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Dokumentenidentifikation DE69815261T2 06.05.2004
EP-Veröffentlichungsnummer 0000920591
Titel ELEKTRONISCHE STEUERUNG FüR DRAINAGEPUMPEN IN ELEKTRISCHEN HAUSHALTSGERäTEN
Anmelder Arcelik A.S., Istanbul, TR
Erfinder EKSERT, Semsettin, 06931 Ankara, TR;
UGURLU, Ibrahim, 06931 Ankara, TR;
TAN, Faruk, 06931 Ankara, TR
Vertreter LOUIS, PÖHLAU, LOHRENTZ, 90409 Nürnberg
DE-Aktenzeichen 69815261
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 19.06.1998
EP-Aktenzeichen 989327077
WO-Anmeldetag 19.06.1998
PCT-Aktenzeichen PCT/TR98/00011
WO-Veröffentlichungsnummer 0098059174
WO-Veröffentlichungsdatum 30.12.1998
EP-Offenlegungsdatum 09.06.1999
EP date of grant 04.06.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.05.2004
IPC-Hauptklasse F04D 13/06
IPC-Nebenklasse D06F 39/08   H02P 3/00   

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, das eine elektrische Steuerung von Arbeitsperioden synchroner oder asynchroner Entleerungspumpenmotoren schafft, welche in elektrischen Haushaltsgeräten wie etwa Geschirrspülmaschinen und Waschmaschinen verwendet werden.

In den Steuersystemen vorhandener Geschirrspülmaschinen und Waschmaschinen wird die Entleerungspumpe während fester Betriebszeitspannen zu von dem Waschprogramm bestimmten Zeitpunkten betrieben. Diese feste Zeitspanne erstreckt sich über die Zeit, die erforderlich ist, um das Wasser durch die Entleerungspumpe unter normalen Bedingungen zu entleeren. Beispielsweise kann eine Entleerungspumpe mit 16 Litern/Minute den Wasserinhalt von 5 Litern Wasser in einer Waschmaschine in einer kurzen Zeitspanne leeren, sie wird jedoch während einer festen Zeitspanne von einer Minute betrieben. Ähnlich werden Entleerungspumpen während der Hälfte oder mehr der Betriebszeitspannen in vorhandenen Steuersystemen betrieben, ohne dass Bedarf hierfür besteht. Dieser unnötige Betrieb wird, obwohl das Wasser von der Entleerungspumpe bereits entleert worden ist, ohne Wasser fortgesetzt, bis die Betriebszeitspanne abgelaufen ist.

In EP 0 107 234 A wird ein Wasserpegeldetektor verwendet, um zu verhindern, dass die Entleerungspumpe arbeitet, wenn der Wasserpegel im Trog den Wert null erreicht.

Die Entleerungspumpe, die ohne Wasser betrieben wird, bildet die stärkste Geräuschquelle in der Maschine, da sie Luft ansaugt. Obwohl in der Maschine kein Wasser vorhanden ist, führt die Entleerungspumpe ihren Betrieb fort, was einen unnötigen Energieverbrauch zur Folge hat. Beispielsweise benötigt eine Entleerungspumpe mit einer Leistung von 34 W im "Normalprogramm" der Geschirrspülmaschine, in dem sie durchschnittlich 5,5 Minuten betrieben wird, 3,2 Wh Energie. Dies bedeutet einen unnötigen Energieverbrauch von 1,6 Wh, wenn die Entleerungspumpe während 50% in dieser Zeitspanne unnötig betrieben wird.

Die Entleerungspumpe zieht während ihres Betriebs aus dem Netz unterschiedliche Ströme, je nachdem, ob sich Wasser in der Maschine befindet (belastet) oder nicht (unbelastet). Wenn eine Entleerungspumpe mit 34 W beispielsweise bei einer Last von 3,5 Litern gestartet wird, zieht sie etwa 125 mA Strom, wenn jedoch das Wasser aus der Maschine entleert ist, sinkt der von der Pumpe aus dem Netz gezogene Strom auf etwa 110 mA ab.

