[0001] Die Erfindung betrifft einen Wäschetrockner mit einem Beschleunigungssensor, mit
dem eine verbesserte Steuerung möglich ist, und ein Verfahren zu seinem Betrieb. Die
Erfindung betrifft insbesondere einen Wäschetrockner mit einer Steuereinrichtung,
einer Trommel zur Aufnahme von Wäschestücken, in welcher mindestens ein Wäschemitnehmer
angeordnet ist, wobei sich im Wäschemitnehmer eine Sensoranordnung mit mindestens
zwei Sensoren, eine autarke Energieversorgung und eine Schnittstelle zur drahtlosen
Datenkommunikation befinden, und mindestens einer Auswerteeinheit für Sensorsignale
der Sensoranordnung, wobei Steuereinrichtung und Sensoranordnung eingerichtet sind,
drahtlos miteinander zu kommunizieren.
[0002] Die Entwicklung von Wäschetrocknern ist darauf gerichtet, den Betrieb für einen Benutzer
sicherer und einfacher zu gestalten, sowie darin durchgeführte Trocknungsprogramme
hinsichtlich Performance, Zeit, Energieverbrauch und Umweltverträglichkeit stetig
zu verbessern. Die Möglichkeit, betriebsrelevante Parameter jederzeit bestimmen zu
können, ist hierzu unerlässlich.
[0003] Im Allgemeinen werden in Wäschetrocknern hierzu Sensoren eingesetzt, zum Beispiel
resistiv oder kapazitiv arbeitende Sensoren, welche über eine Widerstandsmessung etwa
die Bestimmung einer Restfeuchte in Wäschestücken erlauben oder über eine Messung
der Temperatur und/oder der Feuchte einer zum Trocknen verwendeten Prozessluft Rückschlüsse
auf den Ablauf eines Trocknungsprogrammes erlauben, so dass beispielsweise ein Programmende
angezeigt werden kann. Auch der Einsatz von Drucksensoren oder Beschleunigungssensoren
ist bereits bekannt, um beispielsweise eine Beladungsmenge zu bestimmen. Nachteilig
ist, dass solche Sensoren meist an unterschiedlichen Stellen im Wäschetrockner platziert
sind, so dass eine hohe Ungenauigkeit der gemessenen Sensorsignale daraus resultieren
kann, dass die Sensoren unterschiedliche Messstellen erfassen. Sensoren benötigen
überdies oft viel Bauraum, so dass die Anordnung nicht flexibel gestaltet werden kann
und meist ein großer Abstand zwischen dem eigentlichen Messobjekt und den Sensoren
entsteht und das Sensorsignal dann ungenau ist. Es wäre daher wünschenswert, wenn
eine Sensoranordnung auf möglichst kleinem Bauraum realisiert werden könnte.
[0004] Die Veröffentlichung
DE 10 2012 217 975 A1 beschreibt ein Haushaltsgerät mit einer Steuereinrichtung zum Steuern von Betriebsprozessen
des Haushaltsgeräts, und mit einer batterielosen elektronischen Sensoreinheit zum
Erfassen zumindest eines Betriebsparameters des Haushaltsgeräts, wobei die Sensoreinheit
einen Generator zum Bereitstellen elektrischer Energie für die Sensoreinheit aus nicht-elektrischer
Energie sowie einen Sender aufweist, der zum drahtlosen Übertragen eines zumindest
einen Betriebsparameter charakterisierenden Funksignals an die Steuereinrichtung ausgebildet
ist. Der Generator ist ein thermoelektrischer Generator mit zwei thermischen Kontaktflächen,
der zum Bereitstellen der elektrischen Energie aufgrund einer Temperaturdifferenz
zwischen den Kontaktflächen ausgebildet ist.
[0005] Die Veröffentlichung
EP 1 895 043 A1 beschreibt eine Waschmaschine und/oder einen Wäschetrockner, insbesondere für den
Haushaltsgebrauch, ausgestattet mit einer rotierenden Trommel zur Aufnahme von zu
waschenden und/oder zu trocknenden Wäschestücken, und mit Kontrollmitteln, welche
mindestens einen funktionalen Parameter der Maschine messen können, z.B. die Feuchte
der Wäschestücke. Die besagten Messmittel sind mit der Kontrolltafel verbunden, um
diese entsprechend der erkannten Messgröße zu betreiben. Die Messmittel umfassen dabei
einen Generator für elektrische Energie, welcher direkt mit der rotierenden Trommel
assoziiert ist und mit der Kontrolltafel der Maschine drahtlos kommuniziert. Der Generator
für elektrische Energie umfasst einen Permanentmagneten, welcher frei in einem Rohr
aus nicht-leitendem Material gleitet, wobei auf dessen äußerer Oberfläche wenigstens
eine Spule gewunden ist, welche mit einer elektrischen Schalttafel verbunden ist,
welche in der Lage ist, ein Spannungssignal zu elaborieren und an die Kontrolltafel
der Maschine zu senden.
[0006] Die Veröffentlichung
EP 1 997 951 A1 beschreibt eine Waschmaschine, umfassend eine rotierende Wäschetrommel mit einer
frontalen Zugangsöffnung. Die Waschmaschine umfasst weiterhin ein elektrisches Gerät,
angepasst an die Trommel und einen elektrischen Generator, welcher in die Trommel
eingebaut ist und die Rotation der Trommel nutzt, um die zum Betreiben des elektrischen
Gerätes notwendige elektrische Energie zu erzeugen.
[0007] Die Veröffentlichungen
DE 102 42 144 A1 und
WO 2004/022836 A2 beschreiben einen Wäschetrockner mit einer sich drehenden Trommel zur Aufnahme von
zu trocknender Wäsche, wobei die Trommel eine Sensoreinrichtung aufweist zur Bestimmung
eines physikalischen Werts im Inneren der Trommel, die Sensoreinrichtung signalübertragend
mit einer Steuerung des Wäschetrockners verbunden ist, und die signalübertragende
Verbindung draht- und berührungslos ausgebildet ist.
[0008] Die Veröffentlichung
DE 10 2006 053 274 A1 beschreibt ein Verfahren zum Ermitteln der Ladungsmenge an Wäsche in einem Laderaum
mit Luftauslass eines Wäschetrockners, insbesondere eine Abluftwäschetrockners, wobei
die absolute Luftfeuchtigkeit im Luftauslass aus dem Laderaum gemessen wird und wobei
die Ladungsmenge in dem Laderaum durch Ermittlung des Maximalwertes und/oder des Verlaufes
der absoluten Luftfeuchtigkeit im Luftauslass aus dem Laderaum bestimmt wird.
[0009] Die Veröffentlichung
WO 2013/182402 beschreibt eine Waschmaschine bzw. einen Trockner, umfassend eine Trommel, in welche
Wäschestücke eingebracht werden, ein oder mehrere Ablenkteile (baffles), die auf der
inneren Oberfläche der Trommel angebracht sind, einen oder mehrere Sensoren, die in
der Trommel platziert sind und eine Hauptregeleinheit, welche Wasch- bzw. Trockenoperationen
steuert. Dabei ist eine zusätzliche Regeleinheit innerhalb des Ablenkteiles angeordnet,
welche die von den Sensoren erhaltenen analogen Signale in digitale Signale umwandelt
und diese Signale an die Hauptregeleinheit überträgt. Ein ins Innere der Trommel zeigender
Temperatursensor kann auf der Oberfläche des Ablenkteils angeordnet sein. Die zusätzliche
Regeleinheit kann die drahtlose Übertragung von Signalen durchführen.
[0010] Die Veröffentlichung
WO 2018/015214 beschreibt ein Haushaltsgerät mit einer Steuereinrichtung und mindestens einem Sensorknoten,
umfassend mindestens einen Sensor, mindestens eine Auswerteeinheit, eine autarke Energieversorgung
und eine Schnittstelle zur drahtlosen Datenkommunikation, wobei die Steuereinrichtung
und der Sensorknoten eingerichtet sind, drahtlos miteinander zu kommunizieren, und
wobei der mindestens eine Sensor ein mikromechanischer Sensor ist und der mindestens
eine Sensorknoten derart eingerichtet ist, dass er sowohl von der Steuereinrichtung
gesteuert werden kann, als auch selbständig mindestens ein Messsignal erfassen, auswerten
und an die Steuereinrichtung übermitteln kann.
