DE2600571A1

DE2600571A1 - Waschmaschine

Info

Publication number: DE2600571A1
Application number: DE19762600571
Authority: DE
Inventors: Hamilton George Henry Strong; Raymond Frank Wood
Original assignee: Servis Domestic Appliances Ltd
Current assignee: Servis Domestic Appliances Ltd
Priority date: 1975-01-11
Filing date: 1976-01-09
Publication date: 1976-07-15
Also published as: FR2297274B3; ES444164A1; AU1022176A; JPS5196182A; GB1535321A; FR2297274A1

Description

Waschmaschine

Die Erfindung betrifft eine Waschmaschine mit einem Körper, einer Vielzahl von elektrisch erregten Funktionseinheiten zur Durchführung entsprechender Funktionen während eines Waschzyklus, einer Steuerschaltung zur Bestimmung des Betriebsprogramms der Funktionseinheiten und einer ersten elektrischen Stromquelle zur Erregung dieser Einheiten.

Eines der Probleme, das in einer solchen Waschmaschine auftritt, besteht darin, daß beim Ein- und Ausschalten des Stromes zu jeder Funktionseinheit während eines Waschzyklus große Spannungsspitzen, z.B. Spannungsimpulse mit großer Amplitude und kurzer Dauer, welche entweder positiv oder negativ sein können, erzeugt werden können. Während solche Spannungssxiitzen von einer Steuerschaltung, welche Nocken betätigte Schaltkontakt3 aufweist, hingenommen werden können, können sie eine Störung oder möglicherweise sogar eine Beschädigung einer Steuerschaltung verursachen, welche eine elektronische logische Schaltung verwendet, die das Programm für die Waschmaschine bestimmt und

609829/0639

normalerweise Schaltungselemente aufweist, welche von einer Spannungsquelle mit niedrigerer Spannung versorgt werden, die mit den Anforderungen einer solchen logischen Schaltung kompatibel ist, insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, wenn die logische Schaltung ein oder mehrere integrierte Schaltungseinheiten oder Plättchen aufweist.

Die Erfindung ist darauf gerichtet, eine Einrichtung zu schaffen, um dieses Problem zu überwinden oder zu reduzieren.

Dies wird gemäß der Erfindung bei einer Waschmaschine mit einem Körper, einer Vielzahl von elektrisch erregten Funktionseinheiten zur Durchführung entsprechender Funktionen während eines Waschzyklus, einer Steuerschaltung zur Bestimmung des Betriebsprogramms der Funktionseinheiten und einer ersten elektrischen Stromquelle zur Erregung dieser Einheiten gelöst durch eine Vielzahl von torgesteuerten Halbleiterbauelementen zur Steuerung des Stromverlaufs von dieser Quelle zu den Einheiten, eine logische Schaltung mit einer Vielzahl von Ausgängen, welche Ausgangssignale für die torgesteuerten Halbleiterbauelementen liefern, um die letzteren in den leitenden oder nichtleitenden Zustand zu versetzen und damit das Programm zu bestimmen, eine zweite elektrische Stromquelle für die logische Schaltung mit einem Spannungswert, der mit den Anforderungen der logischen Schaltung kompatibel ist, und eine Vielzahl von Ausgangsschaltungen, die jeweils zwischen die Ausgänge der logischen Schaltung und die torgesteuerten Halbleiterbauelemente geschaltet sind und jeweils ein Halbleiterbauelement zur Erzeugung eines Steuersignals bei Auftreten eines Ausgangssignals an dem entsprechenden Ausgang der logischen Schaltung von ausreichender Größe, um eine Steuerung des Stromflusses durch das entsprechende torgesteuerte Halbleiterbauelement zu bewirken, und mindestens einen übergang zwischen Schichten verschiedener

609829/0639

2PQ0571

Polarität aufweisen, welcher dazu dient, den Ausgang der logischen Schaltung gegenüber Spannungsspitzen zu isolieren, die in den entsprechenden torgesteuerten Halbleiterbauelementen in einer Größe erzeugt werden, welche die mit den Anforderungen der logischen Schaltung kompatible Spannung übersteigt.

