[0001] Die Erfindung betrifft eine Ansteuerung eines Geräts zur Wäschebehandlung gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] Bislang verwendete Schaltungen zur Ansteuerung eines Geräts zur Wäschebehandlung,
wie beispielsweise einer Waschmaschine oder einer Wäscheschleuder, weisen einen Motorstromkreis
und einen Türverriegelungsstromkreis auf, wobei beide Stromkreise separat voneinander
anzusteuern sind. Der Motorstromkreis weist einen durch einen AC-Phasenanschnitt mit
einem Triac-geregelten AC-Kollektormotor für den Antrieb der Waschtrommel auf. Im
Motorstromkreis sind weiterhin Relais geschaltet, durch die einerseits die Drehrichtung
des Motors umkehrbar ist und die andererseits den Motorstromkreis unterbrechen können,
wie es beispielsweise im Störungsfall, also einer Notabschaltung, erforderlich ist.
Über den Türverriegelungsstromkreis wird die Beladeöffnung oder Tür von Waschmaschine
oder Schleuder während des gesamten Wasch- oder Schleudervorgangs mit einem durch
ein PTC-Bimetallelement gesteuerten Schalter verriegelt, um eine mögliche Gefährdung
des Nutzers durch den Kontakt mit der rotierenden Trommel auszuschließen. Dieses PTC-Bimetallelement
wird mit einem separaten elektronischen oder elektromechanischen Schaltelement während
des Waschvorgangs dauernd angesteuert.
[0003] Eine derartige Schaltung zur Ansteuerung eines Geräts zur Wäschebehandlung mit 2
voneinander unabhängigen Stromkreisen für Motor und Türverriegelung kann bei entsprechender
Auslegung gegen die Vorschrift der europäischen Norm EN 60335-1 § 19 verstoßen. In
diesem Fall wird eine zusätzliche Schaltung zur Überwachung des Stromkreises für die
Türverriegelung erforderlich. Darüber hinaus erfordern 2 unabhängige Stromkreise einen
erhöhten Materialbedarf, der der unbedingten Vorgabe für die Hausgeräteindustrie nämlich
der Kosteneinsparung zuwiderläuft.
[0004] In Erkenntnis dieser Gegebenheiten liegt vorliegender Erfindung deshalb die Problemstellung
zugrunde eine Schaltung zur Ansteuerung eines Geräts zur Wäschebehandlung bereitzustellen,
die einerseits den der Notwendigkeit der Kostenreduzierung und andererseits den europäischen
Vorschriften für Hausgeräte mit rotierenden Trommeln genügt.
[0005] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Schaltung zur Ansteuerung eines
Geräts zur Wäschebehandlung, wobei die Schaltung einen Motorstromkreis mit einem AC-Motor
und einem Türverriegelungsstromkreis aufweist, wobei der Motorstromkreis und der Türverriegelungsstromkreis
über ein einziges gemeinsames elektronisches Schaltelement ansteuerbar sind.
[0006] Unter einem Gerät zur Wäschebehandlung wird eine Waschmaschine, ein Wäschetrockner,
eine Wäscheschleuder, etc. verstanden. Die neuartige Vereinigung der Ansteuerung der
beiden in ihrer Funktion und Ansteuerung völlig verschiedenen elektrischen Bauteile
einer Waschmaschine, nämlich des Waschmotors und der Türverriegelung, in nur einem
einzigen gemeinsamen Schaltelement wird ermöglicht durch die Nutzung von standardmäßigen,
in jeder Schaltung zur Motorsteuerung in einer Waschmaschine ohnehin vorhandenen Bauteile.
Dabei sind bestimmte genau definierte Abläufe bei der Ansteuerung der beiden Bauteile
zu beachten.