[0011] Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wäschetrockner
mit einer verbesserten Steuerung bereitzustellen. Vorzugsweise soll eine verbesserte
Überwachung und Steuerung eines Trocknungsprogrammes ermöglicht werden, wozu insbesondere
auch die Feuchte der Wäschestücke und/oder die Beladung der Trommel mit Wäschestücken
ermittelbar sein sollte. Außerdem soll ein zum Betrieb dieses Wäschetrockners geeignetes
Verfahren bereitgestellt werden.
[0012] Die Lösung dieser Aufgabe wird nach dieser Erfindung erreicht durch einen Wäschetrockner
sowie ein zum Betrieb dieses Wäschetrockners geeignetes Verfahren mit den Merkmalen
der entsprechenden unabhängigen Patentansprüche. Bevorzugte Ausführungsformen des
erfindungsgemäßen Wäschetrockners sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den
jeweiligen abhängigen Patentansprüchen aufgeführt. Bevorzugten Ausführungsformen des
erfindungsgemäßen Wäschetrockners entsprechen bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Verfahrens und umgekehrt, auch wenn dies hierin nicht explizit festgestellt ist.
[0013] Gegenstand der Erfindung ist somit ein Wäschetrockner mit einer Steuereinrichtung,
einer Trommel zur Aufnahme von Wäschestücken, in welcher mindestens ein Wäschemitnehmer
angeordnet ist, wobei sich im Wäschemitnehmer eine Sensoranordnung mit mindestens
zwei Sensoren, eine autarke Energieversorgungseinheit und eine Schnittstelle zur drahtlosen
Datenkommunikation befinden, und mindestens einer Auswerteeinheit für Sensorsignale
der Sensoranordnung, wobei Steuereinrichtung und Sensoranordnung eingerichtet sind,
drahtlos miteinander zu kommunizieren, und im Wäschemitnehmer ein Beschleunigungssensor,
und mindestens eine Elektrode eines Leitfähigkeitssensors und/oder ein Luftfeuchtesensor
angeordnet sind, und die Steuereinrichtung eingerichtet ist, um bei einer Rotation
der Trommel eine Position des Wäschemitnehmers zu bestimmen, so dass die vom Leitfähigkeitssensor
und/oder Luftfeuchtesensor gemessenen Sensorsignale der Position des Wäschemitnehmers
zugeordnet werden können.
[0014] Der Wäschetrockner kann ein Trockner an sich oder ein Waschtrockner sein, also ein
Gerät, welches die Funktionen einer Waschmaschine und eines Wäschetrockners miteinander
verbindet.
[0015] Als Beschleunigungssensor kann beispielsweise ein kapazitiv arbeitender Sensor eingesetzt
werden. Auch ein Sensor basierend auf einem Widerstandsbelastungsstreifen ist einsetzbar.
Es können zudem sowohl einachsige, als auch Sensoren mit zwei oder mehreren Messachsen
verwendet werden.
[0016] In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wäschetrockners ist der
Beschleunigungssensor ein Sensor mit drei Messachsen; insbesondere ein mikromechanischer
Beschleunigungssensor mit drei Messachsen. Auf diese Weise können zudem durch die
Auswertung der einzelnen Messachsensignale und deren Frequenzanteilen auch Verschleißerscheinungen
oder eine Unwucht in einem erfindungsgemäßen Wäschetrockner mit dynamischen Komponenten,
also beispielsweise einer Trommel, detektiert werden.
[0017] Es kann bei Verwendung dieses Beschleunigungssensors auch vorteilhaft sowohl die
Beladungsmenge, als auch der Schlupf der Trommel gegenüber einem Antriebsmotor und
eine Unwucht der Trommel berechnet werden und gegebenenfalls durch die Steuereinrichtung
kompensiert werden. Über das z-Messachsensignal kann dann außerdem die Position und
die Geschwindigkeit der Trommel erkannt werden. Durch die Beschleunigungssignale können
außerdem auch Alterungseffekte, wie etwa Verschleiß der Trommellager oder Alterung
des Antriebsstranges detektiert werden und über die Steuereinrichtung dann gegebenenfalls
eine Information an einen Benutzer ausgegeben werden.
[0018] Insbesondere kann ein Beladungsgrad der Trommel mit Wäschestücken genau gemessen
werden. Durch die Drehung der Trommel kollidieren die Wäschestücke mit dem Wäschemitnehmer
und erzeugen auf diese Weise einen Beschleunigungsimpuls, welcher durch den Beschleunigungssensor
erfasst wird. Aus der Art und der Höhe eines solchen Sensorsignals kann dann der Beladungsgrad
bestimmt werden. Eine Variation über mehrere unterschiedliche Drehzahlen erhöht dabei
die Genauigkeit der Messung.
[0019] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Wäschetrockners werden als Leitfähigkeitssensoren
mindestens zwei Elektroden verwendet, die auf mindestens einem Wäschemitnehmer angeordnet
sind, so dass zwischen diesen die Leitfähigkeit gemessen werden kann. Die beiden Elektroden
können auch auf verschiedenen Wäschemitnehmern angeordnet sein. Ist eine gemessene
Leitfähigkeit zwischen den Elektroden vergleichsweise gering, kann darauf geschlossen
werden, dass sich zwischen ihnen keine feuchten Wäschestücke befinden. In Abhängigkeit
von der Anordnung und Zahl der Elektroden kann in Abhängigkeit von entsprechenden
Sensorsignalen auf die Beladung der Trommel mit feuchten Wäschestücken geschlossen
werden.
[0020] In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wäschetrockners ist die
Gegenelektrode des Leitfähigkeitssensors auf dem gleichen Wäschemitnehmer oder einem
unterschiedlichen Wäschemitnehmer angeordnet.
[0021] In einer hierzu alternativen Ausführungsform des Wäschetrockners wird als Gegenelektrode
des Leitfähigkeitssensors ein Trommelmantel der Trommel herangezogen.
[0022] Erfindungsgemäß ist ganz besonders bevorzugt ein Wäschetrockner, bei dem die Steuereinrichtung
eingerichtet ist, um anhand der vom Leitfähigkeitssensor und/oder Luftfeuchtesensor
gemessenen Sensorsignale eine Wäschefeuchte und/oder Beladung der Trommel mit Wäschestücken
zu bestimmen. Abhängig von der Wäschemenge, d.h. der Beladung der Trommel mit Wäschestücken,
sowie der Wäschefeuchte kommt es nämlich zu einer unterschiedlichen Befüllung der
Trommel. Dies beeinflusst bei einer Rotation der Trommel den Wäschefall, wobei zusätzlich
die Drehgeschwindigkeit der Trommel den Wäschefall beeinflusst. Bei einer konstanten
Drehgeschwindigkeit der Trommel ist der Wäschefall abhängig von der Menge der Wäschestücke
und der Wäschefeuchte. Bei der Rotation der Trommel kommen daher Bereiche des Mantels
der Trommel und die Wäschemitnehmer unterschiedlich oft mit den Wäschestücken in Berührung.
Um zu erkennen, an welcher örtlichen Stelle während der Bewegung der Trommel in den
Wäschemitnehmern Sensorsignale von z.B. einem Luftfeuchtesensor oder einem Leitfähigkeitssensor
aufgenommen werden, werden die Sensorsignale des Beschleunigungssensors ausgewertet,
so dass die vom Leitfähigkeitssensor und/oder Luftfeuchtesensor gemessenen Sensorsignale
der Position des Wäschemitnehmers zugeordnet werden können.