Unter dem Begriff "Waschmaschine" werden Waschmaschinen zum Wasch.en oder Trocknen von Kleidung, Geschirrspülmaschinen oder ähnliche Geräte verstanden.

Im nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung in Seitenansicht und im Vertikalschnitt einer Ausführungsform der Waschmaschine gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen schematischen Schaltungsplan des Steuersystems einer solchen Waschmaschine,

Fig. 3 einen Teilschaltungsplan, welcher im einzelnen die innere Schaltung der Ausgangsschaltungen und Stromquellen, die in dem schematischen Plan der Fig. 2 enthalten sind, zeigt, und

Fig. k einen Teilschaltungsplan, welcher eine Abänderung der Schaltung der Fig. 3 darstellt.

Die in Fig. 1 dargestellte Waschmaschine besteht aus einem Körper, welcher eine stationäre Waschkamtaer 1 aufweist, die eine im allgemeine zylindrische Form hat und eine um eine horizontale Achse drehbare Waschtrommel 2 enthält, wobei die Waschkammer 1 in geeigneter Weise, z.B. durch Stützen 3

. 609829/0639

2 ί- Ο Ο 5 71

einer Grundplatte 3a unterstützt wird.

Ein Gehäuse k umgibt die Waschkammer und die Antriebseinrichtung für die Trommel 2, welche einen Motor 12g aufweist, welcher die Trommelachse 2a über einen Riemenscheibenantrieb 9 antreibt. Die Achse 2a und die Trommel ist in einem geeigneten Lager 8, das von der Waschkammer getragen wird, gelagert.

Die Waschkammer hat eine Vielzahl von Einlassen, z.B. einen Einlaß für heißes Wasser, der durch ein Magnetventil lAc gesteuert wird, einen Einlaß für kaltes Wasser, der durch ein Magnetventil l4d gesteuert wird, und eine Abflußleitung, die vorzugsweise mit einer Grube oder einem Schachtsumpf in der Waschkammer in Verbindung steht und durch eine elektrisch angetriebe Pumpe lke gesteuert wird. Es wird "angemerkt, daß andere elektrisch erregte Funktionseinheiten, wie z.B. ein Komfortventil, in Fig. 1 der Einfachheit halber weggelassen sind. Das Komfortventil steuert die Strömung des Einlaßwassers während einer abschließenden Spülung durch einen Behälter, der ein Spülmittel enthält. Wie in Fig. 2, die später beschrieben wird, dargestellt ist, kann eine magnetisch betätigte Türverriegelung vorgesehen sein.

Die Folge, in welcher die Funktionseinheiten eingeschaltet werden und die Zeitdauer und die Anzahl, in welcher diese Einheiten während eines vollständigen Waschzyklus betätigt werden, wird durch eine logische Schaltung 10 bestimmt, welche zweckmäßigerweise im oberen Teil des Gehäuses, wie in Fig. 1 gezeigt ist, gelagert ist. Die logische Schaltung 10 kann entsprechend einer Anzahl von verschiedenen Programmen durch den Programmwähler 11 eingestellt werden, mit dem eine Anzahl von manuell betätigbaren Schaltern, wie z.B. Sl (Fig. l) zum Auswählen des

609829/0639

2 00 57 1

- 5 -gewünschten Programms verbunden ist.

Die Waschkammer 1 ist gegenüber dem Gehäuse durch eine flexible Dichtungsmanschette oder einen Dichtring 6 abgedichtet und der Eingang der Waschkammer 1 und der Trommel 2 wird durch eine Tür gesteuert, welche um eine vertikale Achse 7 drehbar mit dem Gehäuse k verbunden ist und nach Freigabe einer Türverriegelung 12a zwischen der geschlossenen gezeigten Stellung und einer offenen Stellung entsprechend der Steuerung der bereits erwähnten magnetisch betätigten Türverriegelung beweglich ist. Mit der Tür ist ein Dichtring oder eine Dichtungsmanschette 5a verbunden, welche zwischen der Tür und dem Gehäuse wirksam wird.

