DE10319132A1

DE10319132A1 - Drehwähler mit Druckfunktion

Info

Publication number: DE10319132A1
Application number: DE10319132A
Authority: DE
Inventors: Mike Dietrich; Wolfgang MÜCKE
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2003-04-28
Filing date: 2003-04-28
Publication date: 2004-11-18

Abstract

Der erfindungsgemäße Drehwähler fungiert als Bedienungseinrichtung zur Ein-/Ausschaltung und automatischen Steuerung einer Anzahl unterschiedlicher Programmabläufe von elektrisch betriebenen Geräten, wie Waschmaschinen, Wäschetrocknern, Geschirrspülern oder vergleichbaren Geräten. DOLLAR A Dazu ist ein Bedienteil 3 über eine Schaltwelle 4 mit einem magnetischen Drehfeldsensor 5 in Hall-Technologie verbunden und sowohl drehbar als auch axial verschieblich gelagert. Im Drehfeldsensor 5 ist eine Schnittstelle integriert, über die ein winkelabhängiger Code an eine elektronische Auswerte- und Steuereinheit übertragen wird. Weiterhin ist eine Einrichtung 6 zur winkelgenauen Positionierung des Bedienteils 3 vorgesehen, wobei einer Position des Drehfeldsensors 5 in einer Schaltstellung des Bedienteils 3 ein Programmablauf zugeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehwähler mit Druckfunktion als Bedienungseinrichtung zur Ein- und Ausschaltung sowie zur automatischen Steuerung einer Anzahl unterschiedlicher Programmabläufe von elektrisch betriebenen Geräten, wie Waschmaschinen, Wäschetrocknern, Geschirrspülern oder vergleichbaren Geräten.
Nach dem Stand der Technik sind Drehwähler als Bedienungseinrichtung der genannten Art üblicherweise als mechanische Baugruppe ausgebildet, die sowohl für die Energiezu- und -abschaltung für das jeweilige Gerät als auch mit einem Programmschaltwerk verbunden sind, das für die Steuerung hinsichtlich einer vorgegebenen Anzahl, der Art sowie die Dauer von entsprechenden Programmabläufen eingesetzt wird.

Programmschaltwerke gemäß der nach dem Stand der Technik bekannten Lösungen ( DE 20 40 464 C2 , DE 21 55 354 B1 , DE 25 10 816 B1 , DE 34 13 858 A1 oder DE 36 07 953 C2 ) weisen üblicherweise eine für den Programmablauf eingesetzte Programmtrommel auf, die für die separat ansteuerbaren Arbeitsgänge des jeweils eingestellten Programms ausgebildet ist. Darüber hinaus wird auch der Schaltvorgang für den Drehrichtungswechsel eines Motors über das Programmschaltwerk bewerkstelligt, beispielsweise für die Waschtrommel in einer Waschmaschine, wobei der Antrieb sowohl für die Programmtrommel als auch für die Reversiertrommel zum Drehrichtungswechsel durch eine über Getriebe separat gesteuerte Transportklinke erfolgt.

Zum zeitlichen Ablauf der jeweiligen Arbeitsgänge sind bei diesen Lösungen zusätzliche Zeiteinstelleinheiten vorgesehen, die als Zeitgebernockenräder, Zeitgeberringe oder als mit der Programmtrommel gekoppelten Mehrzeitenring ausgebildet sind.

Eine als elektromechanisches Programmschaltwerk für ein Hausgerät verbesserte Einrichtung der vorgenannten Art ist ferner aus der DE 3918712 C1 be kannt, mit der eine für einen zusätzlichen Programmschritt frei wählbare Zusatzzeit ohne eigenen Antrieb ermöglicht werden soll.

Bei diesem bekannten Programmschaltwerk zur Steuerung des Hausgerätes sind eine Programmiertrommel und beispielsweise eine Reversiertrommel oder eine elektromotorisch angetriebene Vorsteuerscheibe sowie eine Zeitwahltrommel zur Einstellung einer Zusatzzeit vorgesehen.

