DE1610295B1

DE1610295B1 - Feuchtigkeitssteuerung fuer einen Trommeltrockner

Info

Publication number: DE1610295B1
Application number: DE19671610295D
Authority: DE
Inventors: Hetrick George L
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1966-06-20
Filing date: 1967-06-20
Publication date: 1971-11-18
Also published as: GB1121199A; US3402478A; FR1528325A

Description

Die Erfindung betrifft eine Feuchtigkeitssteuerung für einen Trommeltrockner, welche in der Trockentrommel angeordnete Feuchtigkeitsfühler aufweist, die über einen Auflade-Vorwiderstand mit Spannung beaufschlagbar sind, wobei die an den Feuchtigkeits- S fühlern anfallende Momentanspannung über eine Gasentladungsröhre mit fester Zündspannung einen Thyristor steuert.

Es ist bekannt, für Wäschetrockner Zeitschaltwerke zu verwenden, mit denen die Dauer des Trocknungsprozesses eingestellt werden kann, um die Wäschestücke, welche in unterschiedlicher Menge in den Trockner eingebracht sein können, auf einen gewünschten Trocknungsgrad zu bringen. Jedoch ist der Trocknungsgrad, welcher tatsächlich erreicht wird, nicht nur von der jeweils eingefüllten Wäschemenge, sondern auch, von der Art der Wäsche und von der Trocknungszeit abhängig. Es ist daher nicht möglich, von vornherein über die Vorlaufzeit auch einen vorbestimmten tatsächlichen Wert des Trocknungsgrades des zu trocknenden Gutes einzustellen.

Ferner ist es bekannt, Feuchtigkeitsfühler in Verbindung mit einem Zeitwerk zur Steuerung eines Trommeltrockners vorzusehen. Solche Feuchtigkeitsfühler sind in den meisten Fällen als Elektrodenpaar ausgebildet, welches mit Spannung beaufschlagt ist, wobei die Elektroden durch die in der Trockentrommel umherfallenden Wäschestücke mindestens zeitweise und teilweise überbrückt werden. Die an ■ den Elektroden anfallende Spannung wird einem 3p spannungsempfindlichen Meßglied, ζ. B. einer Gasentladungsröhre, zugeführt, welche-dann den Antrieb — bzw. die Heizung, des- Trockners abschaltet. Es ist■ weiterhin auch bekannt, die zur Erfassung des Feuchtigkeitsgrades dienenden Elektroden über eine Gasentladungsröhre einen Thyristor od. dgl. steuern zu lassen, welcher dann seinerseits ein Schaltschütz oder einen sonstigen Schalter betätigt. Hierbei arbeitet die Schaltung jedoch derart, daß bereits bei erstmaligem Erreichen der Zündspannung der Gasentladungsröhre die Trocknerheizung dauernd abgeschaltet wird^ so/daß durch Fehlschaltungen Störungen des Trocknungsablaufes eintreten können. Das kann dazu führen, daß ζ. B. bei geringer Trockenguteingabe'die Elektroden nurnoch zeitweise überbrückt werden, obwohl die einzelnen Trockengutstücke noch feucht sind, so daß der Trockenprozeß bereits dann abgeschaltet wird, wenn das Trockengut noch nicht den erwünschten Trocknungsgrad er-. reichthat. ' ' -..,·■ ^₀

Hier setzt die Erfindung ein, indem sie es sich zur Aufgabe macht, die Trocknersteuerung so auszubilden, daß unabhängig von dem Belegungsgrad der Trommel sowie von der Art des Trocknungsgutes die Schaltung so arbeitet, daß die verschiedenen langen Übergangszeiten mit in die Trocknungszeit einbezogen werden. Zwar ist es auch bereits bekannt, z. B. mittels eines nach der ersten Zündung der Gasentladungsröhre anlaufenden weiteren Zeitwerkes, eine gewisse Verzögerung in der Abschaltung der Trocknung einzuleiten, doch arbeitet diese Verzögerungsanordnung ungenau und auf die Dauer nicht betriebssicher. Demgegenüber soll der Trockner nach der Erfindung so gesteuert werden, daß entsprechend einer vorgewählten Einstellung stets ein bestimmter Trocknungsgrad erreicht wird. Insbesondere sollen durch die erfindungsgemäße Trocknersteuerung alle störenden Einflüsse und Fehlschaltungen vermieden und der jeweils eingestellte Trocknungsgrad zielsicher erreicht werden. - -