In Fig. 2, deren Komponenten bereits teilweise allgemein erwähnt worden sind, sind elektrisch erregte Funktionseinheiten 12a bis 12g dargestellt, welche jeweils eine magnetisch betätigte Türverriegelung, ein magnetisch betätigtes Komfortventil, ein magnetisch betätigtes Zulaufventil für heißes Wasser, ein magnetisch betätigtes Zulaßventil für kaltes Wasser, einen Purapenmotor zum Antrieb einer Pumpe, um die Waschkammer zu entleeren, einen Erhitzer zur Erwärmung des Wassers in der .Waschkammer und einen Antriebsmotor zur Drehung der Trommel 2 aufweisen.

Die Stromversorgung zu diesen Einheiten wird jeweils durch torgesteuerte Halbleiterbauelemente 13a bis 13g in Übereinstimmung mit Ausgangssignalen (positiv verlaufende Impulse) gesteuert, die an den Ausgängen einer logischen Schaltung 10 erzeugt werden, wobei diese Impulse zu den Torelektroden der Bauelemente 13a bis 13g jeweils über entsprechende Auegangsschaltungseinrichtungen l4a bis l4g geleitet werden.

Die besondere Folge der Ausgangssignale, die an den Ausgängen der

609829/0639

QRlGlNAL INSPECTED

logischen Schaltung 10 erzeugt werden, sowie die Ausgänge, an welchen solche Signale auftreten, wird durch einen Programmwähler 11 bestimmt, mit welchem eine Vielzahl von Schaltern Sl bis SlO verbunden ist, die jeweils zu verschiedenen Programmen gehören, wobei diese Schalter manuell betätigbar sind.

In Fig. 3 ist in größeren Einzelheiten die Schaltung einer der Ausgangsschaltungseinrichtungen dargestellt. Da diese identisch, oder im wesentlichen identisch, sein können, braucht nur auf eine Ausgangsschaltungseinrichtung Bezug genommen werden. Die besondere nunmehr beschriebene Ausgangsschaltung ist diejenige, welche mit dem magnetisch betätigten Ventil 12c für heißes Wasser verbunden ist.

Das torgesteuerte Halbleiterbauelement, welches die Stromversorgung zu dieser Einheit steuert, kann einen Triac QIc enthalten, dessen Hauptelektroden in Reihe mit der Einheit 12c verbunden sind Die Torelektrode des Triac ist in die Kollektor/Emitter-Schaltung eines n-p-n-Transistors TRIc eingeschaltet, dessen Basis über einen Widerstand R2c mit einem entsprechenden Ausgang derlogischen Schaltung 10 verbunden ist.

Die von der Steuerschaltung als Ganzes geschaffenen Stromquellen enthalten eine erste Stromquelle mit Netzspannung, z. 3« 220 bis 25O V Wechselspannung zwischen d?m Leiter bzw. der Schiene 15 (neutral) und dem Leiter bzw. der Schiene l6 (stromführend), die mit den Netzeingangsklemmen ti, t2 durch gekoppelte Schaltkontakte SlIa, SlIb verbunden sind. Diese Spannung wird an Einheiten wie die Einheit 12c und den Triac QIc, die in Reihe geschaltet sind, angelegt.

Die zweite Stromquelle erzeugt Gleichstrom bei geringerer Spannung, z.B. 15 V, und enthält eine Sekundärwicklung L4 des

609829/0639

Netztransformators T, Dioden D3, D^ und eine Spannungsstabilisierungsschaltung mit einer Zenerdiode ZDl, einem Transistor TR2, Widerständen R4, R5 und einem Kondensator Cl.

Die logische Schaltung 10 kann so ausgelegt sein, um an ihren Schaltungselementen eine Maximalspannung von z.B. 20 V zu empfangen,

Die zweite Stromquelle ist daher mit dieser Forderung verträglich und weist einen Sicherheitsspielraum von 5 V auf. Aufgrund ihrer Verbindung werden die Ausgänge der Schaltung 10 auf -5 V gehalten, wenn kein Ausgangssignal ansteht, wobei diese Spannung auf 0 V ansteigt, wenn ein Ausgangesignal ansteht, wobei die über eine Diode D5 angeschlossene negative Klemme der Schaltung 10 auf -15V (über ZDl) gehalten wird, wobei alle Spannungen in Bezug, auf den Leiter 15 angegeben sind.

