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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Wäschebehandlungsgerät
mit einem Türverriegelungselement nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Beim
Betrieb von Wäschebehandlungsgeräten, insbesondere
von Waschmaschinen, muss sichergestellt werden, dass die Tür
zum Bestücken des Geräts nur dann geöffnet
werden kann, wenn dies ohne Schaden für den Benutzer möglich
ist. Eine Türöffnung muss beispielsweise verhindert
werden, wenn sich (heißes) Wasser in der Trommel befindet oder
wenn sich die Trommel mit mehr als etwa 40 U/min dreht.
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Ein
herkömmliches Element, das zur Verriegelung der Maschinentür
eingesetzt wird, ist zum Beispiel aus einem Bimetall gebildet, das über
eine PTC-Pille aufgeheizt wird, einen Verriegelungsnocken treibt
und gleichzeitig, wenn die Verriegelung erfolgreich ist, einen Kontakt
schließt. Über diesen Kontakt, d. h. erst mit
der sicheren Verriegelung der Tür, wird den Leistungselementen
der Maschine Energie zugeführt. Ein solches Türverriegelungselement
ist zum Beispiel in der
GB-A-2,128,283 anschaulich
beschrieben. Wird dieses Türverriegelungselement abgeschaltet,
gibt es die Tür durch die thermische Zeitkonstante des
Bimetalls und der PTC-Pille erst nach Ablauf einer gewissen Verzögerungszeit
frei. Es sind aber auch Türverriegelungselemente auf magnetischer
Basis bekannt, die ohne eine solche Zeitverzögerung arbeiten.
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Die
nationalen und internationalen Zulassungsbestimmungen von Wäschebehandlungsgeraten
setzen immer höhere Sicherheitsstandards. So ist zum Beispiel
aus der
EP 0 702 103
A1 ein Wäschebehandlungsgerät bekannt,
bei dem das Türverriegelungselement und die Antriebsmotorschaltung parallel
geschaltet sind und über einen gemeinsamen Schalter angesteuert
werden. Durch eine solche Schaltungsanordnung liegt in jedem Fall
Spannung am Türverriegelungselement, wenn der Antriebsmotor
gewollt oder ungewollt eingeschaltet ist. Ein typischer Schaltungsaufbau
eines derartigen Wäschebehandlungsgeräts ist in
der später beschriebenen
1 dargestellt.
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Bei
einer derartigen Schaltungsanordnung, wie sie zum Beispiel aus der
EP 0 702 103 A1 bekannt
oder in der beiliegenden
1 veranschaulicht ist, existiert
jedoch die folgende Problematik. Das Türverriegelungselement
wirkt direkt an der Gerätetür und muss über
Kabelverbindungen mit der Steuerelektronik verbunden werden. Diese
Leitungen wirken als Antennen für Störspannungen
auf ihnen. Werden nun gemäß dem Stand der Technik
der Antriebsmotor und das Türverriegelungselement über denselben
elektronischen Schalter (z. B. einen Triac) angesteuert, dann führen
die elektrischen Leitungen zum Türverriegelungselement
die steilen Flanken des Phasenanschnitts der Motorregelung. Eine
Entstörung, um die EMV-Zulassungsvorschriften einzuhalten,
ist nur mit zusätzlichen Schaltmitteln wie Induktivitäten
und Kapazitäten in aufwändiger Weise möglich.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Wäschebehandlungsgerät
der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass Störstrahlungen
durch die Ansteuerung des Türverriegelungselements ohne
zusätzliche Schaltelemente und damit kostengünstig
vermieden werden können.
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch ein Wäschebehandlungsgerät
mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen
und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Das
Wäschebehandlungsgerät, insbesondere eine Waschmaschine,
bei welchem ein Türverriegelungselement und eine Antriebsmotorschaltung über
einen gemeinsamen Schalter an eine Stromversorgung angeschlossen
sind, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Türverriegelungselement über
einen induktiven Teilbereich der Antriebsmotorschaltung mit dem
Schalter verbunden ist.
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Die
Stromversorgung wird von dem gemeinsamen Schalter nicht direkt dem
Türverriegelungselement zugeführt, sondern über
einen induktiven Teilbereich der Antriebsmotorschaltung. Wenn der
Antriebsmotor noch nicht in Betrieb ist, erhält das Türverriegelungselement
im Wesentlichen die volle Netzspannung zur Verriegelung der Gerätetür.
