DE4244553A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Verhindern einer Überhitzung der Heizeinrichtung einer Waschmaschine mit Kochwaschgang - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Verhindern einer Überhitzung der Heizeinrichtung einer Waschmaschine mit Kochwaschgang gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 3.

Bei einer konventionellen, vollautomatischen Waschmaschine ist in einem Wasserbehälter eine Heizeinrichtung vorgesehen, so daß zu reinigende Wäsche mit warmem Wasser von etwa 50°C gewaschen werden kann. Fig. 5 verdeutlicht eine Heizeinrichtungs-Treibersteuerschaltung für eine konventionelle Waschmaschine. Ein Mikrocomputer 10 steuert die gesamten Arbeitsvorgänge der Waschmaschine mit Hilfe eines Steuerprogramms. Ein Lasttreiberabschnitt 20, der einen ersten Transistor 21 sowie einen zweiten Transistor 22 einschließt, führt Leistungszufuhrschaltsignale einem Leistungszufuhr-Schaltabschnitt 30 zu, um somit die Arbeitszyklen der Waschmaschine entsprechend dem vom Mikrocomputer 10 zugeführten Steuersignalen zu steuern.

Soweit es die vorliegende Erfindung betrifft, wird nachfolgend kurz der EIN/AUS-Betrieb der Heizeinrichtung 40, so wie dieser mit Hilfe des Lasttreiberabschnitts 20 gesteuert wird, erläutert. Der Leistungszufuhr- Schaltabschnitt 30 schließt ein erstes Relais 31 sowie ein zweites Relais 32 ein, um jede Anschlußklemme der Stromzufuhr mit der entsprechenden Klemme der Heizeinrichtung 40 entsprechend dem vom Lasttreiberabschnitt 20 zugeführten Schaltsignal zu verbinden bzw. diese Verbindung zu trennen. Bei der vorstehend beschriebenen, konventionellen Waschmaschine besteht jedoch die Gefahr, daß die Wäsche beschädigt wird oder daß ein Brand entsteht, falls der Heizeinrichtung 40 dann Leistung zugeführt wird, wenn im Wasserbehälter nur eine unzureichende Menge an Waschwasser vorhanden ist.

Andererseits wird in der US 4 580 421 eine Vorrichtung offenbart, die mit einer Vielzahl von Wasserpegelsensoren sowie einem Thermostatsensor ausgestattet ist, um somit den Pegel und die Temperatur des Waschwassers wie auch die Waschmittelmenge zu steuern. Diese Vorrichtung ist so aufgebaut, daß die Leistungs- bzw. Stromzufuhr zur Heizeinrichtung 40 automatisch mit Hilfe des Thermostatsensors unterbrochen wird, falls die Temperatur des Waschwassers einen vorbestimmten Wert erreicht. Auf diese Weise soll erreicht werden, daß der Strom-, Wasser- und Waschmittelverbrauch der Waschmaschine gering gehalten wird. Jedoch schließt diese Vorrichtung keine definitiven Mittel ein, mit deren Hilfe eine Überhitzung der Heizeinrichtung verhindert oder die Stromzufuhr zur Heizeinrichtung unterbunden werden kann, falls bei der Heizeinrichtung infolge einer im Wasserbehälter befindlichen unzureichenden Waschwassermenge eine Überhitzung auftritt. Demzufolge besteht weiterhin die Gefahr einer Beschädigung der Wäsche und eines Brandes infolge einer Überhitzung der Heizeinrichtung. Wird ferner sehr stark verschmutzte Wäsche im Waschwasser, das bis zur Siedetemperatur erhitzt ist, gekocht, so kann eine Sterilisation, eine Desodorierung und eine Bleichwirkung erzielt werden. Eine derartige Waschmaschine mit Kochwaschgang erfordert eine Vorrichtung, die die Heizeinrichtung vor einer Überhitzung schützt, die durch einen erhöhten Leistungsverbrauch der Heizeinrichtung hervorgerufen werden kann.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Verhindern einer Überhitzung einer Heizeinrichtung einer Waschmaschine mit Kochwaschgang vorzuschlagen, mit deren Hilfe die Gefahr einer Beschädigung der Wäsche bzw. des Auftretens eines Brandes ausgeschlossen werden kann.

