgemäße Programmsteuergerät benutzenden Elektrohaushaltgeräts,
• Fig. 2 eine vereinfachte auseinandergezogene perspektivische Darstellung eines in dem Gerät von Fig. 1 benutzten Programmsteuergeräts,
• Fig. 3 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der in dem Programmsteuergerät von Fig. 1 verwendeten Vorrichtung zur Bestimmung der Drehrichtung und
• Fig 4a, 4b und 4c Ansichten der Vorrichtung von Fig. 3 in drei verschiedenen Stellungen.
• Es wird nun eine Waschmaschine beschrieben, die das erfindungsgemäße Programmsteuergerät benutzt.
• Diese Maschine besitzt auf bekannte Weise eine Mehrzahl von elektrischen Organen, die selektiv und sequentiell über ein Programmsteuergerät so mit elektrischer Energie versorgt werden, daß ein Waschprogramm ausgeführt wird.
• Wie Fig. 1 zeigt, besitzt die Waschmaschine somit einen Motor 11 vom Typ Universalmotor zum Antrieb der Trommel, in der sich die Wäsche befindet, ein Magnetventil 21a, einen Widerstand 21b zum Erhitzen des Wassers, eine Entleerungspumpe 21i und so fort bis zum letzten Organ, das die Bezugszahl 21n trägt.
• Die elektrische Energie ist zwischen einem neutralen Pol N und einem Phasenpol P einer Wechselspannungsquelle verfügbar, die aus Gründen der Einfachheit nicht dargestellt ist.
• Der Universalmotor 11 besitzt insbesondere zwei Anschlüsse 110 und 111 zum Anschluß an den Läufer und zwei Anschlüsse 112 und 113 zum Anschluß an dem Induktor. Der Pol P ist mit einem ersten beweglichen Kontaktelement eines doppelten Umschalters 12 verbunden, dessen vier feststehende Kontaktelemente paarweise verbunden sind und dessen zweites bewegliches Kontaktelement mit dem Induktoranschluß 112 verbunden ist. Der Induktoranschluß 113 ist mit dem Pol N im vorliegenden Fall über einen Triac 15 verbunden. Jeder Läuferanschluß 110 und 111 ist jeweils mit einem der Paare von miteinander verbundenen feststehenden Kontaktelementen des doppelten Umschalters 12 verbunden. So wird der Anschlußsinn des Läufers des Motors 11 bezüglich des Anschlußsinnes seines Induktors durch die beweglichen Kontaktelemente des Umschalters 12 gesteuert, um die Drehrichtung des Motors 11 zu steuern.
• Die Organe 21a, 21b, ..., 21i, ..., 21n haben hier alle einen Anschluß, der direkt mit einer gemeinsamen Verbindung 26 verbunden ist, während der andere mit dem Pol P über Kontakte 22a, 22b, ..., 22i, ... bzw. 22n verbunden ist. Die Kontakte 22a, 22b, ..., 22i, ..., 22n sind jeweils mit einem feststehenden Kontaktelement und mit einem beweglichen Kontaktelement versehen, um Schalter zu bilden.
• Die gemeinsame Verbindung 26 ist mit dem Pol N über einen Kontakt 25 verbunden, der mit einem feststehenden Kontaktelement und mit einem beweglichen Kontaktelement versehen ist und einen Schalter bildet.
• Jeder Schalter 22i gestattet, sofern der Schalter 25 geschlossen ist, die Speisung des entsprechenden Organs 21i oder nicht. Dagegen gestattet der Schalter 25 die allgemeine Unterbrechung der Versorgung der Vielzahl von Organen 21a, 21b, ..., 21i, ..., 21n. Wenn der Schalter 25 offen ist, ist kein Organ 21i gespeist, selbst wenn der entsprechende Schalter 22i geschlossen ist.
• Eine elektronische Schaltung 40, die zwischen die Pole N und P geschaltet ist, steuert einen Motor 41, im vorliegenden Fall einen Synchron-Umkehrmotor, sowie den Triac 15.
• Die Ausgangswelle 410 des Motors 41 treibt Nockenscheiben (in Fig. 1 nicht dargestellt) an, die auf die beweglichen Kontaktelemente des doppelten Umschalters 12 und der Schalter 22a, 22b, ..., 22i, ..., 22n Rückholkräfte ausüben, die schematisch mit den Pfeilen F dargestellt sind. Die Kräfte F wirken entgegen den Rückholkräften der beweglichen Kontaktelemente, um sie zu bewegen und mit dem entsprechenden festehenden Kontaktelement in Berührung zu bringen.