Die Erfindung geht dabei von einer Feuchtigkeitssteuerung der eingangs angegebenen Art aus, welche also in der Trockentrommel angeordnete Feuchtigkeitsfühler aufweist, die über einen Auflade-Vorwiderstand mit Spannung beaufschlagbar sind, wobei die an den Feuchtigkeitsfühlern anfallende Momentanspannung über eine Gasentladungsröhre mit fester Zündspannung einen Thyristor steuert.

Bei einer solchen Anordnung besteht die Erfindung darin, daß mittels.. des Thyristors der Antriebsstromkreis eines nach einer einstellbaren Zeitspanne die Schalter für die Heizung und den Trommelantrieb betätigenden Zeitschaltwerkes schaltbar ist.

Durch eine, solche Anordnung wird erreicht, daß bereits die Übergangszeiten miterfaßt werden, in welchen die Zündspannung der Gasentladungsröhre nur kurzzeitig überschritten wird, ohne daß bereits beim ersten kurzen und auch zufälligem Überschreiten dieser Zündspannung infolge zufälliger Überbrückung der Elektroden durch ein trockenes Wäschestück die Heizung sofort völlig abgeschaltet wird. Erfindungs- f gemäß werden vielmehr die einzelnen Zündimpulse ™ integriert, und erst nach längerer Beobachtungsdauer der Zündimpulse erfolgt eine völlige Abschaltung der Heizung, wobei diese völlige Abschaltung noch mit 'einer"gewissen voreinstellbären-Verzögerung vorgenommen werden kann.

In weiterer Ausbildung der Erfindung kann der Auflade-Vorwiderständ für den-Feuchtigkeitsfühler in an sich- bekannter Weise Terstenbar-ausgebildet sein, damit durch Einstellung der-an den Elektroden anfallenden Spannung "der Feuchtigkeitsgrad eingestellt werden kann. Es ist zwar bereits bekannt, Widerstände einstellbar auszubilden, jedoch ist in Zusammenhang mit der zuvor beschriebenen Steuerung-die Anordnung eines einstellbaren Äufladevorwiderstandes von besonderem Vorteil,

Ferner können in weiterer Ausgestaltung der Erfindung den Thyristor-Elektroden in an sich bekannter Weise gegengepolte Dioden parallel geschaltet sein, damit bei Wechselstrombetrieb eine Zerstörung des Thyristors vermieden wird. Dem von der Gas- j entladungsröhre, gespeisten Eingang des Thyristors * ist zweckmäßig ein Belastungswiderstand parallel geschaltet, wodurch verhindert wird, daß eine Einschaltung des Thyristors ohne steuerndes Zündsignal erfolgt, so daß Fehlsteuerungen vermieden werden.

Im" Rahmen der Erfindung ist schließlich vorgesehen, daß den Feuchtigkeitsfühlern in bekannter Weise ein Auflade-Kondensator parallel geschaltet ist, welcher-genügend Energie-für-die-Schaltung des Stromtors aufzuspeichern yermag. Hierdurch wird ebenfalls eine Erhöhung der Schältsicherheit der gesamten Anordnung erzielt. ■ .

Insgesamt gesehen wird durch die Erfindung eine Steuervorrichtung geschaffen, welche eine Integriervorrichtung aufweist, die die Zeitabschnitte, während der das Steuersignal einen vorgegebenen Wert übersteigt, summiert und den Antriebsmotor der Trockentrommel nach einer vorgegebenen Zeitdauer abschal- .; tet, wobei diese Zeitdauer durch die Integriervorrichtung zuzüglich zur eingestellten Grundverzögerung summiert worden ist. .,

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der ·, nachfolgenden Beschreibung an Hand von Zeichnung gen näher eräütert. Es stellt dar

Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht eines Haushaltwäschetrockners, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 einen Teilschnitt durch die Trockentrommel,

F i g. 3 ein schematisches Schaltbild der Steueranordnung, ■

F i g. 4 eine Draufsicht auf den Feuchtigkeitsfühler,

F i g. 5 einen Signalabnehmer für den Feuchtigkeitsfühler und

Fig. 6 bis 8 Diagramme der Funktionseigenschaften der Steuervorrichtung.