[0023] Im Allgemeinen ist hierzu eine der Messachsen des Beschleunigungssensors parallel
zur Rotationsachse der Trommel angeordnet, so dass aus den beiden Werten der Beschleunigung
in den beiden anderen Richtungen auf die Winkelstellung der Trommel und damit auf
die Position des betreffenden Wäschemitnehmers geschlossen werden kann. Damit können
die gemessenen Werte der Luftfeuchte und/oder des Leitwertes der Position der Trommel
zugeordnet werden. Aus der Stärke dieser Sensorsignale an dieser Position kann auf
die Beladung mit Wäschestücken und deren Wäschefeuchte geschlossen werden. Dabei kann
insbesondere bei bekannter Drehgeschwindigkeit der Trommel auch die zeitliche Periodizität
der gemessenen Sensorsignale herangezogen werden. Schließlich kommt es bei einer geringeren
Beladung mit Wäschestücken zu weniger Berührungen der Wäschemitnehmer mit Wäschestücken.
Bei einer geringeren Beladung werden bei einer Trommeldrehung weniger Wäschemitnehmer
mit den Wäschestücken in Berührung gelangen als bei einer größeren Beladung. Überdies
kann berücksichtigt werden, dass die Berührungsflächen der Wäschestücken mit den Wäschemitnehmern
mit zunehmendem Trocknungsgrad der Wäschestücke geringer werden.
[0024] Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, wenn in der Steuerungseinheit des Wäschetrockners
für eine möglichst genaue Auswertung entsprechende Zusammenhänge, beispielsweise auch
unter Berücksichtigung der Drehgeschwindigkeit der Trommel, hinterlegt sind.
[0025] In einer bevorzugten Ausführungsform des Wäschetrockners basieren mindestens zwei
Sensoren der Sensoranordnung auf dem gleichen Messprinzip und sind entlang des Wäschemitnehmers
angeordnet. Hierdurch kann die Genauigkeit der mit der Erfindung möglichen Bestimmung
von Wäschefeuchte und Beladung mit Wäschestücken noch weiter verbessert werden.
[0026] Wäschemitnehmer sind im Allgemeinen im Wesentlichen parallel zu einer Drehachse der
Trommel angeordnet, so dass der Begriff "entlang des Wäschemitnehmers" dahingehend
auszulegen ist, dass die Anordnung im Wesentlichen parallel zur Drehachse der Trommel
erfolgt ist. Die Sensoren weisen bei dieser Anordnung zumindest in Richtung des Wäschemitnehmers
einen Abstand voneinander auf, wobei dieser Abstand im Allgemeinen jeweils ausgehend
von Projektionen der Orte der Sensoren auf eine gedachte Achse, die parallel zur Rotationsachse
der Trommel verläuft, bestimmt werden. Drei Sensoren entlang des Wäschemitnehmers
definieren daher zwei Abstände, nämlich einen ersten Abstand d
1 zwischen einem ersten Sensor und einem zweiten Sensor und einen zweiten Abstand d
2 zwischen dem zweiten Sensor und einem dritten Sensor. Die Abstände d
1 und d
2 können gleich oder verschieden sein. Dies gilt entsprechend für den Fall von vier
oder mehr Sensoren für weitere Abstände d
n (n>2).
[0027] In einer bevorzugten Ausführungsform des Wäschetrockners ist das Messprinzip ausgewählt
unter den physikalischen Eigenschaften Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Druck und/oder
Leitfähigkeit, so dass mindestens zwei Sensoren jeweils ein Temperatursensor, Luftfeuchtesensor,
Drucksensor, Leitfähigkeitssensor oder eine beliebige Kombination von diesen sind.
Beispielsweise können ein Paar Temperatursensoren und ein Paar Luftfeuchtesensoren
vorliegen.
[0028] In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wäschetrockners ist der
optional verwendete Temperatursensor ein mikromechanischer Temperatursensor, der aus
einem n-leitenden Silizium-Kristall besteht, der in Planar-Technologie hergestellt
ist.
[0029] Es ist erfindungsgemäß überdies besonders bevorzugt, dass als Sensoren Mehrfachsensoren
verwendet werden, die gleichzeitig auf mehreren Messprinzipien basieren. Derartige
platzsparende Dual- oder Tripelsensoren sind an sich bekannt.
[0030] Die mindestens zwei Sensoren des Wäschetrockners sind vorzugsweise modulare Bauteile
mit einer Größe im Bereich von jeweils 2-4 x 2-4 x 0.5-1.5 mm
3.
[0031] Die Sensoren sind im Allgemeinen als mikromechanische Sensoren ausgebildet. Da mikromechanische
Sensoren besonders kleinteilige Elemente sind, d.h. wenig Bauraum benötigen, können
zwei oder mehr Sensoren zusammengefasst werden, so dass beispielsweise ein Dualsensor
oder ein Tripelsensor entsteht. Hierzu kann der Sensor insbesondere modular aufgebaut
sein. Die kleinteilige Ausgestaltung mikromechanischer Sensoren bietet überdies aber
noch einen entscheidenden weiteren Vorteil. Werden nämlich mikromechanische Sensoren
verwendet, können alle Sensoren Messungen am gleichen Ort durchführen. Die Sensorsignale
haben dann alle einen gemeinsamen örtlichen Bezugspunkt. Dadurch können aus einzelnen
Sensorsignalen erhaltene Parameter besonders genau miteinander korreliert werden.
[0032] Jedenfalls können hiermit die Sensoranordnung, umfassend den mindestens einen mikromechanischen
Sensor, die Schnittstelle zur drahtlosen Datenkommunikation und die autarke Energieversorgungseinheit
sowie ggf. die Auswerteeinheit auf besonders geringem Bauraum realisiert werden.
[0033] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wäschetrockners
ist mindestens ein Sensor, z.B. ein mikromechanischer Sensor, der im Wäschemitnehmer
angeordneten Sensoranordnung ein Drucksensor mit einer Membran. Dann kann vorteilhaft
ein Druck, den die Wäschestücke beim Kontakt mit dem Wäschemitnehmer auf die Membran
ausüben, auf das Druckelement im Drucksensor übertragen werden. Dies kann zusätzlich
die Bestimmung einer Beladung der Trommel mit Wäschestücken verbessern. Durch die
Drehung der Trommel kollidieren die Wäschestücke mit dem Wäschemitnehmer und erzeugen
auf diese Weise einen Druck auf die Wäschemitnehmer, der durch einen Drucksensor erfasst
werden kann. Aus der Art und der Höhe eines solchen Messsignals kann dann auf alternative
Weise zur Ergänzung der Beladungsgrad bestimmt werden.
[0034] Ist mindestens ein Sensor ein Drucksensor, insbesondere ein mikromechanischer Drucksensor,
so kann für den Fall, dass der Drucksensor bei ausgeschaltetem Wäschetrockner nach
dem Einbringen von Wäschestücken in die Trommel ein Sensorsignal sensiert, die mindestens
eine Sensoranordnung das ausgewertete Sensorsignal an die Steuereinrichtung übermitteln
und diese veranlassen, den Wäschetrockner einzuschalten.
[0035] Die vorliegende Erfindung ermöglicht in Ausführungsformen die Verfolgung eines Trocknungsprogrammes
durch Auswertung von Sensorsignalen von Sensoren, die in Richtung der Wäschemitnehmer
bzw. in Richtung der Drehachse der Trommel angeordnet sind. Im Allgemeinen tritt bei
der Durchführung eines Trocknungsprogrammes für feuchte Wäschestücke die in einem
sog. Prozessluftkanal fließende Prozessluft nach ihrem Erhitzen durch eine im Allgemeinen
vorhandene Heizvorrichtung des Wäschetrockners von hinten in die Trommel ein. Beim
Durchgang durch die Trommel bis zur Vorderseite kühlt sich die ursprünglich sehr warme
und trockene Prozessluft ab und nimmt gleichzeitig Feuchtigkeit aus den zu trocknenden
Wäschestücken auf. Überdies werden die Wäschestücke aufgrund der Strömung der Prozessluft
im Allgemeinen nach vorne in Richtung einer Zugangstür gedrückt. Dabei werden auch
die der eintretenden Prozessluft am nächsten liegenden Wäschestücke im Allgemeinen
am stärksten getrocknet. Insgesamt wird sich daher in der Trommel in Richtung von
deren Drehachse ein Gradient der Temperatur und der Feuchte der Prozessluft ergeben.