Obwohl die Ausgänge der Schaltung 10 nur einen kleinen Anstieg, z.B. 0,3 V zulassen (von Spannungsniveaus aus bei Vorliegen eines Ausgangssignals), können sie eine größere negative Schwankung tolerieren.

Eine dritte Stromquelle für die Ausgangsschaltungseinrichtungen l4a bis l'tg liefert auch Gleichstrom bei einer niedrigen Spannung, z.B. 5 V, und enthält eine Sekundärwicklung L3, Dioden Dl und D2 und einen Kondensator C2. Eine solche Quelle ist zwischen die neutrale Schiene 15 (0 V) und die gemeinsame Emitterschiene 17 geschaltet, welche somit auf -5 V gehalten wird.

Normalerweise wird der Transistor TRIc durch Verbindung seiner Basis über den Widerstand RIc zu der gemeinsamen negativen Emitterschiene 17 nahe seinem Sperrwert gehalten, aber die positiv verlaufenden Impulse (5 V\ die am Ausgang der logischen

609829/0639

2S00571

Schaltung 10 erzeugt und durch den Widerstand R2c übertragen werden, werden vorübergehend einen Stromimpuls in der Kollektor-Emitter-Schaltung erzeugen und einen Triggerstrom an die Torelektrode des Triac QIc anlegen, um den letzteren zur Leitung zu veranlassen.

Wenn sich die Spannung der ersten Wechselstromquelle zwischen den Schienen 15 und l6 am Ende einer jeden Halbwelle auf Null reduziert, wird die Leitung durch den Triac QIc aufhören und dieser wird nur nach Empfang eines weiteren Triggerimpulses am Tor des Triac QIc wieder in seinen leitenden Zustand überführt .

Um (äher eine Einheit,- wie z.B. 12c, welche aus einem Solenoid besteht,, zu erregen, sind Triggerimpulse erforderlich, die an einem vorbestimmten Punkt in jeder Halbwelle der Wechselstromversorgung auftreten, um zu gewährleisten, daß die effektive Stromstärke zur Einheit 12c ausreicht, um das Solenoid zu betätigen. Für andere Einheiten, wie z.B. einem Motor, dessen Drehzahl gesteuert werden soll, ist der Punkt in jeder Halbwelle der Wechselspannung, an welchem der Triggerimpuls auftritt, verändert, um die effektive Stromstärke zu verändern.

Aufgrund der Tatsache, daß die durch gewisse Einheiten vorgegebene Last, insbesondere bei solchen Einheiten, welche Solenoide oder einen Motor aufweisen, eine wesentliche Induktanzkomponente enthält, können Spannungspitzen in dem Augenblick erzeugt werden, in welchem der Stromfluß beginnt, und in dem Augenblick, in welchem der Triac aufhört zu leiten, wenn die Spannung zwischen seinen Hauptelektroden auf den Sperrwert abfällt.

Solche Spannungspitzen würden die Spannung übersteigen, die mit

609829/0639

7 ■ 00 571

einem ordnungsgemäßen Arbeiten der logischen Schaltung 10 kompatibel ist und keine Beschädigung dieser Schaltung verursachen würde, wobei die logische Schaltung eine integrierte Schaltung, oder ein Plättchen,sein kann. Daher besteht eine weitere Funktion der Ausgangsschaltungen l4a bis l4g darin, das Auftreten solcher Spitzen an den Ausgängen der Schaltung zu verhindern.

Sollten positiv verlaufende Spannungsspitzen an der Torelektrode des Triac QIc auftreten, so werden sie den n-p-Übergang zwischen dem Kollektor und der Basis des Transistors TRIc umgekehrt vorspannen. Der Transistor TRIc weist daher einen n-p-Ubergang zwischen dem Kollektor und der Basis auf, dessen Durchbruchsspannung groß genug ist, um die umgekehrte Übertragung solcher Spitzen zu verhindern.