[0007] Mit anderen Worten, eine Schaltung zur Ansteuerung eines Geräts zur Wäschebehandlung
weist einen Motorstromkreis und einen Türverriegelungsstromkreis auf, wobei der Motorstromkreis
und der Türverriegelungsstromkreis derart miteinander verschaltet sind, dass beide
Stromkreise gemeinsam über ein einziges gemeinsames elektronisches Schaltelement ansteuerbar
sind, also mit Strom versorgt werden. Durch das ersatzlose Weglassen eines eigenen
Schaltelements für den Türverriegelungsstromkreis werden Herstellungskosten einspart.
Darüber hinaus werden die Vorschriften der europäischen Norm in einfacher Art und
Weise erfüllt.
[0008] In einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Türverriegelungsstromkreis bei Ansteuerung
über das einzige gemeinsame elektronische Schaltelement durchgängig geschaltet, wobei
der Motorstromkreis gleichzeitig durch wenigsten einen elektromechanischen Schalter
unterbrechbar ist.
[0009] Durch die Aktivierung des einzigen gemeinsamen Schaltelements wird der Türverriegelungsstromkreis
angesteuert und durchgängig geschaltet, also bestromt. Durch die Aktivierung des einzigen
gemeinsamen elektronischen Schaltelements wird neben dem Türverriegelungsstromkreis
gleichzeitig der Motorstromkreis angesteuert. Im Motorstromkreis befindet sich wenigstens
ein elektromechanischer Schalter, durch den der Motorstromkreis unterbrechbar ist,
also stromlos geschaltet werden kann.
[0010] Durch die Anordnung wenigstens eines elektromechanischen Schalters im Motorstromkreis
wird trotz nur eines einzigen gemeinsamen elektronischen Schaltelements für Motorstromkreis
und Türverriegelungsstromkreis gewährleistet, dass die aus Sicherheitsgründen erforderliche
Türverriegelung aktiviert ist, bevor die Wäschetrommel durch den AC-Motor angetrieben
wird.
[0011] In einer bevorzugten Alternative ist das einzige elektronische Schaltelement ein
Triac oder ein Tyristor.
[0012] In einer weiteren Ausführungsform weist der Türverriegelungsstromkreis einen Schalter
und/oder einen Mechanismus zur Verriegelung der Gerätetür auf, der durch PTC-Bimetallelement
ansteuerbar ist.
[0013] Dadurch, dass der Türverriegelungsstromkreis einen durch ein PTC-Bimetallelement
ansteuerbaren Schalter und/oder einen Mechanismus zur Verriegelung der Gerätetür aufweist,
wird gewährleistet, dass nach Abschaltung des gemeinsamen elektronischen Schaltelements,
also der Stromlosschaltung des Türverriegelungsstromkreises der Mechanismus zur Verriegelung
der Gerätetür mindestens weitere 30 sec verriegelt bleibt. In anderen Worten, auch
nach nur einer kurzzeitigen Bestromung des Türverriegelungsstromkreises, bleibt der
Verriegelungsmechanismus für mindestens 30 sec geschlossen und die Tür lässt sich
nicht öffnen. Bis zum möglichen Öffnen der Tür ist die Wäschetrommel in jedem Fall
zum Stillstand gekommen, ohne dass ein zusätzliches elektronisches Bauteil dies kontrollieren
müsste.
[0014] Vorteilhafterweise sind zwei elektromechanische Schalter im Motorstromkreis einsetzbar,
die mit der Wicklung des AC-Motorrotors oder mit der Wicklung des AC-Motorfeldes verschaltet
sind und die in einem ersten Schaltzustand den Motorstromkreis unterbrechen und in
einem zweiten Schaltzustand eine Drehrichtungsumkehr des AC-Motors bewirken.
[0015] Durch die Veränderung der Schaltzustände ist die Drehrichtung des AC-Motors umkehrbar.
Unter einem elektromechanischen Schalter werden Relais oder vergleichbare Bauteile
verstanden.
[0016] Infolge der unterschiedlichen Anordnungsmöglichkeiten für die zwei elektromechanischen
Schalter, wird gewährleistet, dass konstruktive Variationsmöglichkeiten bei der Beschaltung
eines Geräts zur Wäschebehandlung möglich sind.
