Verfahren zur Ermittlung des Restfeuchtegehaltes der Wäsche in einem Wäschetrockner sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Restfeuchtegehaltes der Wäsche in einem Wäschetrockner mit einer die Wäsche aufnehmenden drehbar gelagerten Trommel, einer Heizungsvorrichtung, einem Gebläse, einer Programmsteuereinrichtung sowie einer Einrichtung zur Auswertung und Erfassung des Restfeuchtegehaltes in der Wäsche mittels eines Kondensators, dessen Komponenten durch Bauteile des Trockners wie z. B. die Trommel gebildet werden sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Um ein Verfahren zur berührungslosen Erfassung des Restfeuchtegehaltes eines Wäschepostens in einer drehbar gelagerten Wäschetrommel derart auszuführen, daß die Feuchtewerte bei unterschiedlichen Wäschearten und unterschiedlichen Beladungsmengen exakt erfaßt werden und für die Steuerung des Trockenprozesse auszuwerten sind, wird ein Spannungsteiler bestehend aus einer bekannten Kapazität C1 und dem zu messenden unbekannten Wäschewiderstand RW aus einem Wechselspannungsgenerator mit bekannter Wechselspannung und Frequenz beaufschlagt und über den Spannungsabfall am Wäschewiderstand RW der Wert des Restfeuchtegehaltes ermittelt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Restfeuchtegehaltes der Wäsche in einem Wäschetrockner mit einer die Wäsche aufnehmenden drehbar gelagerten Trommel, einer Heizungsvorrichtung, einem Gebläse, einer Programmsteuereinrichtung sowie einer Einrichtung zur Auswertung und Erfassung des Restfeuchtegehaltes in der Wäsche mittels eines Kondensators, dessen Komponenten durch Bauteile des Trockners wie z. B. die Trommel gebildet werden sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

[0002] Aus der DE 196 51 883 C1 ist ein Verfahren zur Restfeuchteerfassung sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens bekannt, bei der die drehbare Trommel und die feststehende Tür oder das Gehäuse die Kondensatorplatten eines Kondensators bilden. Die elektrostatische Aufladung wird dabei durch die Bewegung und die gegenseitige Reibung der Wäsche in der Trommel erzeugt. Die Entladeströme dieses Kondensators werden über einen mit der feststehenden Kondensatorplatte, gebildet durch Tür oder Gehäuse, verbundenen sowie mit der Trommel durch Schleifkontakt verbundenenen Widerstand gemessen. Die Entladeströme werden während festgelegter Zeitintervalle gemessen. Aus den Meßwerten der einzelnen Zeitintervalle werden Mittelwerte gebildet, wobei die Änderung des Mittelwertes den Trockengrad der Wäsche bestimmt.

[0003] Bei dieser Ausführung treten die gleichen Nachteile wie bei den bisher bekannten Leitfähigkeitsmeßverfahren in Bezug auf Geräuscherzeugung und Verschleiß auf, da hier ebenfalls Schleifübertrager zum Einsatz kommen. Außerdem ist die Auswertung der Intensität des Entladestromes bedingt durch die elektrostatische Aufladung in der Wäsche bei unterschiedlichen Wäschearten wie z.B Kunst- oder Naturfaser problematisch. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß mit diesem Verfahren nur Restfeuchtewerte kleiner als 2% meßbar sind.

[0004] Die DE 43 21 322 A1 beschreibt ein Verfahren zur berührungslosen Bestimmung des Feuchtegehaltes einer bewegten Materialbahn, bei dem ein elektrisches Feld über der zu messenden Bahn erzeugt wird. Mittels einer mit hoher Gleichspannung beaufschlagten Elektrode wird lokal in der Materialbahn ein Ladungssignal influenziert, dessen Höhe und zeitliches Verhalten in Ladungsmeßsonden erfaßt wird, welche in Materiallaufrichtung gesehen der Elektrode nachgeschaltet und in geometrisch genau festgelegten Positionen angeordnet sind. Anhand des Ladungsaufbaus im Feld und der nachfolgenden Entladung wird der Restfeuchtegehalt der Materialbahn erfaßt. Diese Anordnung ist geeignet, den Feuchtegehalt einer mit gleichmäßiger bekannter Geschwindigkeit bewegten Materialbahn zu bestimmen.