Ferner soll eine Überhitzung der Heizeinrichtung selbst bei einem Ausfall der Hauptsteuereinheit unterbunden werden können.

Die oben geschilderte Aufgabe wird vorrichtungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 sowie verfahrensgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 3 gelöst.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand des Patentanspruches 2.

Bei der im Patentanspruch 1 verdeutlichten Vorrichtung können der Heizeinrichtungstemperatur-Erfassungsabschnitt, der Wassertemperatur-Erfassungsabschnitt, der erste und zweite Temperaturvergleichsabschnitt und der Temperaturzunahme- Berechnungsabschnitt nicht nur in einem Mikrocomputer vorgesehen sein, sondern auch als zusätzliche Hardware getrennt vom Mikrocomputer vorliegen. Nachfolgend werden diese Abschnitte jedoch als Funktionseinheiten des Mikrocomputers beschrieben. Das dem ersten Temperaturvergleichsabschnitt zugeführte Bezugssignal kann einem Temperaturwert entsprechen, der zwischen 105°C und 107°C liegt. Der vorbestimmte Wert bei dem zweiten Temperaturvergleichsabschnitt wird auf 30°C eingestellt, während der vorbestimmte Wert beim Temperaturzunahme- Berechnungsabschnitt auf 13°C pro 30 Sekunden eingestellt wird.

Bei dem im Patentanspruch 3 beschriebenen Verfahren liegt der vorbestimmte Wert zum Bestimmen der Heizeinrichtungstemperatur zwischen 105°C und 107°C, während der vorbestimmte Wert zum Bestimmen des Temperaturzunahmeschrittes auf 13°C pro 30 Sekunden eingestellt wird. Das vorbestimmte Zeitintervall wird auf 30 Sekunden und der vorbestimmte Wert zum Bestimmen der Wassertemperatur auf 30°C festgelegt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Heizeinrichtungs-Treibersteuerschaltung;

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm zur Verdeutlichung des Verfahrens zum Verhindern einer Überhitzung der Heizeinrichtung;

Fig. 3 ein funktionelles Blockdiagramm der Heizeinrichtungs-Treibersteuerschaltung;

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Heizeinrichtungs-Treibersteuerschaltung; und

Fig. 5 eine konventionelle Heizeinrichtungs- Treibersteuerschaltung einer Waschmaschine.