[0017] In einer weiteren Ausgestaltung weist der Motorstromkreis neben den zwei elektromechanischen
Schaltern zur Drehrichtungsumkehr des AC-Motors und zur Unterbrechung des Motorstromes
einen weiteren elektromechanischen Schalter zur Feldumschaltung auf, wobei der elektromechanische
Schalter zur Feldumschaltung mit der jeweils anderen Wicklung des AC-Motors verschaltet
ist, als die Wicklung, die mit den zwei elektromechanischen Schaltern zur Drehrichtungsumkehr
und Unterbrechung des Motorstroms verschaltet ist.
[0018] Durch den weiteren elektromechanischen Schalter im Motorstromkreis wird gewährleistet,
dass vorteilhafterweise eine Feldumschaltung möglich ist.
[0019] Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der Zeichnung und anhand nachstehender Beschreibung
näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine Schaltung zur Ansteuerung eines Geräts zur Wäschebehandlung gemäß Stand
der Technik,
Fig. 2 ein zeitabhängiges Schaltzustandsdiagramm gemäß Stand der Technik,
Fig. 3 eine Schaltung zur Ansteuerung eines Geräts zur Wäschebehandlung gemäß vorliegender
Erfindung,
Fig. 4 ein zeitabhängiges Schaltzustandsdiagramm gemäß vorliegender Erfindung.
[0020] Figur 1 zeigt eine bekannte Schaltung 10 zur Ansteuerung einer Waschmaschine mit
einem Motorstromkreis 20 und einem Türverriegelungsstromkreis 30. Der Motorstromkreis
20 weist einen Triac 21 auf, über den der AC-Waschmotor 22 angesteuert bzw. bestrombar
ist. Die Ein- und Abschaltung des Waschmotors erfolgt ausschließlich über den Triac
21. Im vorliegenden Beispiel ist die Drehrichtungsumkehrbarkeit des Waschmotors 22
dadurch realisiert, dass zwei Relais 23.1 und 23.2 an der Rotorwicklung des Waschmotors
22.1 angeschlossen sind. Ein optionales weiteres Relais 24 zur Feldumschaltung ist
in der Zuleitung zu der das Feld erzeugenden Wicklung des Waschmotors 22.2 angeordnet.
Neben der Möglichkeit die Drehrichtung des Waschmotors 22 umzukehren ermöglichen die
Relais 23.1 und 23.2 auch eine Stromlosschaltung des Waschmotors 22.1. Die Nutzung
dieser Option ist aus dem Stand der Technik jedoch bisher nicht bekannt.
[0021] Der parallel zum Motorstromkreis 20 geschaltete Türverriegelungsstromkreis 30 weist
einen separat schaltbaren Triac 31 zur Ansteuerung des Türverriegelungsstromkreises
30 auf. Über den Triac 31 ist ein PTC-Bimetallelement 32 bestrombar, das die Verriegelung
der Waschmaschinentür bewirkt. Durch die Verriegelung der Waschmaschinentür wird ein
Türkontakt 33 geschlossen. Der Türkontakt 33 ist eine Sicherung dafür, dass der Waschmaschinenmotor
22 nur in dem Fall anläuft und die Wäschetrommel antreibt, wenn die Gerätetüre gegen
öffnen verriegelt ist und eine Verletzungsgefahr ausgeschlossen ist.
[0022] Figur 2 zeigt den Verlauf des Schaltzustands (aktiviert - EIN bzw. deaktiviert -
AUS) der Bauteile im Motorstromkreis 20 und im Türverriegelungsstromkreis 30 in Abhängigkeit
von der Zeit. Der Waschprogrammanfang ist durch die erste senkrechte Linie und das
Waschprogrammende durch die zweite senkrechte Linie gekennzeichnet. Die Figuren 2a,
2b und 2c beziehen sich auf Bauelemente im Motorstromkreis 20, die Figuren 2d und
2e auf Bauelemente des Türverriegelungsstromkreises 30.