Diese Zeitwrahltrommel weist nach dieser Lösung wenigstens eine Steuerscheibe für mindestens einen Schaltkontakt und eine in ein Antriebsglied eingreifende Antriebsverzahnung auf. Das Antriebsglied steht dabei beispielsweise mit der Vorsteuerscheibe über einen an der Programmiertrommel anliegenden Tasthebel fortschaltbar derart in Verbindung, dass dasselbe erst freigegeben wird, wenn die Programmiertrommel in einer als Zusatzzeit vorgegebenen Stellung steht.

Nachteilig bei den nach dem Stand der Technik bekannten Lösungen sind insbesondere, dass eine Vielzahl mechanischer Einzelteile im Wesentlichen auf einer Schaltwelle zusammengefasst angeordnet sind, die überwiegend unabhängig voneinander über Schaltklinken sowie separate Antriebsmotoren und darüber hinaus federbelastet drehbeweglich sein müssen.

Weiterhin sind Schalträder mit verschiedener Zahnung erforderlich, in die die erwähnten Schaltklinken eingreifen, wodurch eine mechanische Zuordnung der Kontakte des Drehwählers zur jeweiligen Winkelposition festgelegt wird.

Durch die Verwendung einer Vielzahl mit hoher Präzision gefertigter Einzelteile und Baugruppen des Drehwählers nach dem Stand der Technik ist für seine Herstellung ein hoher Fertigungsaufwand und darüber hinaus für seinen Einsatz in entsprechenden Geräten zusätzlicher Justieraufwand erforderlich.

Ausgehend von den Lösungen nach dem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, für die Programmsteuerung von Hausgeräten der genannten Art einen Drehwähler zu schaffen, der kostengünstig herzustellen und gegenüber den herkömmlichen Lösungen universell sowie in erweitertem Umfang einsetzbar ist.

Die Aufgabe wird ausgehend von den Lösungen der vorgenannten Art durch die Merkmale des Hauptanspruches gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in zugehörigen Unteransprüchen beschrieben.

Mit der Erfindung wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass sich der Aufwand für die Entwicklung und Herstellung des Drehwählers insgesamt verringert, seine Anwendung verbessert, sein Einsatz- und Funktionsbereich erweitert sowie die Nutzungsdauer wesentlich erhöht werden.

Darüber hinaus weist der Drehwähler mit Druckfunktion gemäß der Erfindung eine gegenüber den bekannten Lösungen bedeutend geringere Baugröße auf, wodurch der Materialeinsatz und der Platzbedart im entsprechenden Gerät, beispielsweise in einem Waschautomaten, verringert werden.

Der erfindungsgemäße Drehwähler mit Druckfunktion arbeitet gegenüber den bekannten Lösungen mit kontaktfreier magnetischer Positionserkennung der Schalterstellung mittels des Drehfeldsensors nach der Hall-Technologie (Hall-Element) als Programmebene. Verschleiß und dadurch auftretende Fehlreaktionen an den wesentlichen Schaltpositionen werden somit völlig vermieden, darüber hinaus wird der Funktionsumfang erhöht.

Die lediglich im Bereich der Durchführung der Schaltwelle durch die Wandung des Gehäuses erforderliche Dreh- und gleichzeitige Axiallagerung ist im Verhältnis zur Betriebs- oder Lebensdauer des gesamten Gerätes unwesentlich und daher ohne Bedeutung.

Durch die zusätzliche Veränderung des Magnetfeldes bezüglich der magnetischen Feldstärke ist es weiterhin möglich, eine axiale Relativbewegung des Magneten gegenüber dem Drehfeldsensor (Hall-Element) zu erkennen, die ihrerseits im Sinne der Einknopfbedienung für weitere Funktionen genutzt werden kann.

Beispielsweise können mit diesem Merkmal zusätzlich die Hauptschalterfunktion durch Ansteuerung eines externen oder leiterplattengebundenen Relais genutzt oder das Ausschalten des Gerätes durch mehrere Impulse über die Druckfunktion bewirkt werden.