• Ebenso treibt die Ausgangswelle 410 des Motors 41 eine Scheibe an, deren Drehrichtung auf eine im nachstehenden erläuterte Weise einen Hebel steuert, der auf das bewegliche Kontaktelement des Schalters 25 eine schematisch mit dem Pfeil F' dargestellte Kraft ausübt, um ihn zu öffnen oder zu schließen.
• Das Programmsteuergerät umf aßt die elektronische Schaltung 40, den Motor 41, den doppelten Umschalter 12, den Schalter 25 und die Schalter 22a, 22b, ..., 22i, ..., 22n von Fig. 1 sowie die Nocken und die Vorrichtung zur Öffnung des Schalters 25, von denen die Rede war und die nun unter Bezugnahme auf die Fig. 2 beschrieben werden.
• Wie diese Figur zeigt, sind die kreisförmigen Nockenscheiben auf zwei Blöcke 1 und 2 verteilt.
• Der erste Block 1 umfaßt hier zwei Nockenscheiben 10a und 10b, die jeweils jeden der beweglichen Kontaktelemente des Umschalters 12 betätigen, sowie eine Nockenscheibe 10c, die mit einer großen Anzahl von Zähnen versehen ist und einen aus Gründen der Einfachheit nicht dargestellten Schalter betätigt, der mit einer Gleichspannung verbunden ist, um einem in der Schaltung 40 vorgesehenen Mikroprozessor ein Rechtecksignal zu liefern, der durch Zählung der Anzahl Rechteckimpulse die Bestimmung der Amplitude der Bewegung des ersten Blocks 1 gestattet.
• Der Mikroprozessor ist ebenfalls auf nicht dargestellte Weise mit der Verbindung 26 verbunden, um ständig den Zustand des Schalters 25 und damit die Bewegungsrichtung der Scheibe 13 und damit des Blocks 1 zu kennen. So kennt die Schaltung 40 zu jedem Zeitpunkt die Stellung der Nockenscheibenblöcke.
• Der zweite Block 2 umfaßt hier Nockenscheiben 20a, 20b, ..., 20i, ..., 20n, die jeweils die beweglichen Kontaktelemente der Schalter 22a, 22b, ..., 22i, ..., 22n betätigen.
• Im Inneren eines Blocks sind die Nockenscheiben miteinander fest verbunden, und jeder der beiden Blöcke 1 und 2 ist um eine gemeinsame Achse 3 drehbeweglich.
• Jedes bewegliche Kontaktelement (aus Gründen der Einfachheit nicht dargestellt) ist auf einer Lamelle angeordnet, die von einem Hebel betätigt wird, der mit dem Profil der entsprechenden Nockenscheibe zusammenwirkt. Zu diesem Zweck ist jeder der Hebel auf nicht dargestellte Weise der Einwirkung einer Kraft ausgesetzt, die beispielsweise von einer Feder ausgeübt wird, die ihn zu dem Profil der entsprechenden Steuerkurve, d.h. zur Achse 3, zurückholt.
• Zu beiden Seiten jedes der beweglichen Kontaktelemente des Umschalters 12 sind die beiden entsprechenden feststehenden Kontaktelemente angeordnet. Das Profil jeder der Nockenscheibe 10a und 10b weist Erhebungen und Vertiefungen auf.
• Wenn einer der Hebel, der eine einen der beweglichen Kontaktelemente des Umschalters 12 tragende Lamelle betätigt, auf einer Erhebung ist, berührt der bewegliche Kontakt den von der Achse 3 am weitesten entfernten feststehenden Kontakt, und wenn der Hebel auf einer Vertiefung ist, berührt der bewegliche Kontakt den der Achse 3 am nächsten gelegenen feststehenden Kontakt. Daraus ergibt sich insbesondere, angesichts der Funktion des doppelten Umschalters 12, daß das Profil der Nockenscheibe 10a nacheinander eine Vertiefung, die einer Erhebung der Nockenscheibe 10b entspricht, dann eine Erhebung, die einer Vertiefung der Nockenscheibe 10b entspricht, besitzt und so fort. Auf diese Weise wird eine Umkehrung der Richtung des Anschlusses des Läufers des Motors 11 gewährleistet. Außerdem ist im vorliegenden Fall das Profil der Nockenscheiben 10a und 10b des ersten Blocks 1 periodisch, d.h. die vorhergehende Struktur wiederholt sich um den Block 1 herum.