[0023] Ein Waschprogramm beginnt, indem nach einer gewissen Zeit t gemäß Figur 2d der Triac
31 angesteuert wird und dieser bis zum Ende des Waschvorgangs aktiviert bleibt. Mit
dem Ende des Waschvorgangs, kurz vor Ende des Wachprogramms, wird der Triac 31 stromlos
geschaltet, also das Bimetallverriegelungselement 32 nicht mehr bestromt.
[0024] Kurz nach der Aktivierung des Triacs 31 erreicht das PTC-Bimetallelement 32 seine
Betriebstemperatur und verriegelt den Türverschluss, wie in Figur 2e dargestellt,
auch über das Ende des Waschvorgangs hinaus, bis zum Ende des Waschprogramms. Erst
mit Ende des Waschprogramms ist es wieder möglich die Waschmaschinentüre zu öffnen.
[0025] Eine zusätzliche Steuersoftware zum Abgleich der Schaltzustände der Schaltelemente
21 und 31 stellt sicher, dass wie in Figur 2a dargestellt, erst nachdem der Türverschluss
durch das PTC-Bimetallelement 32 verriegelt ist der Triac 31 aktiviert und der Motorstromkreis
20 bestromt wird.
[0026] Figur 2b zeigt, dass ab der Aktivierung des Triacs 21 der Antrieb der Wäschetrommel
durch den Waschmotor 22 möglich ist, sofern die Relais 23.1 und 23.2 sich in einer
solchen Schaltstellung befinden, dass der Motor 22 aktivgeschaltet ist (Figur 2c).
Die ist bei bekannten Schaltungslösungen des Standes der Technik immer so.
[0027] Eine Unterbrechung der Waschmotorbewegung (Figur 2b) lässt sich durch Deaktivierung
des Triacs 21 (Figur 2a) erzielen. Mit Ablauf des Waschvorgangs, beziehungsweise mit
der letztmaligen Deaktivierung des Triacs 21 (Figur 2a) und der damit beendeten Waschmotorbewegung
(Figur 2b) kann zeitgleich der Triac 31 deaktiviert werden, was, wie erwähnt nach
Ablauf von mindestens 30 sec Verzögerungszeit, mit dem Ende des Waschprogramms eine
Öffnung der Waschmaschinentür möglich macht.
[0028] Figur 3 zeigt eine dem Gedanken der vorliegenden Erfindung entsprechende Schaltung
40 zur Ansteuerung einer Waschmaschine mit einem Motorstromkreis 20 und einem Türverriegelungsstromkreis
30, wobei beide Stromkreise 20 und 30 über ein einziges gemeinsames elektronisches
Schaltelement 41, wie einem Triac bestrombar sind.
[0029] Der prinzipielle Aufbau des Motorstromkreises 20 und des Türverriegelungsstromkreises
30 entspricht dem jeweiligen Aufbau wie er für Figur 1 beschrieben worden ist. Auf
die Beschreibung zu Figur 1 wird daher Bezug genommen. Allerdings wäre zum Zweck der
Drehrichtungsumkehrbarkeit bzw. Motorabschaltung auch eine Verschaltung der zwei Relais
23.1 und 23.2 mit der das Feld erzeugenden Wicklung des Waschmotors 22.2 möglich.
Das optionale weitere Relais 24 könnte auch an der Rotorwicklung des Waschmotors 22.1
angeschlossen sein. Es ist beispielsweise auch eine Anordnung möglich, bei der ein
Relais nur zur Drehrichtungsumkehr und ein Relais nur zur Unterbrechung des Motorstromkreises
eingesetzt wird.