Für eine verbesserte Steuerung eines Trocknungsprogrammes ist eine möglichst genaue
Bestimmung von ortsabhängiger Temperatur und Feuchte der Luft in der Trommel von Bedeutung.
Dadurch können insbesondere die Wäschefeuchte und die Beladung der Trommel mit Wäschestücken
besser bestimmt werden. Ungleichmäßigkeiten bei der Trocknung können dadurch beispielsweise
durch eine geeignete Änderung einer Gebläseleistung, einer Heizleistung sowie einer
Trommelrotation ausgeglichen werden. Überdies kann ein gewünschtes Trocknungsende
noch genauer bestimmt werden.
[0036] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind daher mindestens
drei Sensoren, vorzugsweise mindestens vier und besonders bevorzugt mindestens sechs
Sensoren entlang des mindestens einen Wäschemitnehmers angeordnet. Im Allgemeinen
beruhen diese Sensoren auf dem gleichen Messprinzip, um die Veränderung einer Eigenschaft
wie z.B. die Luftfeuchte in Richtung der Drehachse bzw. des Wäschemitnehmers möglichst
genau verfolgen zu können.
[0037] Abgesehen vom Beschleunigungssensor sind die hierin diskutierten Sensoren im Allgemeinen
an der Oberfläche von mindestens einem Wäschemitnehmer angeordnet. Es kann allerdings
vorgesehen sein, einen oder mehrere Sensoren auch im Inneren des oder der Wäschemitnehmer
anzuordnen, beispielsweise einen Temperatursensor zur Überwachung der ordnungsgemäßen
Funktion von elektronischen Bauteilen.
[0038] Neben den in der Trommel in Wäschemitnehmern angeordneten Sensoren können optional
zur Ergänzung weitere Sensoren im Prozessluftkanal angeordnet sein, beispielsweise
am Trommeleingang und/oder am Trommelausgang. Hierbei können die Sensoren auf verschiedenen
Messprinzipien basieren, z.B. Temperatur, Feuchte, Druck, wobei auch Dual- und Tripelsensoren
verwendet werden können. Diese außerhalb der Trommel angeordneten Sensoren können
zusätzlich zu einer besseren Überwachung eines Trocknungsprogrammes beitragen.
[0039] Ein Wäschetrockner ist zudem bevorzugt, bei dem die Steuereinrichtung eingerichtet
ist, um anhand der von den Sensoren gemessenen Sensorsignale und/oder der örtlichen
Gradienten der Sensorsignale in Richtung des Wäschemitnehmers die Beladung der Trommel
mit Wäschestücken und/oder den Trocknungsgrad der Wäschestücke zu bestimmen. Bei einer
Anordnung von Sensoren entlang eines Wäschemitnehmers kann bei einer rotierenden Trommel
nämlich ermittelt werden, ab welchem Abstand von einer Zugangsöffnung der Trommel
sich die Sensorsignale so ändern, dass davon ausgegangen werden kann, dass hier keine
Wäschestücke mehr angeordnet sind.
[0040] Der Hintergrund hierfür ist, dass es abhängig von der Menge an Wäschestücken in der
Trommel, d.h. der Beladung der Trommel, und der Feuchte der Wäschestücke zu unterschiedlichen
Befüllungen der Trommel kommen kann. Bei dem bevorzugten Eintritt der Prozessluft
an einer Rückwand der Trommel werden die Wäschestücke zu einer Trocknertür gedrückt.
Abhängig von der Menge an Wäschestücken in der Trommel kann dann bei diesem Trommeleintritt
nur ein vorderer Bereich der Trommel gefüllt sein. Außerdem werden bei dieser bevorzugten
Strömungsrichtung der Prozessluft die Wäschestücke am Trommeleintritt rascher getrocknet
als am Trommelaustritt. Die Erfindung ermöglicht es in Ausführungsformen, diesen beladungs-
und feuchteabhängigen Befüllungsgrad und die Feuchte der Wäschestücke, d.h. deren
Trockengrad, in Abhängigkeit von der Trommeltiefe, d.h. in Abhängigkeit von einer
Stelle entlang des Wäschemitnehmers, zu erkennen. Der Trocknungszustand der Wäsche
und die Beladungsmenge kann so noch präziser ermittelt und ein Trocknungsprogramm
daher genauer gestaltet werden.
[0041] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Wäschetrockners ist die Steuereinrichtung
eingerichtet, um zur Bestimmung der Beladung der Trommel mit Wäschestücken und/oder
des Trocknungsgrades der Wäschestücke die Stärke der in die Trommel gelangenden Luftströmung
zu berücksichtigen. Hierbei umfasst die Stärke der Luftströmung sowohl Menge als auch
Fließgeschwindigkeit der Prozessluft. Die Stärke der Luftströmung kann über die Leistung
eines Gebläses im Trocknungskanal des Wäschetrockners eingestellt werden.
[0042] Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass der Wäschetrockner mindestens zwei Wäschemitnehmer
aufweist, in denen sich eine Sensoranordnung mit mindestens zwei Sensoren, eine autarke
Energieversorgung und eine Schnittstelle zur drahtlosen Datenkommunikation befinden.
Dabei ist es wiederum bevorzugt, dass die Steuereinrichtung des Wäschetrockners eingerichtet
ist, um anhand der von den Sensoranordnungen in den mindestens zwei Wäschemitnehmern
gemessenen Sensorsignale und/oder der örtlichen Gradienten der Sensorsignale in Richtung
des Wäschemitnehmers unter Berücksichtigung der Rotationsgeschwindigkeit der Trommel
die Beladung der Trommel mit Wäschestücken zu bestimmen. Wenn die mindestens zwei
Wäschemitnehmer beide jeweils einen Beschleunigungssensor aufweisen, können zudem
deren örtliche Positionen während einer Drehung der Trommel berücksichtigt werden.
[0043] Überdies ist ein Wäschetrockner bevorzugt, bei dem die mindestens eine Sensoranordnung
eingerichtet ist, um von der Steuereinrichtung gesteuert zu werden und/oder selbstständig
mindestens ein Sensorsignal messen, auswerten und an die Steuereinrichtung übermitteln
kann.
[0044] Im erfindungsgemäßen Wäschetrockner ist vorzugsweise eine drahtlose Kommunikation
zwischen der Steuereinrichtung und der mindestens einen Sensoranordnung in beide Richtungen
möglich. Es kann also in einer Ausführungsform beispielsweise ein durch die Sensoranordnung
selbstständig erfasster und anschließend ausgewerteter Satz von Sensorsignalen an
die Steuereinrichtung übermittelt werden. Die Steuereinrichtung kann andererseits
aber vorzugsweise auch ein Signal an die Sensoranordnung übermitteln, beispielsweise
zur Abfrage eines Sensorsignals. Die Steuereinrichtung ist dabei vorzugsweise eingerichtet,
anhand eines von der mindestens einen Sensoranordnung übermittelten Sensorsignals
bzw. einer Auswertung davon im Wäschetrockner eine Aktion auszuführen.
[0045] "Aktion" bedeutet im Sinne der Erfindung jede Möglichkeit, den erfindungsgemäßen
Wäschetrockner zu steuern. Eine Aktion kann also beispielsweise die Durchführung eines
Trocknungsprogramms oder auch eines Teilabschnittes eines Trocknungsprogramms sein.