• Die feststehenden Kontaktelemente jedes der Schalter 22a, 22b, ..., 22i, ..., 22n sind neben den entsprechenden beweglichen Kontaktelementen angeordnet, und die Nockenscheiben 20a, 20b, ..., 20i, ..., 22n besitzen nur Abschnitte mit neutralem Profil und Erhebungen. Die neutralen Profilabschnitte lassen den entsprechenden Schalter offen, während die Erhebungen ihn schließen.
• Der Motor 41 treibt über ein Untersetzungsgetriebe 42 eine Scheibe 13 an, deren Achse mit der Drehachse 3 der Blöcke 1 und 2 zusammenfällt. Die Scheibe 13 ist mit einer zur Achse 3 parallelen Nase versehen, und die Nockenscheibe des Blocks 1, die der Scheibe 13 am nächsten ist, im vorliegenden Fall die Nockenscheibe 10a, ist mit einer Aussparung 16 versehen, die im vorliegenden Fall im wesentlichen die Form eines Kreissektors hat. Die Nase 17 tritt in die Aussparung 16 ein.
• Die Scheibe 13 ist somit mit der Ausgangswelle 410 des Motors 40 drehfest verbunden, und der erste Block 1 ist mit einem der Amplitude der Aussparung 16 entsprechenden Spiel mit der Scheibe 13 durch das Zusammenwirken dieser Aussparung 16 und der Nase 17 mechanisch gekuppelt.
• Der erste Block 1 ist über eine Welle, die im vorliegenden Fall den Block 2 durchquert, mit einem Knopf 6 drehfest verbunden, der dem Benutzer der Waschmaschine die Auswahl eines Waschprogramms aus allen verfügbaren Programmen gestattet, wenn die Maschine im Ruhezustand ist. Wenn die Maschine im Betrieb ist, kann der Knopf 6 auch die Anzeige des Programmschritts, der gerade ausgeführt wird, gestatten.
• Der zweite Block 2 ist auf der Achse 3 frei montiert, er besitzt jedoch eine Verzahnung 28, die dazu bestimmt ist, mit einer mit dem ersten Block 1 fest verbundenen Sperrklinke 8 bekannten Typs zusammenzuwirken, die sie in einer einzigen Richtung mechanisch kuppelt. Wenn nun der erste Block sich in der Richtung T von Fig. 2 dreht, ist die mechanische Kupplung zwischen dem Block 1 und dem Block 2 aktiv, und der Block 2 wird vom Block 1 mitgenommen, während in der anderen Richtung H die mechanische Kupplung zwischen den beiden Blöcken unaktiv ist, d.h. daß der Block 2 nicht vom Block 1 mitgenommen wird.
• Im vorliegenden fall treibt das Untersetzungsgetriebe 42 die Scheibe 13 über eine Verzahnung 18 an, die auf einem auf der Scheibe 13 vorgesehenen Kranz 53 vorgesehen ist.
• Ein Zahnrad 9, das drehbar um eine zur Achse 3 parallele Achse montiert ist, wirkt mit der Verzahnung 18 zusammen und wird somit ständig von der Krone 53 angetrieben.
• Ein bewegliches Teil 10 ist verschwenkbar auf derselben Achse wie das Zahnrad 9 montiert, mit dem es durch Reibung auf eine Weise zusammenwirkt, die durch das Nachstehende besser verstanden wird. Das bewegliche Teil 10 besitzt einen einzigen Zahn 7, der mit der Verzahnung 18 zusammenwirken kann, und ist mit einem Spiel mit einer Nockenscheibe 52 zur Steuerung eines Hebels 15 gekuppelt, der den Schalter 25 öffnet und schließt. Das Spiel zwischen dem beweglichen Teil 10 und der Nockenscheibe 52 wird durch eine radiale Nase 14 erhalten, die mit dem beweglichen Teil 10 fest verbunden ist und in eine Aussparung 19 in Form eines Winkelsektors eintritt, die beträchtlich breiter als die radiale Nase 14 ist, wobei diese Aussparungen 19 in der Nockenscheibe 52 vorgesehen ist.