[0030] Der wesentliche Unterschied zwischen Schaltung 40 und Schaltung 10 ist, dass in Schaltung
40 der Türverriegelungsstromkreis 30 hinter dem einzigen gemeinsamen elektronischen
Schaltelement 41 mit dem Motorstromkreis 20 verschaltet ist. Dadurch sind der Motorstromkreis
20 und der Türverriegelungsstromkreis 30 gemeinsam durch Aktivierung bloß eines Triacs
41 bestrombar und auch gemeinsam abschaltbar.
[0031] Die gleichzeitige Bestromung von Motorstromkreis 20 und Türverriegelungsstromkreis
30 ist allerdings auch entkoppelbar. Diese Entkopplung geschieht durch die Nutzung
der Relais 23.1 und 23.2 und ist ein herausragendes Merkmal der vorliegenden Erfindung.
Denn während der Türverriegelungsstromkreis 30 aktiv bleibt, ist der Waschmotor 22
und damit der der Antrieb der Wäschetrommel mittels der Relais 23.1 und 23.2 abschaltbar.
In diesem Fall bliebe die Waschmaschinentüre beispielsweise aus Sicherheitsgründen
verriegelt, obwohl der Motor 22 zeitweilig abgeschaltet ist.
[0032] In Figur 4 ist der Verlauf des Schaltzustands (aktiviert - EIN bzw. deaktiviert -
AUS) der Bauteile der Schaltung 40 nach Figur 3 im Motorstromkreis 20 und im Türverriegelungsstromkreis
30 in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt. Der Waschprogrammanfang ist durch die
erste senkrechte Linie und das Waschprogrammende durch die zweite senkrechte Linie
gekennzeichnet. Figur 4a bezieht sich auf das Schaltelement 41. Die Figuren 4b und
4c beziehen sich auf Bauelemente im Motorstromkreis 20. Figur 4d bezieht sich auf
den Türverriegelungsstromkreis 30.
[0033] Ein Waschprogramm beginnt, indem nach einer gewissen Zeit t gemäß Figur 4a der gemeinsame
Triac 41 angesteuert wird.
[0034] Kurz nach der Aktivierung des Triacs 41 erreicht das PTC-Bimetallelement 32 seine
Betriebstemperatur und verriegelt den Türverschluss, wie in Figur 4d dargestellt,
auch über das Ende des Waschvorgangs hinaus bis zum Ende des Waschprogramms. Erst
jetzt ist es wieder möglich die Waschmaschinentüre zu öffnen.
[0035] Obwohl gleichzeitig mit dem Türverriegelungsstromkreis 30 auch der Motorstromkreis
20 bestromt wird, setzt wie Figur 4b zeigt der Antrieb der Wäschetrommel durch den
Waschmotor 22 erst nach einiger Zeit ein.
[0036] Wie Figur 4c zeigt hängt dies damit zusammen, dass zunächst die Relais 23.1 und 23.2
durchgängig geschaltet werden müssen, um einen Stromfluss durch den Waschmotor 22
zu ermöglichen. Anders ausgedrückt, über die Schaltung der Relais 23.1 und 23.2 ist
die Bestromung des Waschmotors 22 unterbrechbar.
[0037] Im Gegensatz zur bekannten Schaltung (Figur 1) erfordert die Schaltung nach Figur
3 keine zusätzliche Steuersoftware, die den Schaltzustand zweier Schaltelemente 21
und 31 überwacht. Denn über das einzige Steuerelement 41 werden sowohl der Motorstromkreis
20 als auch das PTC-Bimetallelement 32 im Türverriegelungsstromkreis 30 bestromt,
so dass die Waschmaschinentüre immer sicher verriegelt ist, solange das Steuerelement
41 aktiv ist.