[0005] In einem Wäschetrockner, bei dem die Bewegung des Wäschepostens in der Trommel von der Trommeldrehzahl und Trommeldrehrichtung, der eingefüllten Wäschemenge sowie der Größe der einzelnen Wäschestücke und der Wäscheart abhängig ist, wäre eine solche Anordnung nicht einzusetzen.

[0006] Der Erfindung stellt sich somit das Problem, ein Verfahren zur berührungslosen Erfassung des Restfeuchtegehaltes eines Wäschepostens in einer drehbar gelagerten Wäschetrommel derart auszuführen, daß die Feuchtewerte bei unterschiedlichen Wäschearten und unterschiedlichen Beladungsmengen exakt erfaßt werden und für die Steuerung des Trockenprozesses auszuwerten sind. Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens soll auf eine Übertragung der Meßwerte mittels Schleifkontakt in der bisher üblichen Bauart verzichten.

[0007] Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Verfahren mit den im Patentanspruch 1 oder 3 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den jeweils nachfolgenden Unteransprüchen. Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Anspruch 5 beschrieben. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.

[0008] Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile bestehen darin, daß auf die für die bisher bekannten Leitfähigkeitsmeßverfahren üblichen Kohleschleifübertrager verzichtet werden kann. Dadurch wird eine Geräuschminderung gegenüber den bekannten Leiffähigkeitsmeßverfahren und gegenüber dem aus der DE 196 51 883 C1 bekannten Stand der Technik erzielt. Außerdem ist die berührungslos arbeitende Meßanordnung verschleißfrei.

[0009] Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist insgesamt kostengünstig herstellbar, da die hohen Anforderungen an die elektrischen Isolationseigenschaften von Kontaktbandunterlagen und Halterung des Kohleschleifübertragers entfallen. Die Fühlerelektrode zur Meßwerterfassung ist galvanisch von der Meßanordnung getrennt und da außerdem ein reiner Wechselstrom als Meßstrom vorliegt, sind galvanische Materialwanderungen bei der Fühlerelektrode ausgeschlossen.

[0010] Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß die Frequenz am Eingang des ersten Kondensators derart nachgeregelt werden kann, daß über den gesamten Wäschewiderstandsbereich ein konstanter Spannungsabfall am Wäschewiderstand meßbar ist. Über die Frequenz sind dadurch Restfeuchtewerte in kleinsten Abstufungen erkennbar.

[0011] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt:

Figur 1

Einen Wäschetrockner mit einer schematischen Darstellung der Vorrichtung zur Ermittlung des Restfeuchtegehaltes in der Wäsche,

Figur 2

eine Schaltungsskizze zur Vorrichtung nach Figur 1,

Figur 3

die Anordnung der Kondensatorplatten der Vorrichtung zur Ermittlung des Restfeuchtegehaltes gegenüber dem Trommelmantel.