• Wie in Fig. 2, um diese nicht zu überfrachten, nicht dargestellt ist, jedoch in Fig. 3 sichtbar ist, ist eine feststehende Nase 76 vorgesehen, die mit einer anderen, in der Nokkenscheibe 52 vorgesehenen Aussparung 77 zusammenwirkt, so daß die Amplitude der Bewegung der Nockenscheibe 52 begrenzt wird. In einer Endstellung der Nockenscheibe 52 wirkt die Nase 76 mit dem Ende 171 der Aussparung 77 zusammen, das somit als Anschlag dient, während die Nase 76 in der anderen Endstellung der Nockenscheibe 52 mit dem Ende 172 zusammenwirkt, das als entgegengesetzter Anschlag dient. Durch die Kupplung zwischen der Nockenscheibe 52 und dem beweglichen Teil 10 ergibt sich daraus, daß dieses auf einem Stellbereich beweglich ist, der im vorliegenden Fall indirekt durch die beiden Anschläge 171 und 172 begrenzt ist. Fig. 4a zeigt eine der Endstellungen des beweglichen Teils 10, in der die radiale Nase 14 an einem Ende der Aussparung 19 in Anschlag ist, und die Nase 76 wirkt mit dem Anschlag 172 zusammen. Fig. 4c zeigt die andere Endstellung des beweglichen Teils 10, in der die radiale Nase 14 am anderen Ende der Aussparung 19 in Anschlag ist, und die Nase 76 wirkt mit dem Anschlag 171 zusammen. Man kann also sagen, daß das bewegliche Teil 10 einen durch zwei Anschläge begrenzten Stellbereich einnehmen kann.
• Fig. 3 zeigt, daß das bewegliche Teil 10 zwei zylindrische Teile mit verschiedenen Durchmessern umfaßt. Ein erster Teil 100, der den größeren Durchmesser hat, trägt auf einer Seite die radiale Nase 14 und auf der anderen den Zahn 7. Ein zweiter Teil 101, der den kleineren Durchmesser hat, verlängert den Teil 100 auf der Seite des Zahns 7 und dient als Welle für das Zahnrad 9. Der zylindrische Teil 101 hat eine größere axiale Abmessung als das Zahnrad 9, so daß, wenn dieses auf dem zylindrischen Teil 101 montiert ist, dieses aus dem Körper des Zahnrads 9 hervorsteht. Letzteres ist mit einem Kranz 91 versehen, der zwei Flügel umfaßt, die elastisch durch einen Ring 92 zum hervorstehenden zylindrischen Teil 101 zurückgeholt werden, so daß zwischen dem Kranz 91 und dem hervorstehenden Teil 101, d.h. zwischen dem Zahnrad 9 und dem beweglichen Teil 10, eine Reibung erzeugt wird, die so in der Zeit relativ stabil bleibt.
• Der Durchmesser des zylindrischen Teils 100 ist gleich dem Innendurchmesser der Verzahnung des Zahnrads 9, und der Zahn 7 hat im wesentlichen dieselbe Form wie die Zähne der Verzahnung des Zahnrads 9. Außerdem ist die Einheit so gegen den Kranz 3 montiert, daß der Zahn 7 und das Zahnrad 9 gleichzeitig mit der Verzahnung 18 zusammenwirken können.
• Wie dies aus den Figuren 4 hervorgeht, gestattet der Zahn 7 die Kupplung der Verzahnung 18 und des beweglichen Teils 10, wobei diese Kupplung auf einem begrenzten Stellbereich des beweglichen Teils 10 aktiv ist, der offenkundig kleiner als der oben definierte ist und dessen Enden den Figuren 4a und 4c entsprechen, jedoch den zentralen Teil dieses Bereichs einnehmen. In den Figuren 4a und 4c wirkt der Zahn 7 nämlich nicht mit der Verzahnung 18 zusammen, während der Zahn 7 in der Figur 4b, die eine Zwischenstellung darstellt, in die Verzahnung 18 eingerückt ist.
• Bevor die Arbeitsweise des gesamten Programmsteuergeräts von Fig. 1 beschrieben wird, und um ein besseres Verständnis dieses Geräts zu gestatten, wird zunächst die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung zur Öffnung des Kontakts 25 erläutert.