Dabei kann ein Trocknungsprogramm im Sinne der Erfindung ein in einem Wäschetrockner
werkseitig implementiertes Trocknungsprogramm sein, eine oder mehrere Zusatzoptionen
oder auch ein benutzerdefiniertes Trocknungsprogramm. Der Begriff Trocknungsprogramm
ist somit erfindungsgemäß breit auszulegen. Des Weiteren kann es sich bei einer Aktion
im Sinne der Erfindung aber auch um das bloße Einschalten oder Ausschalten des Wäschetrockners
handeln, das Einschalten oder Ausschalten einer Heizung des Wäschetrockners oder eines
Prozessluftgebläses oder die Variation von deren Leistung, die Ausgabe einer Anzeige
auf einem Bedienelement des Wäschetrockners oder auch ein akustisches Signal für die
Ausgabe von Informationen an einen Benutzer.
[0046] Jedenfalls ist jede mögliche Art der Steuerung des erfindungsgemäßen Wäschetrockners
von dem Begriff "Aktion" umfasst.
[0047] Im erfindungsgemäßen Wäschetrockner sind die Steuereinrichtung und die mindestens
eine Sensoranordnung eingerichtet, Daten drahtlos zu kommunizieren. Vorzugsweise sind
dabei die mindestens eine Sensoranordnung und die Steuereinrichtung und/oder die Auswerteeinheit
eingerichtet, um über eine Low-Power-Bluetooth-Verbindung drahtlos miteinander zu
kommunizieren. Die Verbindung kann dabei auf alle möglichen Arten realisiert werden,
beispielsweise über individuelle Funkschnittstellen oder auch über Schnittstellen
in der Auswerteeinheit und der Steuereinrichtung.
[0048] Im erfindungsgemäßen Wäschetrockner ist vorgesehen, dass der mindestens eine Wäschemitnehmer
eine autarke Energieversorgungseinheit umfasst. Erfindungsgemäß bedeutet der hierin
verwendete Begriff "autarke Energieversorgungseinheit", dass die Energieversorgungseinheit
eingerichtet ist, selbstständig Energie zu erzeugen, d.h. unabhängig von der Energieversorgung
des Wäschetrockners.
[0049] Auf diese Weise kann die Sensoranordnung auch dann selbstständig ein Sensorsignal
erfassen, auswerten und an die Steuereinrichtung übermitteln, wenn der Wäschetrockner
ausgeschaltet ist. Die Art der Energieversorgung ist dabei nicht eingeschränkt. Die
Energieversorgung kann aber beispielsweise auch thermoelektrisch, induktiv oder piezoelektrisch
erfolgen. Hier ist im Prinzip jede aus dem Stand der Technik bekannte Lösung möglich.
In Ergänzung hierzu können auch für eine Energieversorgung Batterien oder Akkumulatoren
herangezogen werden.
[0050] Umfasst die Energieversorgungseinheit ein Thermopile-Element, so kann das mindestens
eine Thermopile-Element in oder an dem Wäschemitnehmer angeordnet sein. In Kontakt
mit warmer Wäsche beispielsweise oder auch durch warme Prozessluft kann dann an den
beiden Enden des Thermopile-Elements eine Temperaturdifferenz erzeugt werden. Die
erzeugte Spannungsdifferenz kann dann an einem Ende abgegriffen werden.
[0051] Umfasst die Energieversorgungseinheit ein magnetisches Induktionselement, also beispielsweise
eine Spule und einen Magneten, so kann die Spule in einem Wäschemitnehmer angeordnet
werden und der Magnet kann am Gehäuse des Wäschetrockners befestigt werden, so dass
durch die Trommelbewegung die Spule in einem definierten Abstand an dem Magneten vorbeigeführt
werden kann. Der hierdurch erzeugte Induktionsstrom kann dann abgegriffen werden.
Zusätzlich kann zur Verstärkung des Wirkungsgrades auch ein Magnetflusssammler verwendet
werden, um durch die Öffnung in der Trommel die Magnetfelder an die Spule weiterzuleiten.
[0052] In einer alternativen Ausführungsform kann auch der Magnet in dem Wäschemitnehmer
angeordnet sein und zwar derart beweglich, dass er bei einer Hoch- und Runterbewegung
der Trommel an der benachbarten Spule vorbeistreifen kann. Es kann auch auf diese
Weise vorteilhaft die Energieversorgungseinheit vollständig in den Wäscheabnehmer
integriert werden.
[0053] In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die autarke Energieversorgungseinheit
mindestens ein Piezoelement zur Energieerzeugung und ist eingerichtet, um durch mechanische
Verformung mindestens eines Piezoelementes elektrische Energie für die Sensoranordnung,
die Schnittstelle zur drahtlosen Datenkommunikation und/oder die Auswerteeinheit zu
erzeugen.
[0054] Damit nutzt die Erfindung vorteilhaft den sogenannten piezoelektrischen Effekt aus,
bei dem durch mechanische Deformation elektrische Ladung erzeugt wird.
[0055] In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Haushaltsgeräts ist das
optionale mindestens eine Piezoelement ein piezokeramisches Biegeelement.
[0056] Die Form des Biegeelementes ist dabei erfindungsgemäß nicht eingeschränkt, es kann
jegliche geometrische Form aufweisen. Bevorzugt ist es jedoch, wenn das Biegeelement
flächig ausgestaltet ist, besonders bevorzugt in rechteckiger Form. Auch die Größe
und die Auslenkung des Biegeelementes sind erfindungsgemäß nicht eingeschränkt. Sie
werden im Allgemeinen von der Platzierung des Piezoelementes abhängen, sowie von der
auf das Piezoelement ausgeübten mechanischen Belastung.
[0057] Jedenfalls umfasst ein piezokeramisches Biegeelement im Allgemeinen eine Biegestruktur
und Elektroden. Die Biegestruktur kann auf unterschiedliche Arten realisiert werden,
also beispielsweise eine Schichtstruktur sein. Die Biegestruktur kann auch eine Kombination
aus einer oder zwei piezokeramischen Komponenten sein, die auch mindestens eine Zwischenlage
aufweisen können. Die piezokeramischen Komponenten können dabei auch aus einzelnen
Schichten und/oder Multischichten bestehen, deren Schichtdicke ebenfalls nicht eingeschränkt
ist.
[0058] Auch das piezokeramische Material ist erfindungsgemäß nicht eingeschränkt, es kann
sich beispielsweise um Bleizirkonattitanat handeln, aber auch jede andere Piezokeramik
kann verwendet werden.
[0059] In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wäschetrockners weist
jedenfalls das optional verwendete piezokeramische Biegeelement eine piezokeramische
Schicht mit einer Schichtdicke von 100 bis 500 µm auf. Bevorzugt liegt die Schichtdicke
im Bereich von 150 bis 250 µm, und ist beispielsweise 200 µm.
[0060] Vorzugsweise ist diese Schicht dann als Platte ausgebildet und weist jeweils an der
Oberseite und der Unterseite eine Flächenelektrode auf, sowie jeweils eine Kontaktierung
und zwei elektrische Anschlüsse.
[0061] In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wäschetrockners ist das
mindestens eine optionale Piezoelement derart im oder am Wäschemitnehmer angeordnet,
dass es durch den Aufprall von Wäschestücken auf mindestens einen Wäschemitnehmer
während der Rotation der Trommel verformt werden kann. Vorzugsweise ist die Energieversorgungseinheit
vollständig in den Wäschemitnehmer integriert, so dass die Sensoranordnung zusammen
mit der Energieversorgungseinheit als ein kompaktes modulares Bauteil gefertigt werden
kann.
[0062] Im Allgemeinen weisen Wäschetrockner auch mindestens eine Anzeigeeinheit auf, welche
Informationen in Form von Texten, Bildern und/oder Zeichen, farbig und/oder schwarz-weiß,
statisch und/oder animiert anzeigen kann. Vorzugsweise können über die Anzeigeeinheit
Informationen und/oder Warnungen an einen Benutzer ausgegeben werden. Ganz besonders
bevorzugt ist die Anzeigeeinheit jedoch eine externe Anzeigeeinheit, beispielsweise
der Touchscreen eines Smartphones oder TabletPCs.