In Fig. 1 ist ein Haushaltwäschetrockner 10 gezeigt, der eine zylindrische Trockentrommel 11 mit

dienen Schrauben 39 und 40. Die Schraube 39 steht durch ihren Kopf mit der Elektrode 37 und durch ihr Gewinde mit der metallischen Trockentrommel 11 in Kontakt, wodurch die Elektrode 37 zusammen mit dem Gehäuse 15 des Trockners 10 über die Trockentrommel 11 und das Lager 17 geerdet ist. Die Schraube 40 hat einen Kopf 41 und ist an einer Mutter 42 verschraubt, die von der Trockentrommel 11 durch eine Buchse 43 aus Isolierstoff getrennt, mit der ίο Elektrode 38 jedoch leitend verbunden ist.

Die Köpfe 41 der drei Schrauben 40 liegen außerhalb des Trommelmantels 12 und stehen mit einem letzteren vollständig umgebenden Metallband 44 in Kontakt. Zwischen dem Metallband 44 und der einer nicht perforierten Vorderwand 14, einer per- 15 Trommelmantelfläche befindet sich ein an der forierten Rückwand 13 und einer nicht perforierten Trockentrommel 11 befestigter Filzstreifen 46, der ringförmigen Mantelfläche 12 aufweist. Die Vorder- das Metallband 44 von der metallischen Trommelwand 14 hat eine Einfüllöffnung 16 zum Einlegen und wand isoliert. Ein Stromabnehmer47 (s. Fig. 1 Herausnehmen der zu trocknenden Naßwäsche. und 5) zur Abnahme der von den Feuchtigkeits-

Die Trockentrommel ist in einem hinteren Lager 20 f ühlern abgegebenen Signale ist mittels eines isolieren-17j welches in der Rückwand 13 angeordnet ist, und den Halters 48 an einem Flansch 49 des Gehäuses 15 in einem die Einfüllöffnung 16 einfassenden Flansch derart befestigt, daß eine Kohlebürste 51, die von 18 so gelagert, daß sie sich um eine horizontal ver- einem federnden Arm 52 getragen ist, das Metalllaufende Achse im Gehäuse 15 drehen kann. Die band 44 berührt. Der federnde Arm 52 weist eine Trockentrommel 11 wird von einem Motor 19 über 25 Klemme 53 auf, mittels welcher der Stromabnehmer einen flachen Treibriemen 21 angetrieben, der über 47 über einen Leiter 54 mit der Steuerung verbundie Mantelfläche 12 der Trockentrommel 11 und den ist.

über eine Riemenscheibe 22 des Motors 19 läuft. Die Elektroden 37 und 38 jedes Feuchtigkeits-

Ein Gebläse 23 mit Turbinenschaufeln sitzt auf fühlers 34 sind so angeordnet, daß sie von den in der dem gegenüberliegenden Ende der Motorwelle und 30 Trockentrommel 11 herumgewirbelten Wäschehat die Aufgabe, den zur Entfernung der Feuchtig- stücken berührt werden können, wobei eine elektrikeit dienenden Luftstrom durch die Wäschestücke zu sehe Verbindung zwischen beiden Elektroden gefördern und aus dem Trockner abzusaugen. Dieser schaffen wird. Die Elektrode 38 ist mit der Lüftstrom kann im Trockner mittels eines elektri- Spannungsquelle, nämlich der Leitung L₁, über einen sehen Widerstandsheizkörpers 24 erwärmt werden. 35 Aufladewiderstand 57 verbunden, dessen Wider-Dabei wird die Luft, zunächst außerhalb der Rück- standswert von der Bedienungsperson verändert werwand 13 an den Widerstandsdrähten vorbeigeführt; den kann. Der Grund für die Einführung dieses verdann strömt sie durch die perforierte Rückwand 13; änderlichen Aufladewiderstandes 57 wird nachdurch die in der Trommel 11 befindlichen Wäsche- stehend bei der Beschreibung eines Trockenvorganstücke, durch eine perforierte hintere Platte 26 eines 4° ges erläutert. Die Wäschestücke 55 bilden gegenüber Verschlußdeckels 27 des Trockners, über ein Faser- den Elektroden 37 und 38 einen veränderlichen filter 28, einen vorderen Abluftführungskanal 29 in Widerstand, dessen Momentanbetrag eine Funktion das Gebläse 23 und über einen nicht dargestellten des Feuchtigkeitsgehaltes der Wäsche ist. Ist der Exhauster aus dem Trockengerät hinaus. Feuchtigkeitsgehalt hoch, dann ist der Widerstand