• Wenn man davon ausgeht, daß sich die Vorrichtung in der anhand von Fig. 4a beschriebenen Stellung befindet und daß die Scheibe 13 in einer solchen Richtung angetrieben wird, daß sich die Verzahnung 18 in der Richtung H bewegt, so ändert die Vorrichtung, wie ersichtlich ist, ihre Stellung nicht, denn das bewegliche Teil 10 wird, da es nur durch Reibung mit dem aus Gründen der Einfachheit nicht dargestellten Zahnrad 9 gekuppelt ist, unter der Einwirkung der Reibung gegen den Anschlag gedrückt, mit dem es bereits in Kontakt ist. In der Situation von Fig. 4a bleibt der Schalter 25 geschlossen.
• Man geht nun davon aus, daß die Drehrichtung der Scheibe 13 umgekehrt wird und zur Richtung T von Fig.4b wird. Nun wird das bewegliche Teil 10 unmittelbar nach dieser Richtungsänderung allein unter der Wirkung der Reibung mit dem Zahnrad 9 in derselben Richtung angetrieben, was die Wirkung hat, daß der Zahn 7 der Verzahnung 18 genähert wird und dieser Zahn 7 in die erste Vertiefung der Verzahnung 18 eintritt, die sich ihr bietet. Während dieser Bewegung unter der ausschließlichen Wirkung der Reibung bewegt sich die radiale Nase 14 in der Aussparung 19, ohne die Nockenscheibe 52 mitzunehmen, die unbewegt bleibt, also ohne eine zu liefernde Kraft, so daß die Bewegung des beweglichen Teils 10 allein unter der Wirkung der Reibung mit Sicherheit stattfindet.
• Anschließend befindet sich die Vorrichtung in der Situation von Fig. 4b, in der, da der Zahn 7 in die Verzahnung 18 eingetreten ist, ein positiver Antrieb des beweglichen Teils 10 durch die Verzahnung 18 stattfindet und, da das Spiel mit der Nockenscheibe 52 gerade durchlaufen wurde, ein positiver Antrieb der Nockenscheibe 52 stattfinden wird, der den Schalter 25 öffnet. Es sei bemerkt, daß, welche Kraft auch zum Öffnen dieses Schalters zu liefern ist, diese Öffnung stattfindet, und zwar infolge des positiven Antriebs der Nockenscheibe 52 durch das Teil 10, das seinerseits dank des Zahns 7 durch die Verzahnung 18 positiv angetrieben wird.
• Die Vorrichtung gelangt nun in die unter Bezugnahme auf die Fig. 4c beschriebene Stellung, wobei der letzte Teil der Bewegung des beweglichen Teils 10 und der Nockenscheibe 52 wieder nur durch die Wirkung der Reibung stattfindet, was insofern kein Problem bereitet, als keine Kraft zur Betätigung des Schalters 25 mehr zu liefern ist.
• Die Stellung von Fig. 4c ist zu der von Fig. 4a symmetrisch, und wenn in der Situation von 4c eine Richtungsänderung stattfindet, finden die soeben beschriebenen Erscheinungen in umgekehrter Richtung statt.
• Nun wird die Arbeitsweise des gesamten Programmsteuergeräts beschrieben
• Zunächst bringt der Benutzer der Maschine zur Auswahl des gewählten Programms den Knopf 6 in eine bestimmte Stellung, die dem gewählten Programm entspricht.
• Dadurch wird der Block 1 in eine besondere Stellung gebracht, die die Schaltung 40 als Reaktion auf die Anzahl von der Nokkenscheibe 10c erfaßter Schritte und auf die Drehrichtung bestimmt wird, die von der oben beschriebenen Vorrichtung zur Steuerung des Schalters 25 erfaßt wird.
• Nachdem der Mikroprozessor das gewählte Programm bestimmt hat, steuert er das übrige Programmsteuergerät, so daß das Programm folgendermaßen abläuft:
• Man geht beispielsweise davon aus, daß das auszuführende Programm ein sehr einfaches Waschprogramm ist, das die Füllung der Maschine mit Wasser, die Erhitzung des Wassers und die Entleerung der Maschine umfaßt, wobei diese drei Phasen von Drehbewegungen der Trommel der Maschine in der einen und in der anderen Richtung begleitet sind.