Nach erfolgreicher Türverriegelung liegt das Türverriegelungselement,
wenn der Antriebsmotor dreht, nur noch an einem Teil der Netzspannung
an, der Rest fällt an dem induktiven Teilbereich der Antriebsmotorschaltung
ab. Die Funktionsfähigkeit des Türverriegelungselements
bleibt aber dennoch voll erhalten, da es in diesem Betriebszustand
nur noch einen kleinen Haltestrom benötigt. Andererseits
werden die störenden Schaltflanken des elektronischen Schalters
durch den zwischengeschalteten induktiven Teilbereich der Antriebsmotorschaltung
abgeschirmt, sodass sie auf den Leitungen zum Türverriegelungselement
nur stark abgeschwächt erscheinen und entsprechende EMV-Störungen
ohne zusätzliche Elemente unterdrückt werden.
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In
einer Ausgestaltung der Erfindung enthält die Antriebsmotorschaltung
einen Wechselstromuniversalmotor. In diesem Fall ist das Türverriegelungselement über
eine Feldwicklung des Wechselstromuniversalmotors mit dem Schalter
verbunden.
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In
einer anderen Ausgestaltung der Erfindung enthält die Antriebsmotorschaltung
einen Gleichstromuniversalmotor. in diesem Fall ist das Türverriegelungselement über
eine Kommutierungsdrossel der Antriebsmotorschaltung mit dem Schalter verbunden.
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Ein
Anker eines Antriebsmotors der Antriebsmotorschaltung ist vorzugsweise über
zwei Wenderelais (mit je einem Umschalter) mit der Stromversorgung
verbindbar, sodass der Antriebsmotor wahlweise auf Linkslauf, Rechtslauf
oder stromlos geschaltet werden kann.
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Ferner
ist eine Feldwicklung eines Antriebsmotors der Antriebsmotorschaltung
vorzugsweise mit einem Element (Relais oder dergleichen elektronisches
Element) zum Verkürzen der Feldwicklung gekoppelt, was
insbesondere bei hohen Schleuderdrehzahlen des Antriebsmotors von
Vorteil sein kann.
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Obige
sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der
nachfolgenden Beschreibung bevorzugter, nicht-einschränkender
Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen besser verständlich. Darin zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung des Schaltungsaufbaus eines herkömmlichen
Wäschebehandlungsgeräts;
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2 eine
schematische Darstellung des Schaltungsaufbaus eines Wäschebehandlungsgeräts
gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung; und
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3 eine
schematische Darstellung des Schaltungsaufbaus eines Wäschebehandlungsgeräts
gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Zum
besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird zunächst
anhand von 1 der Aufbau eines herkömmlichen
Wäschebehandlungsgeräts (insbesondere eine Waschmaschine)
erläutert.
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Das
Wäschebehandlungsgerät umfasst insbesondere ein
Türverriegelungselement 10 und eine Antriebsmotorschaltung 20,
die über einen gemeinsamen elektronischen Schalter 3 parallel
mit einem Netz N, L verbunden sind. Insbesondere ist ein Anschluss
des Türverriegelungselements 10 über
eine Leitung 1 direkt mit dem Netzpol L verbunden und der andere
Anschluss ist über die Leitung 2 zusammen mit
dem Anschluss der Antriebsmotorschaltung 20 an den anderen
Netzpol N gelegt. Die Antriebsmotorschaltung 20 sowie weitere
Stromverbraucher (nicht dargestellt) des Wäschebehandlungsgeräts
sind über den Schalter 11 des Türverriegelungselements 10 an
den Netzpol L geführt.
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Das
Türverriegelungselement 10 enthält neben
dem bereits genannten Schalter 11 insbesondere eine Sicherheitsvorrichtung 12 zum
Verriegeln der Gerätetür. Sobald diese Sicherheitsvorrichtung 12 die
Gerätetür sicher verriegelt hat, schließt
sie den Schalter 11, um die Antriebsmotorschaltung 20 und die
weiteren Stromverbraucher des Wäschebehandlungsgeräts
mit dem zweiten Netzpol L zu verbinden.