[0063] Der Wäschetrockner umfasst eine Auswerteeinheit für die Auswertung der Sensorsignale.
Diese kann in den Wäschemitnehmern oder an einer anderen Stelle im Wäschetrockner
angeordnet sein. Art und Ausgestaltung der Auswerteeinheit sind nicht eingeschränkt.
Sie kann beispielsweise ein Teil des mindestens einen Sensors sein, also in diesen
implementiert sein. Es kann sich aber auch um eine eigenständige Prozessoreinheit
handeln. Die Auswerteeinheit ist dabei jedenfalls eingerichtet, Sensorsignale auszuwerten
und an die Steuereinrichtung zu übermitteln.
[0064] In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wäschetrockners sind auch
Auswerteroutinen in der Auswerteeinheit hinterlegt und die Auswerteeinheit ist eingerichtet,
anhand beispielsweise eines Soll/Ist-Vergleichs und/oder anhand von Kalibrationswerten/-kurven
von der oder den Sensoranordnungen gemessene Sensorsignale nicht nur auszuwerten,
sondern auch zu bewerten und erst dann an die Steuereinrichtung zu übermitteln, wenn
dies der Bewertung nach vorgesehen ist. Also beispielsweise, wenn ein hinterlegter
Sollwert durch den Istwert überschritten oder unterschritten wird.
[0065] Insbesondere für einen Haushalt mit vernetzten Geräten weist der erfindungsgemäße
Wäschetrockner vorzugsweise eine zusätzliche Schnittstelle zur drahtlosen Datenübertragung
auf, wobei der Wäschetrockner dann vorzugsweise mittels einer externen Bedieneinheit,
beispielsweise einem Smartphone und/oder einem Tablet-PC vorzugsweise über eine App
bedient werden kann. Insbesondere bevorzugt ist der erfindungsgemäße Wäschetrockner
dann auch in ein Heimnetzwerk mit mindestens einem weiteren Haushaltsgerät integriert.
[0066] In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Haushaltsgeräts weist
der Wäschemitnehmer zusätzlich einen Energiespeicher auf. Der Energiespeicher ist
erfindungsgemäß nicht eingeschränkt und kann technisch auf jegliche Weise realisiert
werden, also beispielsweise ein Akkumulator sein. Der Energiespeicher kann zudem beispielsweise
in ein Piezoelement implementiert sein oder auch eigenständig ausgebildet sein. Jedenfalls
dient der Energiespeicher dazu, die von der Energieversorgungseinheit erzeugte Energie
zu speichern und bei Bedarf die Sensoranordnung und ggf. Auswerteeinheit etc. mit
elektrischer Energie zu versorgen.
[0067] Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Verfahren zum Betrieb eines Wäschetrockners
mit einer Steuereinrichtung, einer Trommel zur Aufnahme von Wäschestücken, in welcher
mindestens ein Wäschemitnehmer angeordnet ist, wobei sich im Wäschemitnehmer eine
Sensoranordnung mit mindestens zwei Sensoren, eine autarke Energieversorgungseinheit
und eine Schnittstelle zur drahtlosen Datenkommunikation befinden, und mindestens
einer Auswerteeinheit für Sensorsignale der Sensoranordnung, wobei Steuereinrichtung
und Sensoranordnung eingerichtet sind, drahtlos miteinander zu kommunizieren, und
in mindestens einem Wäschemitnehmer ein Beschleunigungssensor, und mindestens eine
Elektrode eines Leitfähigkeitssensors und/oder ein Luftfeuchtesensor angeordnet ist
und die Steuereinrichtung eingerichtet ist, um bei einer Rotation der Trommel eine
Position des Wäschemitnehmers zu bestimmen, so dass die vom Leitfähigkeitssensor und/oder
Luftfeuchtesensor gemessenen Sensorsignale der Position des Wäschemitnehmers zugeordnet
werden können, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
(a) Rotieren der Trommel;
(b) Detektieren von Sensorsignalen des Beschleunigungssensors, und der mindestens
einen Elektrode des Leitfähigkeitssensors und/oder des Luftfeuchtesensors; und
(d) Auswerten der Sensorsignale der im Schritt (b) verwendeten Sensoren der Sensoranordnung
durch die Auswerteeinheit in Hinblick auf die Beladung der Trommel mit Wäschestücken
und/oder den Trocknungsgrad der Wäschestücke, wobei die vom Leitfähigkeitssensor und/oder
Luftfeuchtesensor gemessenen Sensorsignale der Position des Wäschemitnehmers zugeordnet
werden, und Übermitteln der dabei erhaltenen Auswertungsergebnisse an die Steuereinrichtung.
[0068] Die Steuereinrichtung kann dann die erhaltenen Auswertungsergebnisse in geeigneter
Form weiter verarbeiten und/oder auf einer in der Regel vorhandenen Anzeigeeinheit
einem Benutzer des Wäschetrockners anzeigen. Beispielsweise kann ein Trocknungsprogramm
für eine effizientere und/oder gleichmäßigere Trocknung modifiziert werden. Alternativ
oder in Ergänzung hierzu kann auch ein Trocknungsende genauer auf der Anzeigeeinheit
des Wäschetrockners angezeigt werden.
[0069] Im Prozessluftkanal eines Wäschetrockners ist im Allgemeinen ein Gebläse zur Beförderung
der Prozessluft vorhanden. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist daher in einem Prozessluftkanal des Wäschetrockners ein Gebläse angeordnet
und es wird der folgende Schritt (c) vor dem Schritt (d) durchgeführt:
(c) Messen der Stärke der in die Trommel gelangenden Luftströmung und Berücksichtigung
der Stärke der gemessenen Luftströmung bei der Auswertung im darauf folgenden Schritt
(d).
[0070] Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann Schritt (b) vorzugsweise sowohl durch die Steuereinrichtung
initiiert werden als auch selbständig durch die Sensoranordnung erfolgen, ohne Initiation
durch die Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung kann also beispielsweise ein Signal
zur Erfassung von Sensorsignalen an die mindestens eine Sensoranordnung übermitteln
und dadurch Schritt (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens einleiten. Es kann aber beispielsweise
auch in der Auswerteeinheit eine Routine hinterlegt sein, selbständig eine Messung
zu initiieren und dadurch Schritt (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens einzuleiten.
[0071] Die Erfindung hat zahlreiche Vorteile. Durch die ortsabhängige Messung verschiedener
physikalischer Eigenschaften in der Trommel eines Wäschetrockners, sei es in Abhängigkeit
vom Ort des Wäschemitnehmers bei einer Drehung der Trommel oder in Ausführungsformen
der Erfindung zusätzlich in Richtung des Wäschemitnehmers, ist es möglich, Trocknungsprogramme
noch besser zu optimieren, indem präzise auf den Trocknungsgrad der Wäschestücke und
die Beladung der Trommel mit Wäschestücken geschlossen werden kann. Diese Informationen
können überdies auf bequeme Weise, nämlich drahtlos aus der Trommel heraus übermittelt
werden. In Ausführungsformen der Erfindung kann durch die Verwendung mikromechanischer
Sensoren eine Sensoranordnung besonders flexibel und platzsparend ausgelegt werden.
Eine Vielzahl unterschiedlicher Sensortypen können dabei in variabler Anzahl in die
Sensoranordnung implementiert werden. Besonders vorteilhaft ist zudem, dass durch
die kleinteilige Bauweise mikromechanischer Sensoren viele Messsignale ortsbezogen
für dieselbe Messstelle detektiert werden können. Somit ist eine besonders genaue
Korrelation aller Werte möglich. Durch die autarke Energieversorgungseinheit ist zudem
keine elektrische oder mechanische Kontaktierung zwischen der Steuereinheit und der
Sensoranordnung notwendig. Die Verwendung von Low-Power-Drahtlos-Schnittstellen in
Ausführungsformen gewährleistet überdies aufgrund des geringen Energieverbrauchs eine
hohe Lebensdauer bei einem optionalen Batteriebetrieb.