Um der Bedienungsperson die Möglichkeit zu 45 klein; dagegen wird er groß, wenn der Feuchtigkeitsgeben, den Arbeitsablauf zu wählen, ist ein von Hand gehalt der Wäsche abnimmt.

bedienbarer Wählschalter 31 in einen Steuerkreis ein- Ein Zeitwerkmotor 58 trägt auf seiner Welle eine

gebaut, der schematisch in F i g. 3 dargestellt ist. Nockenscheibe 59, die auf dem überwiegenden EinMittels dieses Wählschalters 31 kann wahlweise die schaltteil 61 ihres Umfanges kreisförmig erhaben und NetzanschlußleitungXg oder der Mittelleiter N an den 50 auf dem übrigen Abschaltteil 62 derart eingekerbt ist, Heizkörper 24 gelegt werden, so daß der Heizkörper daß zwei Schaltstufen 63 und 64 ausgebildet sind. 24 wahlweise mit 110 oder 220 Volt gespeist werden Die Nockenscheibe 59 kann von der Bedienungskann. Der Trockner kann jedoch auch ohne Auf- person über einen Programmwählerknopf 66, der mit heizung der Luft betrieben werden. In diesem Fall einer Anzeigeskala 65 auf einem am rückwärtigen befindet sich der Wählschalter 31 in der mittleren 55 Teil des Gehäuses 15 angeordneten Bedienungspult Schaltstellung: »Heizkörper aus«. In dieser Schalt- 67 angebracht ist, gedreht werden, Wird der Wählerstellung ist der Heizkörper 24 einpolig abgeschaltet. knopf 66 gedreht, dann läuft ein Abtaster 68 über An der Mantelfläche 12 der Trockentrommel 11 den erhabenen Einschaltteil 61 der Nockenscheibe sind innen mehrere Mitnehmer 33 aus einem beliebi- 59, wobei ein erstes Kontaktpaar 69 und 70 gegen Isolierstoff, z. B. Phenolkunstharz, angebracht. 60 schlossen und damit der Steuerstromkreis sowie der Im Ausführungsbeispiel sind drei Mitnehmer 33 vor- Antriebsstromkreis unter Spannung gesetzt wird und gesehen, die in gleichem Abstand voneinander liegen. die Versorgung aus der einen Netzzuleitung L_x zu Im Bereich jedes Mitnehmers 33 ist an der Innen- dem Motor 19 und zu dem veränderlichen Aufladefläche des zylindrischen Trommelmantels 12 ein widerstand 57 gegenüber der Erdleitung N erfolgt. Feuchtigkeitsfühler 34 (Fig. 1,2, 4) befestigt. Er um- 65 Gleichzeitig bewirkt der Abtaster 68 das Schließen faßt eine isolierende Grundplatte 36 und zwei Grup- eines zweiten Kontaktpaares 71 und 72, so daß ein. pen von Elektroden 37 und 38. Zur Befestigung der weiterer Stromkreis, ausgehend von der Netz-Fühler 34 an dem ringförmigen Trommelmantel 12 zuleitung L₁, über den Heizkörper24 und über den

Wählschalter 31 hergestellt wird. Mittels dieses Wählschalters 31 kann der Heizkörper einendig ausgeschaltet oder wahlweise mit dem Nulleiter N oder mit der anderen Netzzuleitung L₂ verbunden werden.