[0012] In der Figur 1 ist ein Wäschetrockner mit einer die Wäsche aufnehmenden drehbar gelagerten Trommel (1), einem Gebläse (2) und einer Heizungsvorrichtung (3) in einem Prozeßluftkanal (4), einer Programmsteuereinrichtung (5) sowie einer Einrichtung (6) zur Auswertung und Erfassung des Restfeuchtegehaltes in der Wäsche dargestellt. In der Wäschetrommel (1) sind Trommelrippen (7) angeordnet, von denen mindestens eine mit einer Meßelektrode (8) der Vorrichtung zur Erfassung des Restfeuchtegehaltes in der Wäsche ausgebildet ist. Diese Trommelrippe (7) ist unter Zwischenlage einer Isolierung (9) isoliert gegenüber dem Trommelmantel angeordnet. Beim Trocknungsvorgang wird die Wäsche in der Trommel (1) bewegt und mit der warmen Prozeßluft beaufschlagt. Der Restfeuchtegehalt in der Wäsche wird über die vom Wäschewiderstand RW abhängige Spannung über den gesamten Trocknungsprozeß ermittelt. Mit zunehmender Trocknung der Wäsche nimmt der Restfeuchtegehalt ab und der Wäschewiderstand RW erhöht sich. Die Meßanordnung zur Ermittlung der Spannung über dem Wäschewiderstand RW arbeitet berührungslos mittels einer Kondensatorplattenanordnung am Trommelmantel. Dazu sind die Kondensatorplatten C1 und C2 eines ersten und zweiten Kondensators auf Abstand zum Trommelmantel angeordnet. Die isoliert gegenüber dem Trommelmantel befestigte Trommelrippe (7) bildet die zweite Kondensatorplatte für beide Kondensatoren C1 und C2, die über den Wäschewiderstand RW mit der Spannungsmeßeinrichtung U verbunden sind. Das am Trommelmantel erforderliche Massepotential M wird zum Beispiel mittels einer am Zentrallager (10) der Trommel (1) angeordneten Kontaktfeder übertragen. Wie aus der Figur 3 zu erkennen ist, stehen sich die Kondensatorplatten der Kondensatoren C1 und C2 nur in einem bestimmten Drehwinkel der Trommel (7) gegenüber, so daß die Ermittlung der Restfeuchte in der Wäsche im Verlauf einer Trommelumdrehung nur einmal erfolgen kann. Die ersten Kondensatorplatten der Kondensatoren C1 und C2 sind in Vorzugsdrehrichtung V der Trommel (1) gesehen auf einer Trommelmantellinie (11) angeordnet, die in einem Winkelbereich von 0° bis 30° gemessen von der unteren Totpunktlage der Trommelrippe (7) liegt. Der Kondensatorplatte C1 ist ein Wechselspannungserzeuger (12) und der Kondensatorplatte C2 ist eine Spannungsmeßeinrichtung (13) zugeordnet. Figur 2 zeigt die Schaltungsskizze zu dieser Anordnung. Der Oszillator (12) erzeugt beispielsweise eine Wechselspannung von 30V mit einer Frequenz von ca. 50 Hz bis 100kHz am Punkt a. Dieses Signal wird über den Kondensator C1 mit einer bekannten Kapazität auf den Punkt b am unbekannten Wäschewiderstand RW übertragen. Die am Punkt b sich einstellende Spannung läßt sich rechnerisch ermitteln.

[0013] Die Spannung am Punkt b wird über den Kondensator C2 zur Spannungsmeßeinheit U übertragen und dort gemessen. Der Wäschewiderstand RW läßt sich rechnerisch ermitteln.

[0014] Aus dem Wäschewiderstand ist der Wert der Restfeuchte in der Wäsche zu ermitteln.

[0015] Nach dem zuvor beschriebenen Verfahren wird der Restfeuchtegehalt über die Spannung ermittelt. In einer weiteren Ausführung ist es aber auch möglich bei gleichem Schaltungsaufbau den Wert der Restfeuchte über die Oszillatorfrequenz zu ermitteln. Dazu wird die Frequenz f derart nachgeregelt, daß am Wäschewiderstand RW ein konstanter Spannungsabfall meßbar ist.

Ansprüche

1. Verfahren zur Ermittlung des Restfeuchtegehaltes der Wäsche in einem Wäschetrockner mit einer die Wäsche aufnehmenden drehbar gelagerten Trommel, einer Heizungsvorrichtung, einem Gebläse, einer Programmsteuereinrichtung sowie einer Einrichtung zur Auswertung und Erfassung des Restfeuchtegehaltes in der Wäsche mittels eines Kondensators, dessen Komponenten durch Bauteile des Trockners wie z. B. die Trommel gebildet werden,
dadurch gekennzeichnet,

daß ein Spannungsteiler bestehend aus einer bekannten Kapazität C1 und dem zu messenden unbekannten Wäschewiderstand RW aus einem Wechselspannungsgenerator (12) mit bekannter Wechselspannung und Frequenz beaufschlagt wird und über den Spannungsabfall am Wäschewiderstand RW der Wert des Restfeuchtegehaltes ermittelt wird.