Ferner kann zusätzlich die Pause/Stop-Taste bedient werden, die beispielsweise für die Unterbrechung eines Waschprogrammes für eine Öffnung der Waschtrommel oder zum Abbruch des Programms erforderlich werden kann. Darüber hinaus ist eine Mehrebenenbedienung im Sinne der Bestätigung oder des Auswählens einzelner Menüpunkte auch in Verbindung mit einem Display möglich.

Ebenfalls sind bei gleichzeitiger Einknopfbedienung Mehrebenenfunktionen steuerbar, wie beispielsweise Waschen, Trocknen, Spülen oder weitere Vorgänge.

Von Vorteil ist ferner, dass der Drehwähler mit Druckfunktion gemäß der Erfindung wärmeunempfindlich und daher bis zu einem Arbeitstemperaturbereich von 120°C einsetzbar ist.

Eine erste Weiterentwicklung der Erfindung ist dahingehend von Vorteil, dass durch die Kodierung von maximal 256 Schaltpositionen der Bereich zwischen 0° und 360° genutzt und darüber hinaus das Bedienteil winkelgenau positioniert und fixiert werden kann.

Die gemäß einer folgenden Ausgestaltung der Erfindung vorgesehene Maßnahme ist insbesondere dazu geeignet, den jeweiligen Bearbeitungsstand des laufenden Programms in geeigneter Weise aufzubereiten und die Wertegrößen an ein geeignetes Display zur Anzeige weiterzuleiten, das an entsprechender und geeigneter Position am Gehäuse angeordnet ist.

Vorteile der folgenden Maßnahme bestehen beispielsweise darin, dass Programmabläufe und -arbeitsschritte des jeweiligen Gerätes individuell eingegeben, ergänzt oder anderweitig geändert werden können.