Als Zeitwerkmotor 58 wird z. B. ein Hysteresis-Synchronmotor mit 16 Polen von 2,5 Watt Leistung verwendet. Um zu verhindern, daß der Zeitwerkmotor eingeschaltet wird, solange die in der Trommel befindlichen Wäschestücke noch relativ naß sind, ist ein Thyristor 74 mit dem Zeitwerkmotor 58 in Reihe geschaltet. Das Gitter 76 des Thyristors 74 ist mit der isolierten Elektrode 38 des Feuchtigkeitsfühlers 56 über ein spannungsempfindliches Schaltglied, welches im Ausführungsbeispiel als Glimmröhre 77 ausgebildet ist, verbunden. Die Glimmröhre 77 leitet erst dann, wenn die an ihr liegende Spannung einen bestimmten Wert erreicht. Ist die Wäsche noch naß, dann ist der Widerstand des Feuchtigkeitsfühlers 56 gering und demgemäß auch die an den Elektroden 37, 38 liegende Spannung klein. Werden die Wäschestücke trockener, dann steigt die an den Elektroden 37, 38 liegende Spannung.derart an, daß die Glimmröhre 77 schließlich zündet, den Thyristor 74 in leitfähigen Zustand bringt und damit den Zeitwerkmotor 58 einschaltet. Ein Kondensator 78 ist parallel zu den Elektroden 37 und 38 geschaltet. Dieser Kondensator hat die Aufgabe, ausreichend Energie aufzuspeichern, wenn die Glimmröhre 77 zündet. Ein Kondensator von 220 dF erwies sich im vorliegenden Fall als ausreichend. Die Dioden 73 und 81 verhindern, daß das Gitter 76 falsch gepolt wird. Ein Belastungswiderstand 79 verhindert, daß der Thyristor 74 ohne Zündsignal geschaltet wird.

Wie in Fig. 3 schematisch dargestellt ist, sind im Heizkreis Thermostaten 82, 83 vorgesehen, die zum Schutz vor Überhitzung dienen. Der Thermostat 82 dient zur Erfassung der Temperatur des durch den Exhauster austretenden Luftstroms. Ferner ist ein Sicherheitsthermostat 83 vorgesehen, um die Temperatur der in die Trockentrommel 12 eintretenden Luft zu überwachen, damit keine Überhitzung eintritt.

Der Feuchtigkeitsgrad, bei dem die Glimmröhre 77 zündet, kann durch Einstellung des veränderlichen Aufladewiderstandes 57 mittels eines Einstellknopfes 84 über einer Feuchtigkeitseinstellskala gewählt werden.

Die Arbeitsweise des Trockners wird nachfolgend an Hand des in Fig. 6 dargestellten Diagramms beschrieben, in dem die Beziehung zwischen der an den Elektroden 37 und 38 anfallenden Spannung in Abhängigkeit von dem zeitlichen Verlauf des Trockenzyklus des Trockners 10 dargestellt ist. Die Gerade 87 zeigt die Zündspannung der Glimmröhre 77 an. Wie aus dem Spannungsverlaufdiagramm 86 zu ersehen ist, ist die an den Elektroden anfallende Spannung während des ersten Teils des Trockenzyklus, solange die Wäschestucke noch sehr naß sind, gering. Sobald jedoch die Wäschestücke trocknen, übersteigt die an den Elektronen liegende Spannung den Wert der Zündspannung der Glimmröhre 77 zeitweise, so daß jeweils der Zeitwerkmotor eingeschaltet wird, bis der Spannungsabfall an den Elektroden 37 und 38 schließlich ständig über der Zündspannung der Glimmröhre 77 liegt und der Zeitwerkmotor 58 dauernd läuft.