Die Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, das unter Ausnutzung der Differenz der von der Entleerungspumpe während ihres Betriebs mit und ohne Last aus dem Netz gezogenen Ströme als Basis die Pumpenbetriebszeit steuert, indem die Werte des von der Pumpe gezogenen Stroms in die elektronische Steuerung eingehen, wobei parallel hierzu der aus dem unnötigen Betrieb entstehende Energieverbrauch verhindert wird, das Geräusch gesenkt wird und die Programmdauer verkürzt wird.

Um diese Aufgaben zu lösen, wird das vorgeschlagene Verfahren im Folgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, worin:

1 der elektronische Schaltplan ist, der die Pumpe mit Mikroprozessor (1) steuert und die von der Entleerungspumpe (2) gezogenen Ströme misst;

2 der Schaltplan ist, in dem statt eines "Widerstandes auf Manganinbasis" (3) ein "Stromtransformator" (6) verwendet wird;

3 der Schaltplan ist, indem statt des "Widerstandes auf Manganinbasis " (3) ein "Hall-Effekt-Transistor" (7) verwendet wird.

In dem Verfahren gemäß dieser Erfindung wird die Entleerungspumpe durch einen Mikroprozessor (1) gesteuert. Hierzu werden Laborexperimente ausgeführt, wobei die Differenz zwischen den Strömen, die von der Pumpe gezogen werden, wenn sie mit und ohne Last arbeitet, aufgezeichnet werden. Diese Werte werden im Speicher eines Mikroprozessors (1) gesichert.

Nach dieser Phase werden die Stromverhältnisse mit und ohne Last (Ibelastet/Iunbelastet) in einem Mikroprozessor zusammen mit dem zu verwendenden Programm gespeichert.

Um währen des Betriebs den von der Entleerungspumpe (2) gezogenen Strom zu messen, wird eine Schaltung verwendet (1), die durch einen "Widerstand auf Manganinbasis" (3), einen "Operationsverstärker" (4) und einen "Wechselstrom/Gleichstrom-Umsetzer" (5) gebildet ist. In dieser Schaltung kann statt des "Widerstandes auf Manganinbasis" (3) auch ein "Stromtransformator" (6) oder ein "Hall-Effekt-Transistor" (7) verwendet werden.

An dem Widerstand (3) auf Manganinbasis, der in die Leitung von der Entleerungspumpe (2) zu dem Mikroprozessor (1) geschaltet ist, wird eine direkt proportionale Spannung erzeugt. Diese Spannung wird an eine Operationsverstärkerschaltung (4) übertragen, so dass der höchste Wert auf 5 V Wechselspannung erhöht wird. Die Spannungserhöhung auf 0–5 V Wechselspannungspegel in der Operationsverstärkerschaltung (4) wird in der Wechselstrom/Gleichstrom-Umsetzerschaltung (5) in eine Gleichspannung umgesetzt und an den Mikroprozessor (1) übertragen. Diese Informationen, die in den Mikroprozessor (1) als analoge Signale eingegeben werden, werden später in digitale Informationen umgesetzt. Falls die an den Mikroprozessor (1) übertragene Spannung konstant höher als 5 V ist, bedeutet dies, dass die Entleerungspumpe (2) blockiert ist.

Im Normalbetrieb der Geschirrspülmaschine wird nach 7 Sekunden ab dem Zeitpunkt, zu dem der Betrieb der Entleerungspumpe (2) gestartet worden ist, der gezogene Strom gemessen. Diese Zeitspanne, die von der Abschaltzeit der Pumpe abhängt, kann sich im Bereich von 5 bis 10 Sekunden ändern. Diese Messzeitspanne ändert sich in Abhängigkeit von dem verwendeten Mikroprozessor und der verwendeten Software. In dem vorliegenden Verfahren, in dem ein PIC 16C74-Mikroprozessor verwendet wird, beträgt die hierfür erforderliche Zeit 640 &mgr;s. Die während der ersten 5 Sekunden nach dem Beginn der Messungen aufgezeichneten Werte werden miteinander verglichen, wobei der größte Wert in dem Speicher als der Wert (I'belastet) für Lastbetrieb gespeichert wird. Um diese Werte miteinander zu vergleichen, wird eine Zeitspanne, die von 5 Sekunden verschieden ist, bevorzugt. Nach dem Speichern des Stroms für den Lastbetrieb (I'belastet) für jede ausgeführte Messung wird der gespeicherte Strom für den Lastbetrieb verglichen, wobei das bestimmte Verhältnis (I'belastet/Igemessen) nachdem es bestimmt worden ist, mit dem Verhältnis des Betriebs mit und ohne Last (Ibelastet/Iunbelastet), das im Speicher des Mikroprozessors während vorhergehender Laboruntersuchungen gespeichert wurde, verglichen wird.