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Die
Antriebsmotorschaltung 20 enthält im Fall von 1 einen
Wechselstromuniversalmotor, der einen Anker 22 und eine
Feldwicklung 24 aufweist. Der Anker 22 ist über
zwei Wenderelais 21, 23 mit der Stromversorgung
verbindbar, die eine Drehrichtungsumkehr des Antriebsmotors ermöglichen. Falls
beide Wenderelais 21, 23 erregt oder nicht erregt
sind, ist der Motorstromkreis unterbrochen. Weiter ist der Feldwicklung 24 des
Antriebsmotors ein Relais 25 zugeordnet, um die Feldwicklung
bei Bedarf verkürzen zu können.
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Die
Leitungen 1 und 2 des Türverriegelungselements 10 sind üblicherweise
als paralleles Zweierkabel ausgeführt und führen
damit die Störspannungen, die durch die steilen Schaltflanken
am elektronischen Schalter 3 entstehen. Bei dem herkömmlichen Wäschebehandlungsgerät,
wie es in 1 veranschaulicht ist, müssen
daher die beiden Leitungen 1, 2 des Türverriegelungselements
mit zusätzlichen Elementen abgeschirmt werden, um die EMV-Zulassungsvorschriften
einzuhalten.
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Bezug
nehmend auf 2 wird nun ein erstes bevorzugtes
Ausführungsbeispiel eines Wäschebehandlungsgeräts
der Erfindung näher erläutert.
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Das
Wäschebehandlungsgerät umfasst wieder ein Türverriegelungselement 10 und
eine Antriebsmotorschaltung 20, welche einen aus Anker 22 und
Feldwicklung 24 gebildeten Wechselstromuniversalmotor enthält.
Gleiche Komponenten wie bei dem herkömmlichen Wäschebehandlungsgerät
von 1 sind mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet
und nachfolgend sollen insbesondere die Unterschiede zum herkömmlichen
Schaltungsaufbau von 1 beschrieben werden.
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Wie
in 2 dargestellt, sind auch in diesem Fall das Türverriegelungselement 10 und
die Antriebsmotorschaltung 20 über einen gemeinsamen elektronischen
Schalter (z. B. einen Triac) 3 mit dem einen Netzpol N
der Stromversorgung verbunden. Im Gegensatz zum herkömmlichen
Wäschebehandlungsgerät wird der Netzpol N in diesem
Fall aber nicht direkt vom Schalter 3 an das Türverriegelungselement 10 gelegt,
sondern über einen induktiven Teilbereich der Antriebsmotorschaltung 20,
der insbesondere die Feldwicklung 24 des Antriebsmotors enthält.
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Solange
der Antriebsmotor 22, 24 noch nicht in Betrieb
ist, steht dem Türverriegelungselement 10 über
die bei Stillstand des Antriebsmotors niederohmige Feldwicklung 24 nahezu
die volle Netzspannung über die Leitungen 1 und 2 zur
Verfügung. Nach der Verriegelung der Gerätetür
durch die Sicherheitsvorrichtung 12 des Türverriegelungselements 10 und dem
anschließenden Schließen des Schalters 11 ist auch
der Antriebsmotor 22, 24 an die Stromversorgung
N, L angeschlossen und kann gedreht werden. Wenn der Antriebsmotor 22, 24 dreht,
liegt am Türverriegelungselement 10 nur noch etwa
die halbe Netzspannung an; diese ist aber für den Haltestrom des
Türverriegelungselements 10 voll ausreichend.
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Die
Störspannung am elektronischen Schalter 3, die
durch die steilen Flanken beim Phasenanschnitt erzeugt wird, wird
durch die zwischengeschaltete Feldwicklung 24 des Antriebsmotors
von den Speiseleitungen 1, 2 des Türverriegelungselements 10 ferngehalten;
auf den Leitungen 1, 2 erscheinen die störenden
steilen Flanken des elektronischen Schalters 3 stark abgeschwächt.
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Zur
Einhaltung der EMV-Zulassungsvorschriften sind daher bei diesem
erfindungsgemäßen Schaltungsaufbau keine zusätzlichen
Elemente zur EMV-Abschirmung für die Leitungen 1, 2 zum
Türverriegelungselement 10 erforderlich. Die notwendige Abschirmung
wird durch den ohnehin vorhandenen induktiven Teilbereich der Antriebsmotorschaltung 20 in
Form der Feldwicklung 24 des Antriebsmotors selbst erreicht.