[0072] Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
nicht einschränkender Ausführungsformen. Hierbei wird Bezug genommen auf die Figuren
1 und 2.
Figur 1 zeigt einen senkrechten Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Wäschetrockner,
der als Kondensationstrockner ausgestaltet ist.
Figur 2 zeigt einen Ausschnitt aus einer Trommel, bei dem ein Wäschemitnehmer mit
einem darin angeordneten Sensorsystem vergrößert gezeigt ist.
[0073] Figur 1 zeigt einen senkrechten Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Wäschetrockner,
der als Kondensationstrockner ausgestaltet ist, wobei die Pfeile die Fließrichtung
der Prozessluft anzeigen. Andere Ausführungsformen sind denkbar.
[0074] Der in Figur 1 dargestellte Wäschetrockner 1 weist eine um eine horizontale Achse
drehbare Trommel 3 für die Aufnahme von zu trocknenden, hier nicht gezeigten, Wäschestücken,
auf, innerhalb welcher Mitnehmer 5,22 zur Bewegung von Wäschestücken während einer
Trommeldrehung angebracht sind. Die Prozessluft wird im Prozessluftkanal 2 mittels
eines Prozessluftgebläses 6 über einen Luft-Luft-Wärmetauscher 14 und eine elektrische
Heizung 4 durch die Trommel 3 geführt. Dabei wird von der elektrischen Heizung 4 erwärmte
Luft durch den Trommeleingang 19 von hinten, d.h. von der einer Tür 12 gegenüber liegenden
Seite der Trommel 3, durch deren gelochten Boden in die Trommel 3 geleitet.
[0075] Nach Austritt aus der Trommel 3 strömt die mit Feuchtigkeit beladene Prozessluft
durch die Befüllöffnung der Trommel 3 durch ein Flusensieb 11 innerhalb der die Befüllöffnung
verschließenden Tür 12. Anschließend wird der Prozessluftstrom in der Tür 12 nach
unten durch den Trommelausgang 18 in den Prozessluftkanal 2 umgelenkt und zum Luft-Luft-Wärmetauscher
14 geleitet, durch den Kühlluft in einem Kühlluftkanal 15 mittels eines Kühlluftgebläses
16 befördert werden kann. Im Luft-Luft-Wärmetauscher 14 kondensiert infolge Abkühlung
ein mehr oder weniger großer Teil der von der Prozessluft aus den Wäschestücken aufgenommenen
Feuchtigkeit und wird in einer Kondensatwanne 17 aufgefangen.
[0076] Die Steuerung des Trockners 1 erfolgt über eine Steuereinrichtung 8, die vom Benutzer
über eine Bedieneinheit 7 geregelt werden kann.
[0077] In den beiden hier gezeigten Wäschemitnehmern 5,22 des Wäschetrockners 1 befinden
sich jeweils eine Sensoranordnung 23 mit jeweils vier Sensoren 24,25,26,27, hier als
Tripelsensoren ausgestaltet, sowie einem Beschleunigungssensor 31 eine autarke Energieversorgungseinheit
28, eine Schnittstelle 29 zur drahtlosen Kommunikation sowie eine Auswerteeinheit
30 für Sensorsignale der Sensoranordnung 23, wobei Steuereinrichtung 8 und Sensoranordnung
23 eingerichtet sind, drahtlos miteinander zu kommunizieren. Dabei kann die Kommunikation
über die zwischengeschaltete Auswerteeinheit 30 erfolgen. Die Tripelsensoren 24,25,26,27
der Sensoranordnung basieren auf den gleichen Messprinzipien (Temperatur, Druck, Luftfeuchte)
und sind entlang der Wäschemitnehmer 5,22 angeordnet.
[0078] Die Sensoren 24 und 25 können aber auch als Leitfähigkeitssensoren ausgestaltet sein,
wobei eine Elektrode 24 sowie eine Gegenelektrode 25 verwendet werden können. Elektrode
24 sowie Gegenelektrode 25 können im selben Wäschemitnehmer oder auf verschiedenen
Wäschemitnehmern angeordnet sein.
[0079] Erfindungsgemäß kann unter Verwendung des Beschleunigungssensors 31 anhand der gemessenen
Sensorsignale bestimmt werden, ob sich ein in einer bestimmten Winkelposition befindlicher
Wäschemitnehmer noch im Kontakt mit bzw. in der Nähe zu Wäschestücken befindet.
[0080] Bei der hier gezeigten Ausführungsform sind zwei weitere Sensoren am Trommeleingang
und am Trommelausgang angeordnet, um für eine noch präzisere Ausgestaltung eines Trocknungsprogrammes
weitere Sensorsignale zur Verfügung zu stellen. Zu diesem Zweck sind hier zwei Tripelsensoren
9, 10, nämlich ein Tripelsensor 9 am Trommelausgang 18 und ein Tripelsensor 10 am
Trommeleingang 19, mit der Steuereinrichtung 8 verbunden. Die Tripelsensoren können
jeweils eine relative Luftfeuchtigkeit, eine Temperatur und den Luftdruck der Prozessluft
messen und damit wichtige zusätzlich Sensorsignale liefern, so dass die Restfeuchte
der Wäschestücke und insbesondere auch eine Beladung der Trommel 3 mit Wäschestücken
noch besser ermittelt werden kann. Hierzu ist im Kondensationstrockner auch eine Zeitmesseinrichtung
20 vorhanden.
[0081] Bei der in der Figur 1 gezeigten Ausführungsform werden das Prozessluftgebläse 6
und die Trommel 3 durch den Antriebsmotor 13 angetrieben. Der Antriebsmotor 13 ist
bei dieser Ausführungsform ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC).
[0082] Eine Anzeigeeinheit 21 ermöglicht die Anzeige einer Restlaufzeit des Trocknungsprogrammes
im Hinblick auf einen vom Benutzer gewählten Restfeuchtewert der Wäschestücke, beispielsweise
bügeltrocken, die Anzeige der ermittelten Beladung oder sonstiger Zustände des Wäschetrockners
oder die Anzeige des Status des Trocknungsprogrammes, beispielsweise in farblich differenzierter
Form.
[0083] Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus einer Trommel, bei dem ein Wäschemitnehmer mit
einem darin angeordneten Sensorsystem vergrößert gezeigt ist.
[0084] Der Ausschnitt, der insbesondere eine Schnittansicht durch einen Teil einer Trommel
des Wäschetrockners 1 von Fig. 1 ist, zeigt einen auf der Trommel angeordneten Wäschemitnehmer
5,22 mit einer Sensoranordnung mit einer autarken Energieversorgungseinheit 28. Von
der Sensoranordnung ist bei dieser Schnittansicht nur ein Beschleunigungssensor 31
sowie ein Tripelsensor 24 (Druck, Temperatur, Luftfeuchte) sichtbar. Im Wäschemitnehmer
9,22 sind außerdem eine Auswerteeinheit 30 sowie eine Low-Power-Bluetooth-Schnittstelle
29 für die drahtlose Datenübertragung vorhanden.