Schließlich ist die folgende Weiterentwicklung insbesondere geeignet, Gerätegruppen ohne Weiteres auszutauschen oder beispielsweise entsprechende und geeignete Apparate zur Fehlerdiagnose und -erkennung bei Bedarf vorübergehend anzuschließen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles und anhand einer Zeichnung näher erläutert:
In der zugehörigen Zeichnung ist ein Gehäuse eines Gerätes, das beispielsweise für einen Waschautomaten verwendet wird, mit der Position 1 gekennzeichnet.
In einer nicht näher bezeichneten Wandung innerhalb des Gehäuses 1 ist an einer von außen erreichbaren, geeigneten Bedienposition ein Drehwähler 2 mit einem Bedienteil 3 mit einer entsprechenden Schaltwelle 4 eingesetzt, die in ihrer axialen Richtung 5 definiert beweglich ist.
Der Drehwähler 2 weist einen Drehfeldsensor 6 nach der Hall-Technologie (Hall-Element) auf, der mit einer Einrichtung 7 zur Positionsstellung in Verbindung steht und lagefixiert ist.
Die Lagefixierung des Drehfeldsensors 6 erfolgt gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel mittels seines nicht näher dargestellten Gehäuses und über geeignete Befestigungsmittel in üblicher Weise am Gehäuse 1 in einer für die das jeweilige Gerät nutzenden Person ergonomisch günstigen Position. Zur elektrischen Versorgung ist üblicherweise eine entsprechende Schalteinrichtung erforderlich, die hier als optionaler Netzschalter 8 ausgebildet ist und mit den jeweiligen Bauteilen und Baugruppen über ebenfalls nicht näher bezeichnete Kabel in elektrischer Verbindung steht.
Weiterhin ist an geeigneter Position am Gehäuse 1 eine Anzeigeeinrichtung 9 angeordnet, die beispielsweise als Display ausgebildet ist, welche die Funktionen und Betriebszustände des jeweiligen Gerätes und Programmschrittes anzeigt. Die erforderlichen Daten für die Anzeige werden über entsprechende und in gleicher Weise nicht näher bezeichnete Kabelverbindungen vom Drehwähler 2 an die Anzeigeeinrichtung 9 geleitet.
Die nach dem Ausführungsbeispiel beschriebene Waschmaschine ist üblicherweise mit einer Motorsteuerung 10 und einem geeigneten Motor 11 ausgestattet, wodurch die entsprechenden Bewegungen der Trommel für die einzelnen Wasch-, Spül- und Schleudervorgänge programmgemäß gesteuert ablaufen. Für die Funktion des Gerätes gemäß dem Ausführungsbeispiel ist es ferner unerlässlich, dass das für den Waschprozess sowie die folgenden Spülprozes se erforderliche Wasser sowohl gesteuert zugeführt als auch entsprechend aus dem Gerät entsorgt wird.
Dazu sind die entsprechenden und mit den Positionen 12 und 13 bezeichneten Einrichtungen, beispielsweise wenigstens ein Ventil und eine Pumpe, vorgesehen.
Im Folgenden wird die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Drehwählers mit Druckfunktion kurz beschrieben:
Der Drehwähler 2 dient als Bedienungseinrichtung zur kontaktlosen Ein- und Ausschaltung sowie zur automatischen Steuerung einer Anzahl unterschiedlicher Programmabläufe von elektrisch betriebenen Geräten, wie Waschmaschinen, Wäschetrocknern, Geschirrspülern oder vergleichbaren Geräten.
Dazu ist das Bedienteil 3 über die drehbare und axial verschiebbare Schaltwelle 4 mit dem magnetischen Drehfeldsensor 6 verbunden.
Weiterhin sind Mittel vorgesehen, die die Änderung der magnetischen Feldstärke des Magnetfeldes bei der axialen Relativbewegung des üblicherweise an der Schaltwelle 4 angeordneten Magneten zu erkennen vermögen. Diese Nutzung des Hall-Effektes wird für die bereits erwähnten, verschiedenen Zusatzfunktionen verwendet.
Im Drehfeldsensor 6 ist ferner eine Schnittstelle integriert, über die ein winkelabhängiger Kode an eine elektronische Auswerte- und Steuereinheit übertragen wird. Weiterhin ist die Einrichtung 7 zur winkelgenauen Positionierung des Bedienteils 3 vorgesehen, wobei einer Position des Drehfeldsensors 6 einer bestimmten Schaltstellung des Bedienteils 3 ein jeweiliger Programmablauf zugeordnet ist.
Der Drehwähler 2 kommuniziert beispielsweise über eine universell einsetzbare serielle Schnittstelle mit der elektronischen Auswerte- und Steuereinheit und gibt, je nach Position bzw. Schaltstellung, einen winkelabhängigen Kode an die elektronische Auswerte- und Steuereinheit weiter.
Der volle Drehwinkel von 360°C wird dabei erfindungsgemäß in zweihundertsechsundfünfzig (256) Bitmuster aufgeteilt, wobei jedem Bitmuster von der e lektronischen Auswerte- und Steuereinheit ein Programmablauf zugeordnet werden kann.
Darüber hinaus wird die Ansteuerung der Zusatzfunktionen durch die Änderung des Magnetfeldes ermöglicht. Die Vorteile des neuen Drehwählers mit Druckfunktion liegen gegenüber den nach dem Stand der Technik bekannten Lösungen insbesondere darin, dass eine große Anzahl verschiedenartiger Anwendungen flexibel und stufenlos angewählt und gesteuert werden können.
Somit können allein durch Programmierung der Auswerte- und Steuereinheit beliebige Programmabläufe und damit eine beinahe beliebige Programmvielfalt auf einfache Weise erzeugt werden, und der Drehwähler selbst ist damit universell für die Programmierung und Steuerung bei unterschiedlichsten Einsatzgebieten für alle erdenklichen elektrischen Geräte einsetzbar.
Bisher sind durch den fixen mechanischen Aufbau konventioneller Drehwähler keine beliebigen Positionsänderungen möglich gewesen. Die Variabilität der Positionsänderungen entlang dem Umfang des Bedienteils 3 wird erfindungsgemäß durch die hohe Auflösung des magnetischen Drehfeldsensors 6 erreicht.
Es können Drehwähler für 8, 10, 12, 16 bis zu 256 Schaltstellungen beinahe stufenlos durch entsprechende Programmierung zur Verfügung gestellt werden, wobei durch die Änderung der Feldstärke des eingesetzten Magneten nochmals eine Erweiterung des Programmangebotes und darüber hinaus auch eine beliebige Belegung der Druckfunktion erfolgen kann.
Neben der Erhöhung der Programmvielfalt werden Entwicklungskosten durch Senkung der Entwicklungszeit eingespart, und darüber hinaus sind Sondervarianten von Drehwählern einfacher zu realisieren. Weiterhin steigt die Verfügbarkeit der Bauteile, und das Entwicklungsrisiko wird gesenkt.
Ebenso ergeben sich Einsparungen hinsichtlich des Hauptschalters, da dieser nicht mehr im Drehwähler integriert ist, ferner bei der elektronischen Auswerte- und Steuereinheit, da nur noch eine standardisierte Kommunikationsschnittstelle benötigt wird.
Außerdem sind gegenüber herkömmlichen Lösungen die Informationen auf dem zugehörigen Display durch Einsatz hochauflösender Codierung mit detaillierter Anzeige darstellbar.
Als besonders vorteilhaft ist hervorzuheben, dass die verwendete Hall-Technologie verschleißfrei Schaltstellungen realisiert und somit schleifende und verschleißende Kontakte bei herkömmlichen Drehwählern durch erfindungsgemäße Drehwähler mit Einknopfbedienung ersetzt werden können.