Da der Thyristor 74 nur während der -Zeitabschnitte leitend ist, in denen der Spannungsabfall an den Elektroden 37 und 38 die Zündspannung der Glimmröhre übersteigt, ist die Zeit, während der der Zeitwerkmotor 58 in Funktion ist, umgekehrt proportional der Zeit, während der die Wäschestücke 55 mit den Elektroden Kontakt machen. Dies ist in Fig. 7 dargestellt. Die Kurve 88 gibt die Relation zwischen der Zeit, angegeben in Prozenten, während der feuchte Wäschestücke in einer relativ großen Anzahl die Elektroden leitend überbrücken, und dem Zeitablauf des Trockenzyklus wieder. Auf der rechten Ordinate ist der Zeitanteil in Prozenten aufgetragen, während dem das Zeitwerk in Funktion ist. Während des anfänglich horizontal verlaufenden Kurventeils 88 sind die Wäschestücke55 (s. Fig. 3) noch sehr naß und überbrücken die Elektroden 37 und 38 ständig; also beträgt der Wert der Kontaktzeit 100 °/o, bezogen auf die unke Ordinate des Diagramms. Sobald die Feuchtigkeit entfernt wird, wird die Zeit, während der die Elektroden durch feuchte Wäschestücke überbrückt werden, immer kürzer, was durch den Kurvenabfall ausgedrückt wird. Befinden sich nur wenige Wäschestücke in der Trockentrommel, dann ist auch bereits zu Beginn des Trockenvorganges die Kontaktzeit etwas geringer als g 100 °/o, so daß eine automatische Kompensation bei " ■weniger gefüllten Trommeln eintritt.

Ein weiterer Arbeitsablauf des Zeitwerkmotors 58 ist in Fig. 8 dargestellt. Hier gibt die Kurve89 das Verhältnis der Zeit, in welcher der Zeitwerkmotor in Funktion ist, zu der Gesamtzeit des Trockenzyklus wieder. Am Anfang des Trocknungsprozesses, solange die Wäschestücke noch sehr saß sind und die Kontaktzeit 100 °/o beträgt, ist der Zeitwerkmotor außer Betrieb. Sobald die Wäschestücke trockner werden, übersteigt die an den Elektroden 37 und 38 liegende Spannung intermittierend die Zündspannung der Glimmröhre 77, bleibt aber nicht auf diesem Wert, Sobald jedoch die Elektrodenspannung auf einem hohen Wert bleibt, bleibt auch der Zeitwerkmotor 58 ständig in Funktion, wie im dritten Abschnitt der Kurve 89 wiedergegeben ist.

Sobald der Zeitwerkmotor 58 infolge eines an den Feuchtigkeitsfühlern 34 erzeugten Signals eingeschaltet ist, wird die Nockenscheibe 59 so lange gedreht, bis beide Kontaktpaare 69, 70 und 71, 72 öffnen und ., damit den Betrieb des Trockners beenden. Die be- | schriebene Steueranordnung summiert also auf mer chanischem Wege die von den Feuchtigkeitsfühlern 34 ausgesandten elektrischen Signale.

Claims

Patentansprüche:

1. Feuchtigkeitssteuerung für einen Trommeltrockner, welcher in der Trockentrommel angeordnete Feuchtigkeitsfühler aufweist, die über einen Auflade-Vorwiderstand mit Spannung be? aufschlagbar sind, wobei die an den Feuchtigkeitsfühlern anfallende Momentanspannung über eine Gasentladungsröhre mit fester Zündspannung einen Thyristor steuert, dadurch gekennzeichnet, daß mitttels des Thyristors (74) der Antriebsstromkreis eines nach einer einstellbaren Zeitspanne die Schalter (71, 72) für die Heizung und den Trommelantrieb betätigenden Zeitwerkmotors (58) schaltbar 4st..

2. Feuchtigkeitssteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflade-Vor-

widerstand (57) für die Feuchtigkeitsfühler (37, 38) in an sich bekannter Weise verstellbar ausgebildet ist.

3. Feuchtigkeitssteuerung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Thyristor-Elektroden (74, 76) in an sich bekannter Weise gegengepolte Dioden (73, 81) parallel geschaltet sind.

4. Feuchtigkeitssteuerung nach Anspruch 1

oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem von der Gasentladungsröhre (77) gespeisten Eingang des Thyristors (74) ein Belastungswiderstand (79) parallel geschaltet ist.

5. Feuchtigkeitssteuerung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise den Feuchtigkeitsfühlern (37, 38) ein Aufladekondensator (78) parallel geschaltet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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