• Die Schaltung 40 steuert zunächst den Triac 15 so, daß dieser offen bleibt. Der Motor 11 ist also abgeschaltet.
• Man geht ferner davon aus, daß sich die Nase 17 beispielsweise am unteren Ende (in Fig. 2) der Aussparung 16 befindet, da der Block 6 manuell in Richtung T bewegt wurde.
• Die elektronische Schaltung 40 steuert nun den Motor 41 so, daß die Scheibe 13 in der trigonometrischen Richtung T angetrieben wird. Infolge des durch die Nase 17 und die Aussparung 16 erzeugten Spiels wird der Block 1 nicht sofort angetrieben, was der Vorrichtung zur Steuerung des Schalters 25 Zeit gibt, diesen zu öffnen. Wenn die Nase 17 das obere Ende (in Fig. 2) der Aussparung 16 erreicht, werden der Block 1 und der Block 2 mitgenommen. Die Schaltung 40 steuert den Motor 41 so, daß er nun den Block 2 antreibt, bis die Erhebung der Nockenscheibe 20a den Schalter 22a betätigt, um das Magnetventil 21a für den Wassereinlauf zu betätigen. Natürlich ist in der Schaltung 40 ein Speicher vorgesehen, in dem die Stellungen der Vertiefungen und Erhebungen aller Nockenscheiben gespeichert sind.
• Der Mikroprozessor und die Schaltung 40 bewirken nun die Umkehrung der Drehrichtung der Scheibe 13. Dies hat, während die Nase 17 die Aussparung 16 durchläuft, die Schließung des Kontakts 25 zur Folge, was im vorliegenden Fall den Wasserzulauf wirksam macht. Die Scheibe 13 nimmt nun bei weiterer Bewegung den Block 1 in der Richtung A mit. Der Block 2 bleibt unbewegt, die Vertiefungen und die Erhebungen der Nockenscheiben 10a und 10b bewirken jedoch die Richtungsumkehrungen des Motors 11 der Trommel, wobei der Triac 15 nun leitend gemacht ist.
• Die Schaltung 40 kann nun, indem sie einerseits den Triac 15 zur Regulierung der Geschwindigkeit des Motors 11 und andererseits die Geschwindigkeit des Motors 41 weiterhin in derselben Richtung H steuert, die Drehung der durch den Motor 11 angetriebenen Trommel in der einen Richtung und dann in der anderen auslösen. Natürlich können die Dauer der Drehung in der einen Richtung, der Drehung in der anderen Richtung und ggf. der diese voneinander trennenden Stufe, während der die Trommel unbewegt bleibt, durch einfache elektronische Steuerung geändert werden, indem auf den Motor 41 und den Triac 15 eingewirkt wird.
• Sobald der Behälter gefüllt ist, wird der Mikroprozessor beispielsweise durch einen bekannten, nicht dargestellten Wasserstandsfühler davon benachrichtigt. Er kann über die Schaltung 40 den Triac 15 steuern, um den Motor 11 anzuhalten und die Scheibe 13 wie im vorhergehenden bewegen, was die Öffnung des Schalters 25 bewirkt und dann den Block 1 und den Block 2 in der Richtung T mitnimmt, um letzteren in eine Stellung zu bringen, in der die Nockenscheibe 20a neutral ist und die Nockenscheibe 20b den Schalter 22b betätigt. Der Wassereinlauf wird somit unterbrochen und die Heizung des Wassers durch den Widerstand 21b kann stattfinden, sobald der Schalter 25 wieder geschlossen wird.
• Der Triac 15 wird nun betätigt und die Scheibe 13 wird in der Richtung H angetrieben, so daß der Block 1 die Umkehrungen der Drehrichtung der Trommel während des Heizens bewirkt, das zugelassen ist, da die Scheibe 13 sich in der Richtung H dreht und der Schalter 25 geschlossen ist. Wenn es für wünschenswert gehalten wird, daß die Hin- und Herbewegungen während des Heizens beispielsweise eine andere Dauer als bei der Füllung hat, ist dies natürlich durchaus möglich.
• Das Waschprogramm kann so bis zum Ende ablaufen, wobei, wie zu unterstreichen ist, eine große Flexibilität in der Steuerung der Umkehrbewegungen der Drehrichtung der Trommel besteht.