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Soll
im Betrieb des Wäschebehandlungsgeräts zum Beispiel
während eines Einweichens der Wäsche im Gerät
das Türverriegelungselement 10 allein angesteuert
werden, so bleiben die beiden Wenderelais 21, 23 des
Ankers 22 des Antriebsmotors unerregt oder werden von der
Steuerelektronik beide gleichzeitig angesteuert, sodass der Motorstromkreis
unterbrochen ist. Durch die beiden Wenderelais 21, 23 mit
je einem Umschalter kann der Antriebsmotor wahlweise auf Linkslauf,
auf Rechtslauf oder stromlos geschaltet werden.
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Ferner
ist die Feldwicklung 24 des Antriebsmotors mit einem Feldumschaltrelais 25 oder
dergleichen elektronischen Element gekoppelt, das einer Verkürzung
der Feldwicklung 24 zum Beispiel für hohe Schleuderdrehzahlen
des Antriebsmotors dient. Umschaltungen an der Antriebsmotorschaltung 20 werden
dabei zur Schonung der Relaiskontakte vorteilhafterweise nur bei
einem stromlos geschalteten Antriebsmotor durchgeführt.
Dies ist durch eine entsprechende Stellung der Wenderelais 21, 23 wie
beschrieben zu erreichen.
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Ein
zweites Ausführungsbeispiel eines Wäschebehandlungsgeräts
wird nun Bezug nehmend auf 3 näher
erläutert.
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Das
Türverriegelungselement 10 ist analog zum Ausführungsbeispiel
von 2 aufgebaut, d. h. es weist insbesondere eine
Sicherungsvorrichtung 12 zum Verriegeln der Gerätetür
und Ansteuern des Schalters 11 auf und ist über
die zwei Leitungen 1 und 2 mit den Netzpolen N
und L der Stromversorgung verbunden. Außerdem ist das Türverriegelungselement 10 über
den elektronischen Schalter (z. B. Triac) 3 mit dem Netzpol
N verbunden.
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Im
Gegensatz zum obigen ersten Ausführungsbeispiel enthält
die Antriebsmotorschaltung 30 des Wäschebehandlungsgeräts
gemäß dem in 3 dargestellten
zweiten Ausführungsbeispiel einen Gleichstromuniversalmotor.
Dieser Gleichstromuniversalmotor ist aus einem Anker 32 und
einer Feldwicklung 34 gebildet. Analog zum obigen ersten
Ausführungsbeispiel ist der Anker 32 mit zwei
Wenderelais 31, 33 versehen und die Feldwicklung 34 mit
einem Element 35 zum Verkürzen der Feldwicklung
in Form zum Beispiel eines Feldumschaltrelais gekoppelt. Die Funktionsweise
dieser Komponenten entspricht jener des obigen ersten Ausführungsbeispiels,
weshalb auf eine Wiederholung der entsprechenden Beschreibung verzichtet
wird.
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Neben
dem eigentlichen Antriebsmotor weist die Antriebsmotorschaltung 30 auch
einen Brückengleichrichter 36 auf, der über
eine Kommutierungsdrossel 37 an den elektronischen Schalter 3 angeschlossen
ist. Der Antriebsmotor wird dann in bekannter Weise von dem Plus-
und dem Minusanschluss des Brückengleichrichters 36 gespeist.
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Im
Fall des Gleichstromuniversalmotors wird das Türverriegelungselement 10 über
diese Kommutierungsdrossel 37 als einen induktiven Teilbereich der
Antriebsmotorschaltung 30 angesteuert. Für die Speisung
des Türverriegelungselements 10 ist die Wirkungsweise
der Kommutierungsdrossel 37 analog zur Funktionsweise der
Feldwicklung 24 im Fall des Wechselstromuniversalmotors
von 2. Auch in diesem Fall werden die Störspannungen,
die durch die steilen Flanken beim Phasenanschnitt am elektronischen
Schalter 3 erzeugt werden, durch die Induktivität
der Kommutierungsdrossel 37 von den Zuleitungen 1 und 2 zum
Türverriegelungselement 10 ferngehalten. Es werden
somit die gleichen Vorteile wie beim obigen ersten Ausführungsbeispiel
erzielt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - GB 2128283
A [0003]
- - EP 0702103 A1 [0004, 0005]