In den Fig. 1, 2 und 4 weisen der Lasttreiberabschnitt und der Leistungszufuhr-Schaltabschnitt den gleichen Aufbau und die gleiche Wirkungsweise wie jene in Fig. 5 auf und sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Da der Mikrocomputer sich hinsichtlich seines Steuerprogramms von dem in Fig. 5 gezeigten unterscheidet, ist dieser nun mit dem Bezugszeichen 70 versehen. Dieser Mikrocomputer 70 umfaßt einen Heizeinrichtungstemperatur-Erfassungsabschnitt 11, einen Wassertemperatur-Erfassungsabschnitt 12, einen ersten und zweiten Temperaturvergleichsabschnitt 13 bzw. 14, ein UND- Gatter 16, ein ODER-Gatter 17 und einen Temperaturzunahme- Berechnungsabschnitt 15. Ein erster Thermistor 50 ist an einer nicht dargestellten Konsole befestigt, die mit der Heizeinrichtung 40 in Berührung steht, so daß dieser die Temperatur der Heizeinrichtung 40 erfassen kann. Ein zweiter Thermistor 60 ist an einer geeigneten Stelle auf der Oberfläche des Wasserbehälters befestigt, so daß dieser die Temperatur des dem Wasserbehälter zugeführten Wassers erfassen kann. Der Heizeinrichtungstemperatur- Erfassungsabschnitt 11 erfaßt die Temperatur der Heizeinrichtung 40 über seine Eingangsklemme, die mit dem ersten Thermistor 50 verbunden ist, und führt ein erstes Temperaturerfassungssignal, das der Temperatur der Heizeinrichtung 40 entspricht, dem ersten und zweiten Temperaturvergleichsabschnitt 13 und 14 sowie dem Temperaturzunahme-Berechnungsabschnitt 15 zu. Der Wassertemperatur-Erfassungsabschnitt 12 ermittelt die Temperatur des dem Wasserbehälter zugeführten Waschwassers über den zweiten Thermistor 60, der mit dessen Eingangsklemme verbunden ist, und führt ein zweites Temperaturerfassungssignal, das der Temperatur des Waschwassers entspricht, dem zweiten Temperaturvergleichsabschnitt 14 zu. Der erste Temperaturvergleichsabschnitt 13 vergleicht das erste Temperaturerfassungssignal mit einem Bezugssignal, das einer Überhitzungseinstelltemperatur von beispielsweise 106°C entspricht, und führt entsprechend dem Ergebnis des Vergleiches ein Steuersignal dem Temperaturzunahme- Berechnungsabschnitt 15 und dem ODER-Gatter 17 zu. Der zweite Temperaturvergleichsabschnitt 14, der durch ein Steuersignal von dem Temperaturzunahme-Berechnungsabschnitt 15 angesteuert wird, stellt fest, ob der zweite Temperaturerfassungswert größer als ein Wert ist, der der Summe aus Heizeinrichtungstemperatur und eines vorbestimmten Werts, z. B. 30°C, entspricht. Der Temperaturzunahme- Berechnungsabschnitt 15, der durch ein Steuersignal vom ersten Temperaturvergleichsabschnitt 13 angesteuert wird, berechnet eine Temperaturzunahme während einer vorbestimmten Zeitperiode von beispielsweise 30 Sekunden anhand des ersten Temperaturerfassungssignals und vergleicht den berechneten Wert mit einem vorbestimmten Bezugswert von beispielsweise 13°C pro 30 Sekunden. Andererseits werden dem UND-Gatter 16 die Ausgangssignale vom zweiten Temperaturvergleichsabschnitt 14 und vom Temperaturzunahme-Berechnungsabschnitt 15 zugeführt. Dem ODER-Gatter 17 werden die Ausgangssignale des UND-Gatters 16 und des Temperaturvergleichsabschnitts 13 zugeführt, woraufhin dieses ein Lasttreiber-Steuersignal an den Lasttreiberabschnitt 20 anlegt.