Wenn zwischen den Werten die (I'belastet/Igemessen Ibelastet/Iunbelastet)-Äquivalenz erhalten wird, ist klar, dass die Entleerungspumpe ohne Last arbeitet, weshalb sie angehalten wird. Falls die erhaltenen Messwerte ununterbrochen 5 V erreichen, wird entschieden, dass die Pumpe (2) blockiert ist, wobei in diesem Fall der Benutzer mittels eines Warnverfahrens informiert wird.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zum Steuern von Entleerungspumpen, die in elektrischen Haushaltsgeräten verwendet werden, die einen Mikroprozessor (1), ein Programm sowie Referenzwerte, die als Ergebnis von Laborexperimenten erhalten werden, die im Mikroprozessor (1) gespeichert sind, umfassen, gekennzeichnet durch

    – Sichern des erhaltenen Werts der Ströme, die von der Entleerungspumpe verbraucht werden, während sie belastet und unbelastet arbeitet, in Form eines Verhältnisses wie etwa (Ibelastet/Iunbelastet) im Mikroprozessor (1) zusammen mit dem zu verwendenden Programm;

    – Beginnen der Messung des Stroms, der während der Verwendung der Maschine nach der Anfahrzeitspanne, wie z. B. (5 bis 10 Sekunden), der Entleerungspumpe gezogen wird;

    – Sichern des höchsten Wertes, der durch Vergleich der Werte erhalten wird, die innerhalb der ersten fünf Sekunden oder in einer anderen Zeitspanne nach der Messung erhalten werden, als Arbeitsstrom (I'belastet) unter Belastung im Speicher;

    – Vergleichen des Arbeitsstroms (I'belastet) unter Belastung mit jedem gemessenen Wert und Vergleichen des erhaltenen Verhältnisses (I'belastet/Igemessen) mit den Werten, die vorher im Mikroprozessor als Ergebnis der Laborexperimente gesichert wurden;

    – Anhalten der Maschine, wenn die I'belastet/Igemessen ≥ (Ibelastet/Iunbelastet)-Äquivalenz gegeben ist, annehmend, dass die Entleerungspumpe unbelastet arbeitet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,

    bei dem zum Messen des von der Entleerungspumpe verbrauchten Stroms

    – eine Schaltung, die einen "Operationsverstärker" (4) und einen "Wechselstrom/Gleichstrom-Umsetzer" (5) umfaßt, zusammen mit einem "Widerstand auf Manganinbasis" (3) oder einem "Stromtransformator" (6) oder einem "Hall-Effekt-Transistor" (7), die mit der elektrischen Leitung der Entleerungspumpe (2) in Reihe geschaltet sind, verwendet wird;

    – die am "Widerstand auf Manganinbasis" (3) oder am "Stromtransformator" (6) oder am "Hall-Effekt-Transistor" (7) abfallende Spannung erhöht wird, so daß am "Operationsverstärker" (4) der Maximalwert von 5 V anliegt;

    – der erhöhte Wechselstrom von 0–5 V an der Operationsverstärkerschaltung (4) in einen Gleichstrom (DC) umgesetzt wird und an den Mikroprozessor (1) übertragen wird;

    – die analogen Daten in digitale Daten umgesetzt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1,

    dadurch gekennzeichnet,

    daß dann, wenn die an den Mikroprozessor (1) gelieferte Spannung ständig 5 V übersteigt, entschieden wird, daß die Entleerungspumpe (2) blockiert ist, und der Anwender darüber durch irgendein Warnmittel informiert wird.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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