• Wie bereits erwähnt wurde, kann der Block 2 wie bei den bekannten Programmsteuergeräten in eine Mehrzahl von Winkelsektoren unterteilt werden, die jeweils einem anderen Programm entsprechen, wobei die Wahl eines dieser Programme vorgenommen wird, indem der Block 2 bis zum Anfang des entsprechenden Sektors bewegt wird, und der Ablauf dieses Programms erhalten wird, indem man anschließend diesen Sektor von dem Block 2 bestreichen läßt. In einem solchen Fall ist es der Block 2, der wenigstens teilweise die Waschprogramme speichert.
• Der Block 2 kann jedoch auch, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, so beschaffen sein, daß jede Nockenscheibe nur eine einzige Erhebung besitzt, wobei diese so verteilt sind, daß der Block eine Mehrzahl von Sektoren besitzt, innerhalb derer jeweils im Prinzip ein einziges Organ 21a, 21b, ..., 21i, ..., 21n gespeist wird. Wenn man vorsieht, daß es manchmal erforderlich ist, gleichzeitig zwei oder mehrere Organe 21a, 21b, ..., 21i, ..., 21n zu speisen, sind natürlich die entsprechenden Sektoren vorgesehen. In diesem Fall ist die mechanische Struktur des Blocks 2 einfacher und die Programme sind in der elektronischen Schaltung gespeichert. Diese steuert den Block 2 nicht mehr, um ihn jedes Mal einen Programmschritt weiter zu bewegen, ohne sich mit dem Organ zu beschäftigen, das auf diese Weise in Gang gesetzt wird, sondern um ein bestimmtes Organ in Gang zu setzen, das während dieses Programmschritts zu betätigen ist.
• In beiden Fällen passiert der Block 2, wenn er ziemlich schnell angetrieben wird, um zum Anfang eines bestimmten Programms zu gelangen (im Fall des Typs "mit Speicher") oder um ein bestimmtes Organ zu betätigen (im Fall des Typs "ohne Speicher" ), eine gewisse Anzahl von Zwischenstellungen, ohne daß eine ungewollte Spannungseinschaltung stattfindet, da der Schalter 25 hierbei systematisch offen ist.
• Natürlich ist die Reichweite der vorliegenden Anmeldung nicht auf die vorstehende Beschreibung begrenzt, die absichtlich aus Gründen der Einfachheit vereinfacht wurde. So ist es beispielsweise auf bekannte Weise möglich, an dem Universalmotor 11 einen Induktor mit Zwischenabgriff vorzusehen, um nur einen Teil dieses Induktors zu verwenden, wenn es erforderlich ist, daß sich der Motor 11 mit sehr hoher Geschwindigkeit dreht. In diesem Fall steuert ein einfacher, durch eine Nockenscheibe des Blocks 2 betätigter Umschalter den Anschluß des ganzen Tnduktors oder nur eines Teils davon.
• Ebenso ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen Kupplungsmittel beschränkt, und es ist insbesondere möglich, die Stellungen der Nase und der Aussparung zu vertauschen oder ihre Form zu ändern, wobei jedoch eine Kupplung mit einem Spiel beibehalten wird.
• Ebenso ist es möglich, andere mechanische oder elektrische Vorrichtungen zu verwenden, um den Schalter 25 zu öffnen, wenn sich die Scheibe 13 in der Richtung dreht, in der sie den Block 2 mitnimmt.
• Ebenso betreffen in den beschriebenen Beispiel die Nockenscheiben des ersten Blocks 1 die Umkehr der Drehrichtung des Motors der Trommel, während die des zweiten Blocks 2 die Steuerung der anderen Organe der Maschine betreffen. Wenn eine solche Verteilung, wie man gesehen hat, im Fall einer Waschmaschine interessant ist, ist diese selbst in diesem Fall nicht unbedingt erforderlich, und der Fachmann ist in der Lage, die Verteilung zu wählen, die angesichts der speziellen Aufgabenstellung die zweckmäßigste ist.
• Natürlich ist das Programmsteuergerät nicht auf die Steuerung einer Mehrzahl von in ein und demselben Gerät vereinigten Organen begrenzt, sondern kann auch im Fall eines Industriesystems verwendet werden, das eine Mehrzahl von verstreuten Organen umfaßt.