BEZUGSZEICHENLISTE
[0085]
- 1
- Trockner
- 2
- Prozessluftkanal
- 3
- Trommel
- 4
- (Elektrische) Heizung
- 5
- Erster Mitnehmer
- 6
- Prozessluftgebläse, Gebläse
- 7
- Bedieneinheit
- 8
- Steuereinrichtung
- 9
- Sensor für die Messung von Temperatur, relativer Feuchte und/oder Luftdruck am Trommelausgang
- 10
- Sensor für die Messung von Temperatur, relativer Feuchte und/oder Luftdruck am Trommeleingang
- 11
- Flusensieb
- 12
- Tür, Zugangstür zur Trommel
- 13
- drehzahlvariabler Antriebsmotor; insbesondere BLDC-Motor
- 14
- Wärmetauscher; insbesondere Luft-Luft-Wärmetauscher
- 15
- Kühlluftkanal
- 16
- Kühlluftgebläse
- 17
- Kondensatwanne
- 18
- Trommelausgang
- 19
- Trommeleingang
- 20
- Zeitmessvorrichtung, Uhr
- 21
- (Optische) Anzeigeeinheit
- 22
- Zweiter Wäschemitnehmer
- 23
- Sensoranordnung
- 24
- Erster Sensor; Einzel-, Dual- oder Tripelsensor
- 25
- Zweiter Sensor; Einzel-, Dual- oder Tripelsensor
- 26
- Dritter Sensor; Einzel-, Dual- oder Tripelsensor
- 27
- Vierter Sensor; Einzel-, Dual- oder Tripelsensor
- 28
- Autarke Energieversorgungseinheit
- 29
- Schnittstelle für drahtlose Datenübertragung, Low-Power-Bluetooth-Schnittstelle
- 30
- Auswerteeinheit
- 31
- Beschleunigungssensor
1. Wäschetrockner (1) mit einer Steuereinrichtung (8), einer Trommel (3) zur Aufnahme
von Wäschestücken, in welcher mindestens ein Wäschemitnehmer (5,22) angeordnet ist,
wobei sich im Wäschemitnehmer (5,22) eine Sensoranordnung (23) mit mindestens zwei
Sensoren (24,25,26,27,31), eine autarke Energieversorgungseinheit (28) und eine Schnittstelle
(29) zur drahtlosen Kommunikation befinden, und mindestens einer Auswerteeinheit (30)
für Sensorsignale der Sensoranordnung (23), wobei Steuereinrichtung (8) und Sensoranordnung
(23) eingerichtet sind, drahtlos miteinander zu kommunizieren, dadurch gekennzeichnet, dass im Wäschemitnehmer (5,22) ein Beschleunigungssensor (31), und mindestens eine Elektrode
eines Leitfähigkeitssensors (24,25) und/oder ein Luftfeuchtesensor (26) angeordnet
sind, und die Steuereinrichtung (8) eingerichtet ist, um bei einer Rotation der Trommel
(3) eine Position des Wäschemitnehmers (5,22) zu bestimmen, so dass die vom Leitfähigkeitssensor
(24,25) und/oder Luftfeuchtesensor (26) gemessenen Sensorsignale der Position des
Wäschemitnehmers (5,22) zugeordnet werden können.
2. Wäschetrockner (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungssensor (31) ein mikromechanischer Beschleunigungssensor (31) mit
drei Messachsen ist.
3. Wäschetrockner (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenelektrode (25) des Leitfähigkeitssensors (24,25) auf dem gleichen Wäschemitnehmer
(5) oder einem unterschiedlichen Wäschemitnehmer (22) angeordnet ist.
4. Wäschetrockner (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Gegenelektrode des Leitfähigkeitssensors (24,25) ein Trommelmantel der Trommel
(3) herangezogen wird.
5. Wäschetrockner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) eingerichtet ist, um anhand der vom Leitfähigkeitssensor
(24,25) und/oder Feuchtesensor (26) gemessenen Sensorsignale eine Wäschefeuchte und/oder
Beladung der Trommel (3) mit Wäschestücken zu bestimmen.
6. Wäschetrockner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Sensoren (24,25,26,27) der Sensoranordnung (23) auf dem gleichen
Messprinzip basieren und entlang des Wäschemitnehmers (5,22) angeordnet sind.
7. Wäschetrockner (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Messprinzip ausgewählt ist unter den physikalischen Eigenschaften Temperatur,
Luftfeuchtigkeit, Druck und/oder Leitfähigkeit, so dass mindestens zwei Sensoren jeweils
ein Temperatursensor, Luftfeuchtesensor, Drucksensor, Leitfähigkeitssensor oder eine
beliebige Kombination von diesen sind.
8. Wäschetrockner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei Sensoren (24,25,26,27) entlang des mindestens einen Wäschemitnehmers
(5,22) angeordnet sind.
9. Wäschetrockner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensoren Mehrfachsensoren verwendet werden, die gleichzeitig auf mehreren Messprinzipien
basieren.
10. Wäschetrockner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) eingerichtet ist, um anhand der von den Sensoren (24,25,26,27)
gemessenen Sensorsignale und/oder der örtlichen Gradienten der Sensorsignale in Richtung
des Wäschemitnehmers (5,22) die Beladung der Trommel (3) mit Wäschestücken und/oder
den Trocknungsgrad der Wäschestücke zu bestimmen.
11. Wäschetrockner (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) eingerichtet ist, um zur Bestimmung der Beladung der Trommel
(3) mit Wäschestücken und/oder des Trocknungsgrades der Wäschestücke die Stärke der
in die Trommel (3) gelangende Luftströmung zu berücksichtigen.
12. Wäschetrockner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens zwei Wäschemitnehmer (5,22) aufweist, in denen sich eine Sensoranordnung
(23) mit mindestens zwei Sensoren (24,25,26,27,31), eine autarke Energieversorgungseinheit
(28) und eine Schnittstelle (29) zur drahtlosen Datenkommunikation befinden.
13. Wäschetrockner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Sensoranordnung (23) und die Steuereinrichtung (8) und/oder die
Auswerteeinheit (30) eingerichtet sind, um über eine Low-Power-Bluetooth-Verbindung
drahtlos miteinander zu kommunizieren.
14. Verfahren zum Betrieb eines Wäschetrockners (1) mit einer Steuereinrichtung (8), einer
Trommel (3) zur Aufnahme von Wäschestücken, in welcher mindestens ein Wäschemitnehmer
(5,22) angeordnet ist, wobei sich im Wäschemitnehmer (5,22) eine Sensoranordnung (23)
mit mindestens zwei Sensoren (24,25,26,27,31), eine autarke Energieversorgungseinheit
(28) und eine Schnittstelle (29) zur drahtlosen Datenkommunikation befinden, und mindestens
einer Auswerteeinheit (30) für Sensorsignale der Sensoranordnung (23), wobei Steuereinrichtung
(8) und Sensoranordnung (23) eingerichtet sind, drahtlos miteinander zu kommunizieren,
und in mindestens einem Wäschemitnehmer (5,22) ein Beschleunigungssensor (31), und
mindestens eine Elektrode eines Leitfähigkeitssensors (24,25) und/oder ein Luftfeuchtesensor
(26) angeordnet ist und die Steuereinrichtung (8) eingerichtet ist, um bei einer Rotation
der Trommel (3) eine Position des Wäschemitnehmers (5,22) zu bestimmen, so dass die
vom Leitfähigkeitssensor (24,25) und/oder Luftfeuchtesensor (26) gemessenen Sensorsignale
der Position des Wäschemitnehmers (5,22) zugeordnet werden können, wobei das Verfahren
die folgenden Schritte umfasst:
(a) Rotieren der Trommel (3);
(b) Detektieren von Sensorsignalen des Beschleunigungssensors (31), und der mindestens
einen Elektrode des Leitfähigkeitssensors (24,25) und/oder des Luftfeuchtesensors
(26); und
(d) Auswerten der Sensorsignale der im Schritt (b) verwendeten Sensoren (24,25,26,27,31)
der Sensoranordnung (23) durch die Auswerteeinheit (30) in Hinblick auf die Beladung
der Trommel (3) mit Wäschestücken und/oder den Trocknungsgrad der Wäschestücke, wobei
die vom Leitfähigkeitssensor (24,25) und/oder Luftfeuchtesensor (26) gemessenen Sensorsignale
der Position des Wäschemitnehmers (5,22) zugeordnet werden, und Übermitteln der dabei
erhaltenen Auswertungsergebnisse an die Steuereinrichtung (8).
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Prozessluftkanal (2) des Wäschetrockners (1) ein Gebläse (8) angeordnet
ist und der folgende Schritt (c) vor dem Schritt (d) durchgeführt wird:
(c) Messen der Stärke der in die Trommel (3) gelangenden Luftströmung und Berücksichtigung
der Stärke der gemessenen Luftströmung bei der Auswertung im darauf folgenden Schritt
(d).