Nachfolgend wird mit Bezug auf Fig. 2 ein Verfahren zum Verhindern einer Überhitzung der Heizeinrichtung beschrieben. Bringt der Benutzer der Waschmaschine den Netzschalter in die EIN-Stellung, so wird der Mikrocomputer 70 beim Schritt 31 initialisiert und alle Voreinstellungswerte, wie z. B. der festgelegte Temperaturwert für eine Überhitzung der Heizeinrichtung und ein Bezugswert für die Heizeinrichtungs- Temperaturzunahme usw. werden vorgegeben. Dieser Initialisierungsvorgang ist bekannt, so daß sich eine ausführliche Beschreibung erübrigt. Beim Schritt 32, der dem Initialisierungsvorgang folgt, wird festgestellt, ob die Heizeinrichtungstemperatur T_H höher als eine Überhitzungseinstelltemperatur von beispielsweise 106°C ist. Ist T_H höher als 106°C, so stellt der Mikrocomputer 70 fest, daß die Heizeinrichtung 40 überhitzt ist, und gibt somit ein Steuersignal zur Unterbrechung der Stromzufuhr zur Heizeinrichtung 40 an den Lasttreiberabschnitt 20 sowie eine Alarmmeldung zur Information des Benutzers über den anormalen Zustand ab. Eine derartige Überhitzung der Heizeinrichtung 40 tritt hauptsächlich dann ein, wenn die Heizeinrichtung 40 in einem Zustand betrieben wird, bei dem das Wasser infolge einer Fehlfunktion des Lasttreiberabschnitts 20 oder des Leistungszufuhr-Schaltabschnitts 30 nicht dem Wasserbehälter zugeführt wurde. Ist andererseits T_H beim Schritt 32 nicht größer als 106°C, so schreitet das Programm zu den Schritten 33 bis 35 fort. Bei den Schritten 33 bis 35 berechnet ein nicht dargestellter Zähler oder Zeitgeber im Mikrocomputer 70, ob die Temperaturzunahme ΔT_H der Heizeinrichtung 40 pro 30 Sekunden größer als 13°C ist. Falls ΔT_H größer als 13°C ist, überprüft er beim Schritt 36, ob die vorbestimmte Zeitdauer von beispielsweise 30 Sekunden verstrichen ist. Sind 30 Sekunden verstrichen, d. h. liegt ΔT_H über 13°C für mehr als 30 Sekunden, so stellt der Mikrocomputer 70 fest, daß die Heizeinrichtung 40 sich nicht im Überhitzungszustand, sondern in einem normalen Heizzustand befindet, und führt somit beim Schritt 39 die übliche Waschroutine mit kochendem Wasser durch. Sind 30 Sekunden noch nicht verstrichen, mit anderen Worten, ist ΔT_H größer als 13°C innerhalb von 30 Sekunden, so wird beim Schritt 37 festgestellt, ob die Wassertemperatur T_W größer als T_H plus eines vorbestimmten Werts von beispielsweise 30°C ist (T_W (T_H + 30°C)). Dieser Fall tritt hauptsächlich dann auf, wenn warmes Wasser mit einer Temperatur von 60°C bis 90°C dem Wasserbehälter zugeführt wird. Demzufolge wird dieser Schritt durchgeführt, damit die gewöhnliche Waschroutine mit kochendem Wasser selbst dann durchgeführt werden kann, falls T_W höher als T_H plus 30°C ist, obwohl ΔT_H über 13°C innerhalb 30 Sekunden liegt. Ist andererseits beim Schritt 37 die Wassertemperatur T_W nicht größer als T_H plus 30°C, was hauptsächlich der Fall ist, wenn eine unzureichende Wassermenge dem Wasserbehälter zugeführt wurde, so wird damit festgestellt, daß die Heizeinrichtung sich in einem Überhitzungszustand befindet, und demzufolge die Stromzufuhr zur Heizeinrichtung 40 unterbunden und eine Alarmmeldung zur Information des Benutzers über den anormalen Zustand der Waschmaschine abgegeben.

Nachfolgend wird ein weiteres Ausführungsbeispiel beschrieben. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ist ferner zwischen dem Kollektor des ersten Transistors 21 und dem Relais 31 ein Schaltabschnitt 80 vorgesehen, der ebenso mit dem ersten Thermistor 50 verbunden ist. Ist die vom ersten Thermistor 50 erfaßte Temperatur der Heizeinrichtung 40 höher als 106°C, so unterbricht dieser Schaltabschnitt 80 wirksam die Stromzufuhr zur Heizeinrichtung 40, selbst wenn der Mikrocomputer 70 eine Funktionsstörung aufweist. Andererseits können, obwohl nicht dargestellt, zusätzliche Thermostatschalter vorgesehen werden, die als weiterer Überhitzungsschutz betrieben werden, falls die Temperatur der Heizeinrichtung größer als 106°C ist.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Verhindern einer Überhitzung der Heizeinrichtung einer Waschmaschine mit Kochwaschgang, gekennzeichnet durch