Bei der in Fig. k gezeigten Abwandlung kann eine besondere Transistorform benutzt werden mit einer optischen (fotoelektrischen) Kopplung zwischen einem Eingangselement, funktionell durch eine Zenerdiode dargestellt, und der Basis des Transistors TROIc. Hierdurch wird ein Lichtimpuls am Eingangselement erzeugt und eine Antwort wird an der fotoempfindlichen Schicht auf der Basis erzeugt. Der optische (fotoelektrische) Kanal wirkt jedoch als Puffer oder Isolator in Bezug zur umgekehrten Übertragung von positiven Spannungsspitzen.

Negative Spannungspitzen (bei Auftreten an der Torelektrode) neigen weniger dazu, eine Störung oder Beschädigung der logischen Schaltung 10 zu verursachen, da diese gegenüber dies η Spitzen, wie oben bereits erwähnt, eine größere Toleranz aufweist. W nn sie jedoch auftreten, finden sie einen Leitungsweg zu der Emitterschiene 17 und über den Kondensator C2 zu der neutralen Schiene 15»

609829/0839

ORIGINAL INSPECTED

ohne daß die Basis des Transistors TRIc unter ein Niveau fällt, das mit der Schaltung 10 unverträglich ist.

Zur Zeit ist es vorteilhaft, Ausgangsschaltungseinrichtungen l4a bis l4g mit Schaltungselementen, z.B. Transistoren TRIc, vorzusehen und Schaltungselemente anzuschließen, welche aufbaumäßig von der integrierten Schaltungseinheit 10 getrennt sind. Hierdurch wird vermieden, daß alle Teile der Schaltung 10 in einer Form hergestellt werden müssen, die ' Übergänge enthalten, die hohen Spannungen widerstehen, d.h. die Fähigkeit der Schaltung 10 erhöhen, Spannungsspitzen zu widerstehen. Die Ausgangsschaltungen können jedoch auch als integrierte Teile einer integrierten Schaltung oder eines Plättchens hergestellt werden, welche die vorliegende logische Schaltung und die Schaltungseinrichtung l4a bis l4g enthält.

Wenn die torgesteuerten Halbleiterbauelemente eine Bauart aufweisen, welche einen negativ verlaufenden Stromimpuls an der Torelektrode zur Auslösung der Leitung erfordert, müssen die Ausgangssignale der logischen Schaltung 10 die Form von negativ verlaufenden Impulsen aufweisen. Diese würden dann über einen p-n-p- Transistor zugeleitet, dessen p-n-Ubergang zwischen dem Kollektor und der Basis als Sperreinrichtung für negativ verlaufende Spitzen arbeiten würde, während ein solcher Transistor durch positiv verlaufende, in der Kollektor/Emitter-Schaltung auftretende Spitzen ausgeschaltet würde.

609829/0639

Claims

2^00571

Patentansprüche

/ 1.{Waschmaschine mit einem Körper, einer Vielzahl von elektrisch

V ' erregten Funktionseinheiten zur Durchführung entsprechender

Funktionen während eines Waschzyklus, einer Steuerschaltung zur Bestimmung des Betriebsprogramms der Funktionseinheiten und einer ersten elektrischen Stromquelle zur Erregung dieser Einheiten, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von torgesteuerten Halbleiterbauelementen (l3a bis 13g) zur Steuerung des Stromverlaufs von dieser Quelle (15» l6) zu den Einheiten (12a bis 12g) eine logische Schaltung (lO) mit einer Vielzahl von Ausgängen, welche Ausgangssignale für die torgesteuerten Halbleiterbauelemente (13a bis 13g) liefern, um die letzteren in den leitenden oder nichtleitenden Zustand zu versetzen und damit das Programm zu bestimmen, exie zweite elektrische Stromquele (IA₁ D3, D4, ZDl, TR2, Rk, R5, Cl) für die logische Schaltung (10) mit einem Spannungswert, der mit den Anforderungen der logischen Schaltung (lO) kompatibel ,ist, und eine Vielzahl von Ausgangsschaltungen (l4a bis l*tg) , die jeweils zwischen die Ausgänge der logischen Schaltung (lO) und die torgesteuerten Halbleiterbauelemente geschaltet sind und jeweils ein Halbleiterbauelement (TRIc) zur Erzeugung eines Steuersignals bei Auftreten eines Ausgangssignals an dem entsprechenden Ausgang der logischen Schaltung (10) von ausreichender Größe, um eine Steuerung des Stromflusses durch das entsprechende torgesteuerte Halbleiterbauelement (l3c) zu bewirken, und mindestens einen Übergang zwischen den Schichten verschiedener Polarität aufweisen, welche dazu dient, den Ausgang der logischen Schaltung gegenüber Spannungsspitzen zu is&ieren, die in den entsprechenden torgesteuerten