Claims

Drehwähler mit Druckfunktion als Bedienungseinrichtung zur Ein- und Ausschaltung sowie zur automatischen Steuerung einer Anzahl unterschiedlicher Programmabläufe von elektrisch betriebenen Geräten, wie Waschmaschinen, Wäschetrocknern, Geschirrspülern oder vergleichbaren Geräten, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bedienteil (3) über eine Schaltwelle (4) mit einem magnetischen Drehfeldsensor (6) in Hall-Technologie (Hall-Element) verbunden ist und dass die Schaltwelle (4) sowohl drehbar als auch axial verschieblich gelagert ist und dass weiterhin eine integrierte Schnittstelle des magnetischen Drehfeldsensors (6) vorhanden ist, über die ein winkelabhängiger Kode an eine elektronische Auswerte- und Steuereinheit übertragen wird und dass ferner eine Einrichtung (7) zur winkelgenauen Positionierung des Bedienteils (3) vorgesehen ist, wobei einer Position des Drehfeldsensors (6) in einer Schaltstellung des Bedienteils (3) ein Programmablauf zugeordnet ist, und dass neben der Realisierung der kontaktfreien Schaltung durch eine Änderung des Magnetfeldes bei Drehung des Bedienteils (3) weiterhin eine Änderung der magnetischen Feldstärke durch eine axiale Relativbewegung des Bedienteils (3) erzeugt wird, die für weitere, zusätzliche Schaltfunktionen und Programmabläufe einsetzbar ist.
Drehwähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Drehfeldsensor (6) zweihundertsechsundfünfzig (256) Schaltschritte kodierbar sind und dass korrespondierend zur Anzahl der benötigten Programmabläufe die Einrichtung (7) zur winkelgenauen Positionierung des Bedienteils (3) entsprechende Schaltstellungen aufweist.
Drehwähler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der axialen Verschiebung des Bedienteils (3) und der damit verbundenen Änderung des Magnetfeldes in mindestens einer Schaltstellung eine zusätzliche Funktion zugeordnet ist.
Drehwähler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion Pause oder Stop der axialen Verschiebung des Bedienteils (3) zugeordnet ist.
Drehwähler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass einer vorgegebenen Anzahl von axialen Verschiebungen des Bedienteils (3) eine zusätzliche Funktion zugeordnet ist.
Drehwähler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung der Programmabläufe zu den Schaltschritten des magnetischen Drehfeldsensors (6) frei programmierbar ausgebildet ist.
Drehwähler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle für die Übertragung und die Eingabe von Daten vom magnetischen Drehfeldsensors (6) an die elektronische Auswerte- und Steuereinheit zur Programmierung und Steuerung des Haushaltgerätes als serielle Schnittstelle ausgebildet ist.