[0038] Eine Unterbrechung der Waschmotorbewegung (Figur 4b) lässt sich einerseits durch
Deaktivierung des Triacs 41 (Figur 4a) oder andererseits durch Unterbrechung der Stromzufuhr
durch die Relais 23.1 und 23.2 erzielen (Figur 4c). Allerdings wird, um die Kontakte
der Relais 23.1 und 23.2 zu schonen, zunächst der Motorstromkreis 20 (nebst Türverriegelungsstromkreis
30) über den Triac 41 stromlos geschaltet (Figur 4a), in diesem Schaltzustand über
die Relais 23.1 und 23.2 (Figur 4c) der Motorzustand umgeschaltet und anschließend
über den Triac 41 der Stromfluss wieder zugeschaltet (Figur 4a). Folglich entsteht
der "Schaltfunke" am Triac 41, aber nicht an den Kontakten der Relais 23.1 und 23.2.
[0039] Infolge der nachlaufenden Verriegelung durch das PTC-Bimetallelement 32 im Türverriegelungsstromkreis
30 bleibt der Türverschluss bis zum Ende des Waschvorgangs (Figur 4d) verriegelt,
auch wenn das Schaltelement 41 kurzzeitig während des Waschvorgangs deaktiviert werden
sollte (Figur 4a). Mit dem Ende des Waschvorgangs, kurz vor Ende des Wachprogramms,
wird der Triac 41 dauerhaft stromlos geschaltet, bis sich die nachlaufende Verriegelung
löst und das Öffnen der Türe gefahrlos ermöglicht, da die Wäschetrommel in der Zwischenzeit
angehalten hat.
[0040] Falls der Waschmotor 22 während des Waschprogramms über längere Zeit ausgeschaltet
bleiben muss, kann bei ausgeschalteten Relais 23.1 und 23.2 der Türverriegelungsstromkreis
durch Einschalten des Triacs 41 auch während des Programms bestromt werden, ohne dass
dabei dar Motor angesteuert wird (Figur 4a).
1. Schaltung zur Ansteuerung eines Geräts zur Wäschebehandlung, wobei die Schaltung einen
Motorstromkreis (20) mit einem AC-Motor (22) und einem Türverriegelungsstromkreis
(30) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Motorstromkreis (20) und der Türverriegelungsstromkreis (30) über ein einziges
gemeinsames elektronisches Schaltelement (41) ansteuerbar sind.
2. Schaltung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Türverriegelungsstromkreis (30) bei Ansteuerung über das einzige gemeinsame elektronische
Schaltelement (41) durchgängig geschaltet ist, wobei der Motorstromkreis (20) gleichzeitig
durch wenigsten einen elektromechanischen Schalter (23) unterbrechbar ist.
3. Schaltung nach einem davor gehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass das einzige elektronische Schaltelement (41) ein Triac oder ein Tyristor ist.
4. Schaltung nach einem davor gehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Türverriegelungsstromkreis (30) einen Schalter (32) und/oder einen Mechanismus
zur Verriegelung der Gerätetür aufweist, der durch ein PTC-Bimetallelement ansteuerbar
ist.
5. Schaltung nach einem davor gehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwei elektromechanische Schalter (23.1, 23.2) im Motorstromkreis einsetzbar sind,
die mit der Wicklung des AC-Motorrotors (22.1) oder mit der Wicklung des AC-Motorfeldes
(22.2) verschaltet sind und in einem ersten Schaltzustand den Motorstromkreis (20)
unterbrechen und in einem zweiten Schaltzustand eine Drehrichtungsumkehr des AC-Motors
(22) bewirken.
6. Schaltung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Motorstromkreis (20) neben den zwei elektromechanischen Schaltern (23.1, 23.2)
zur Drehrichtungsumkehr des AC-Motors (22) und zur Unterbrechung des Motorstromes
einen weiteren elektromechanischen Schalter Relais (24) zur Feldumschaltung aufweist,
wobei der elektromechanische Schalter (24) zur Feldumschaltung mit der jeweils anderen
Wicklung des AC-Motors (22) verschaltet ist, als die Wicklung, die mit den zwei elektromechanischen
Schaltern (23.1, 23.2) zur Drehrichtungsumkehr und Unterbrechung des Motorstroms verschaltet
ist.