609829/06 39

2-00571

Halbleiterbauelementen (13c) in einer Größe erzeugt werden, welche die mit den Anforderungen der logischen Schaltung (lO) kompatible Spannung übersteigt.

2. Waschmaschine nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsschaltung (lAc) einen Transistor (TRl) aufweist, dessen Basis mit einem entsprechenden Ausgang der logischen Schaltung (10) verbunden ist und dessen Kollektor/Emitter-Schaltung in Reihe mit einer Torelektrode eines entsprechend verbundenen torgesteuerten Halbleiterbauelementes (13c) geschaltet ist, wobei der Transistor (TRIc) mit einer Vorspannungseinrichtung (RIc, Dl, D2, L3) verbunden ist, welche für eine solche Vorspannung sorgt, daß der Transistor (TRIc) auf ein Ausgangssignal an seiner Basis anspricht, um einen Stromimpuls in seiner Kollektor/Emitter-Schaltung zu erzeugen, der das torgesteuerte Halbleiterbauelement (13c) in seinen leitenden Zustand überführt, und wobei der Transistor (TRIc) einen Übergang zwischen seiner Basisschicht und der mit der Torelektrode des entsprechenden tprgesteuerten Halbleiterbauelementes (l3c) verbundenen Emitter-oder Kollektorschicht aufweist, der eine Durchbruchsspannung aufweist, welche den Wert der Spannungsspitzen übersteigt, wobei der Übergang umgekehrt vorgespannt ist.

3· Waschmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Stromquelle (lA, D3, D^,TR2, Rk, R5, Cl, ZDl) eine Ausgangsspannung hat, die kleiner als der Spannungswert ist, welcher mit der logischen Schaltung (lO) mit einem Spielraum kompatibel ist, und mit der logischen Schaltung (lO) derart verbunden ist, daß an den Ausgängen der letzteren eine Spannungsauslenkung den kompatiblen Wert für eine Polarität der Auslenkung bei einer kleineren Auslenkung überschreiten würde als für die andere Polarität, und daß der Übergang des

609829/0639

? ■"■ η ο 5 71

Transistors (TRIc), welcher für exne Isolierung sorgt, umgekehrt durch die Spannungsspitzen dieser einen Polarität vorgespannt ist.

k. Waschmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (TRIc) die n-p-n-Bauart aufweist und sein Kollektor mit der Torelektrode des entsprechenden torgesteuerten Halbleiterbauelementes (13c) verbunden ist und daß die Ausgänge der logischen Schaltung (lO) positiv verlaufende Ausgangssignale präsentieren, um einen durch den Transistor (TRIc) erzeugten Stromimpuls und die Leitung des torgesteuerten Halbleitarbauelementes (13c) zu bewirken.

5· Waschmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsschaltung ein Halbleiterbauelement (TROlc) mit einer fotoelektrischen Kopplungseinrichtung zur Erzeugung der Steuersignale und zur Isolierung des Ausgangs der logischen Schaltung gegen die Spannungsspitzen aufweist.

6. Waschmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausgangsschaltungen (lAa bis lAg) aus Komponenten bestehen, welche aufbaumäßig von der logischen Schaltung (lO) getrennt sind und mit dieser durch Leitungseinrichtungen verbunden sind.

7· Waschmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5i didurch gekennzeichnet," daß die Ausgangsschaltungen (lAa bis lAg) integrierte Bestandteile der logischen Schaltung (10") sind.

Bremen, den 8. 1. 1976 Für die Anmelder in

Meissner & Bolte Pat ent anwält e

609829/0639

INSPECTED