• - einen ersten Thermistor (50) zum Erfassen der Temperatur der Heizeinrichtung (40);
• - einen Heizeinrichtungstemperatur-Erfassungsabschnitt (11) zum Erzeugen eines ersten Temperaturerfassungssignals, das der Temperatur der Heizeinrichtung (40) entspricht;
• - einen zweiten Thermistor (60) zum Erfassen der Temperatur des einem Wasserbehälter der Waschmaschine zugeführten Waschwassers;
• - einen Wassertemperatur-Erfassungsabschnitt (12) zum Erzeugen eines zweiten Temperaturerfassungssignals, das der Temperatur des Waschwassers entspricht;
• - einen ersten Temperaturvergleichsabschnitt (13) zum Vergleichen des ersten Temperaturerfassungssignals mit einem Bezugssignal, das als ein Überhitzungstemperatursignal betrachtet wird;
• - einen zweiten Temperaturvergleichsabschnitt (14) zum Vergleichen des zweiten Temperaturerfassungssignals mit der Summe aus dem ersten Temperaturerfassungssignal und einem vorbestimmten Wert;
• - einen Temperaturzunahme-Berechnungsabschnitt (15) zum Berechnen des Temperaturanstiegs während einer vorbestimmten Zeitperiode mit Hilfe des ersten Temperaturerfassungssignals und Vergleichen des berechneten Werts mit einem vorbestimmten Bezugswert;
• - ein UND-Gatter (16), dem die Ausgangssignale des zweiten Temperaturvergleichsabschnitts (14) und des Temperaturzunahme-Berechnungsabschnitts (15) zugeführt werden;
• - ein ODER-Gatter (17), dem die Ausgangssignale des UND- Gatters (16) und des ersten Temperaturvergleichsabschnitts (13) zugeführt werden;
• - einen Lasttreiberabschnitt (20) mit wenigstens zwei Transistoren (21, 22), die das Ausgangssignal des ODER- Gatters (17) empfangen, um entsprechend ein- bzw. ausgeschaltet zu werden; und
• - einen Leistungszufuhr-Schaltabschnitt (30) mit wenigstens zwei Relais (31, 32), die im Schaltzustand "EIN" die Heizeinrichtung (40) aktivieren.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltabschnitt (80) zwischen einem der Transistoren (21, 22) und einem der Relais (31, 32) vorgesehen ist, der feststellt, ob die vom ersten Thermistor (50) erfaßte Temperatur höher als eine vorbestimmte Bezugstemperatur ist, die einer Überhitzungseinstelltemperatur entspricht, und entsprechend die Stromzufuhr zur Heizeinrichtung schaltet.

3. Verfahren zum Verhindern einer Überhitzung der Heizeinrichtung einer Waschmaschine mit Kochwaschgang, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• - Bestimmen, ob der Temperaturwert der Heizeinrichtung höher als ein vorbestimmter Temperaturwert ist;
• - Bestimmen, ob die an der Heizeinrichtung auftretende Temperaturzunahme für eine vorbestimmte Zeitperiode größer als ein vorbestimmter Wert ist, falls die Temperatur der Heizeinrichtung unter dem vorbestimmten Wert liegt;
• - Bestimmen, ob eine vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, wenn der Temperaturzunahmewert der Heizeinrichtung größer als der vorbestimmte Wert ist;
• - Bestimmen, ob die Wassertemperatur um einen vorbestimmten Wert höher als die Temperatur der Heizeinrichtung ist, falls die vorbestimmte Zeitdauer nicht verstrichen ist,
• - Unterbrechen der Stromzufuhr zur Heizeinrichtung und Ausgeben eines Alarms, falls die Temperatur der Heizeinrichtung höher als der vorbestimmte Wert ist oder die Wassertemperatur nicht um den vorbestimmten Wert höher als die Temperatur der Heizeinrichtung ist; und
• - Durchführen eines Waschzyklus mit kochendem Wasser, falls die vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist oder falls die Wassertemperatur um den vorbestimmten Wert höher als die Temperatur der Heizeinrichtung ist.