Claims (7)

1. Programmsteuergerät für einen Apparat oder ein System, ausgestattet mit einer Mebrzahl elektrischer Organe (11, 21a-21n) zur selektiven und sequentieilen Speisung, wobei dieses Programmsteuergerät eine Mehrzahl von Nocken (10a-10b 20a-20n), die mit einer Mehrzahl von Kontakten (12, 22a-22n) zur Speisung der genannten Organe zusammenwirken, sowie Antriebsmittel (40-41) zur Verschiebung der erwähnten Nocken besitzt, wobei diese Nocken auf einem ersten (1) und einem zweiten (2) Block verteilt sind und das Programmsteuergerät dadurch gekennzeichnet ist, daß:

- die Antriebsmittel (40, 41, 53) so angeordnet sind, daß sie den ersten Block (1) in beide Richtungen antreiben,

- Mittel (8, 28), zur mechanischen Kopplung zwischen dem ersten (1) und dem zweiten (2) Block vorgesehen sind, die nur in eine Richtung wirksam sind.

2. Programmsteuergerät gemäß Anspruch 1, bei dem Mittel (10, 52, 15, 25) vorgesehen sind, um entsprechend der Antriebsrichtung des ersten Blocks (1) die Speisung der zu den Nocken (20a-20n) des zweiten Blocks (2) gehörenden elektrischen Organe (21a-21n) zu unterbinden, wenn der erste Block (1) in die Richtung angetrieben wird, in welche die erwähnten mechanischen Kopplungsmittel (8, 28) wirksam sind.

3. Programmsteuergerät gemäß Anspruch 2, bei dem:

- die erwähnten Antriebsmittel einen Umkehrmotor (41) umfassen, eine elektronische Schaltung (40) zur Steuerung des Motors (41), eine mit der Abtriebswelle (410) des Motors (40) drehfest verbundene Scheibe (13) und Mittel (16, 17) zur mechanischen Kopplung zwischen der Scheibe (13) und dem ersten Block (1) unter Einhaltung eines Spiels und

- die erwähnten Mittel zur Unterbindung der Speisung einen beweglichen Teil (10) besitzen, der in einem ersten Stellbereich, der durch zwei Anschläge (171, 172) begrenzt wird und mit der Scheibe (13) durch eine Reibungskupplung verbunden ist, drehbar bzw. verschiebbar ist und einen Hebel (15), der vom erwähnten beweglichen Teil (10) gesteuert wird und der einen elektrischen Schalter (25) für die Speisung der elektrischen Organe (21a-21n), die zu den Nocken (20a-20n) des zweiten Blocks (2) gehören, öffnet und schließt.

4. Programmsteuergerät gemäß Anspruch 3, bei dem der bewegliche Teil (10) mit Mitteln zur Kopplung (7) mit der Scheibe (13) versehen ist, die in einem zweiten Stellbereich des beweglichen Teils (10) wirksam werden, wobei der zweite Bereich kleiner ist als der erste und dessen mittleren Teil einnimmt, so daß nach einem Wechsel der Drehrichtung der Scheibe (13) der bewegliche Teil (10) von der Scheibe (13) angetrieben wird, zunächst durch alleinige Wirkung der Reibung, dann positiv durch die Wirkung der Kopplungsniittel (7) und schließlich neuerlich durch alleinige Wfrkung der Reibung.

5. Programmsteuergerät gemäß Anspruch 4, bei dem der bewegliche Teil (10) mechanisch mit Spiel an einen Steuerteil (52) des Hebels (15) angekuppelt ist, so daß, wenn der bewegliche Teil (10) von der Scheibe (13) unter der alleinigen Wirkung der Reibung mitgenommen wird, unmittelbar nach einem Richtungswechsel der Scheibe (13) der erwähnte Steuerteil (52) unbeweglich bleibt.

6. Programmsteuergerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die mechanischen, nur in eine Richtung wirksamen Kopplungsmittel eine Klinke (8) und eine Verzahnung (28), in welche die Klinke (8) einschnappt, besitzen.

7. Programmsteuergerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Gerät eine Waschmaschine ist, die mit einer Trommel und Mitteln (11) für den Drehantrieb der Trommel versehen ist und der erste Block (1) Nocken (10a, 10b) besitzt, die mit Kontakten (12) zur Speisung der Mittel (11) für den Drehantrieb der Trommel zusammenwirken, um die Drehrichtung umzukehren.