2. Verfahren zur Ermittlung des Restfeuchtegehaltes der Wäsche in einem Wäschetrockner nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß eine Wechselspannung von beispielsweise 30 V mit einer Frequenz im Bereich zwischen 50 Hz bis 100 kHZ erzeugt wird.

3. Verfahren zur Ermittlung des Restfeuchtegehaltes der Wäsche in einem Wäschetrockner mit einer die Wäsche aufnehmenden drehbar gelagerten Trommel, einer Heizungsvorrichtung, einem Gebläse, einer Programmsteuereinrichtung sowie einer Einrichtung zur Auswertung und Erfassung des Restfeuchtegehaltes in der Wäsche mittels eines Kondensators, dessen Komponenten durch Bauteile des Trockners wie z. B. die Trommel gebildet werden,
dadurch gekennzeichnet,

daß ein Spannungsteiler bestehend aus einer bekannten Kapazität C1 und dem zu messenden unbekannten Wäschewiderstand RW aus einem Wechselspannungsgenerator (12) mit bekannter Wechselspannung und Frequenz beaufschlagt wird, wobei die Frequenz im Verlauf des Trockenprozesses derart nachregelbar ist, daß am Wäschewiderstand RW ein konstanter Spannungsabfall über den gesamten Trockenprozeß meßbar ist und der Wert des Restfeuchtegehaltes über die durch den Wechselspannungsgenerator (12) vorgegebene Frequenz ermittelt wird.

4. Verfahren zur Ermittlung des Restfeuchtegehaltes der Wäsche in einem Wäschetrockner nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Frequenz in Bereichen derart nachregelbar ist, daß ein konstanter Spannungsabfall in einem Bereich von beispielsweise 15V bis 20V meßbar ist.

5. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Ermittlung des Restfeuchtegehaltes der Wäsche in einem Wäschetrockner mit einer die Wäsche aufnehmenden drehbar gelagerten Trommel, einer Heizungsvorrichtung, einem Gebläse, einer Programmsteuereinrichtung sowie einer Einrichtung zur Auswertung und Erfassung des Restfeuchtegehaltes in der Wäsche mittels eines Kondensators, dessen Komponenten durch Bauteile des Trockners wie z.B. die Trommel gebildet werden,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Kondensatorplatten C1 und C2 eines ersten und zweiten Kondensators auf Abstand zum Trommelmantel angeordnet sind und die isoliert gegenüber dem Trommelmantel befestigte Trommelrippe (7) die zweite Kondensatorplatte für beide Kondensatoren bildet, die über den Wäschewiderstand RW mit der Spannungsmeßeinrichtung U verbunden sind, wobei der Kondensatorplatte C1 ein Wechselspannungserzeuger (12) zugeordnet ist und der Kondensatorplatte C2 eine Spannungsmeßeinrichtung (13) zugeordnet ist und der am Wäschewiderstand RW anliegende Spannungsabfall ein Maß für den Restfeuchtegehalt darstellt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,

daß die ersten Kondensatorplatten der Kondensatoren C1 und C2 in Vorzugsdrehrichtung V der Trommel (1) gesehen auf einer Trommelmantellinie (11) in einem Winkelbereich von beispielsweise 0° bis 30° gemessen von der unteren Totpunktlage der Trommelrippe (7) angeordnet sind, so daß die Restfeuchtemessung bei einer Trommelumdrehung nur jeweils einmal in der durch Anordnung der Kondensatorplatten C1 und C2 vorgegebenen Position der Trommelrippe (7) erfolgt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,

daß das am Trommelmantel erforderliche elektrische Massepotential M zur Erfassung des Spannungsabfalls am Wäschewiderstand RW über eine im Zentrallager (10) der Trommel angeordnete Kontaktfeder übertragen wird.

Zeichnung