DE60201356T2

DE60201356T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Wäschefeuchtigkeit in Waschmaschinen oder Wäschetrocknern

Info

Publication number: DE60201356T2
Application number: DE60201356T
Authority: DE
Inventors: Marco Righetti; Attilio Bissoli
Original assignee: Bonferraro SpA
Current assignee: Bonferraro SpA
Priority date: 2002-10-21
Filing date: 2002-10-21
Publication date: 2005-11-17
Anticipated expiration: 2022-10-22
Also published as: SI1413664T1; DE60201356D1; EP1413664B1; ES2227418T3; ATE277220T1; EP1413664A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der Feuchtigkeit der in Waschmaschinen, Wäschetrocknern und dergleichen enthaltenen Wäsche und insbesondere ein Verfahren, das eine automatische Steuerung der Trocknung der Wäsche gemäß der Feuchtigkeit davon zuläßt. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein System zur Durchführung des Verfahrens.
Es ist bekannt, daß Wäschetrockner und viele Waschmaschinen ein Trocknungssystem umfassen, in dem warme Luft strömt, um Wäsche zu trocknen. Diese elektrischen Haushaltsgeräte umfassen allgemein kein Wäschefeuchtigkeitsmeßsystem, so daß der Benutzer ein Trocknungsprogramm einstellen muß, indem er dessen Dauer gemäß einer von den Herstellern zur Verfügung gestellten Tabelle wählt, wodurch sich als Folgen übermäßige und nutzlose Verbräuche, wenn immer die maximale Dauer eingestellt wird, oder variable und nicht immer optimale Resultate ergeben, wenn die in der Tabelle angegebene Dauer eingestellt wird.
In der DE 19651883 ist ein System zur Messung der Feuchtigkeit beschrieben, das auf einer Wäscheleitfähigkeitsmessung, d.h. auf dem elektrischen Widerstand davon, basiert, der in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit variiert. Dieses Meßverfahren, das direkt an der Wäsche durchgeführt wird, weist die folgenden zwei Nachteile auf, wodurch die bekannten Systeme kompliziert und teuer werden.
In erster Linie ist es erforderlich, eine elektrische Verbindung mit der Wäsche herzustellen, die während der Zeit, in der die Position der Wäsche innerhalb des Korbs, der ein bewegbares Element ist, variiert, konstant ist. Diese Verbindung wird allgemein über Schleifkontakte, die jedoch im Laufe der Zeit wenig zuverlässig sind, oder über in der Innenseite der Tür vorgesehene Klemmen, die jedoch nicht immer eine elektrische Kontinuität sicherstellen, hergestellt. Diese beiden Lösungen haben sich vom Standpunkt der Herstellung aus als kompliziert erwiesen.
Da der metallische und somit leitfähige Korb mit Masse verbunden ist, muß zweitens der elektronische Meßschaltkreis die perfekte Isolierung zwischen der Hauptnetzstromquelle und dem Meßsignal des elektrischen Widerstands der Wäsche sicherstellen, um die normativen Tests auf dielektrische Festigkeit zu bestehen. Dadurch nehmen die Kompliziertheit und die Kosten der Steuerungselektronik, die ansonsten für diese Produktkategorie einfach und wirtschaftlich sein würde, beträchtlich zu.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren und ein Meßsystem bereitzustellen, die diese Nachteile nicht aufweisen, d.h. einfach, zuverlässig, sicher und billig sind. Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren und einem System erfüllt, deren Hauptmerkmale in den Ansprüchen 1 bzw. 9 spezifiziert sind, während andere Merkmale in den übrigen Ansprüchen spezifiziert sind.
Das Verfahren und das System gemäß der vorliegenden Erfindung basieren auf der Messung der Veränderungen der elektrischen Leitfähigkeit oder Dielektrizitätskonstante der Wäsche während des Trocknungsprogramms und auf der mittels einer geeigneten Steuerungsvorrichtung durchgeführten Umwandlung dieser elektrischen Leitfähigkeit in eine Menge, beispielsweise eine Spannung oder eine Frequenz, die von der Feuchtigkeit dieser Wäsche abhängt. Aufgrund dieser Lösung ist kein direkter Kontakt mit der Wäsche mehr erforderlich, so daß die vorerwähnten Nachteile vermieden werden.
Das System gemäß der vorliegenden Erfindung läßt es somit zu, die Dauer des Trocknungsprogramms gemäß einem oder mehreren Trocknungsniveaus, die vom Benutzer gewählt werden können, einzustellen, so daß eine Konstruktionsvereinfachung des Apparats, in dem das System zum Einsatz kommt, und eine leichtere Benutzung dieses Apparats erzielt werden. Bei einer mit diesem System ausgestatteten Waschmaschine kann der Benutzer bei spielsweise den Trocknungsgrad der Wäsche am Ende des Waschzyklus direkt wählen, ohne sich über die Definition der Dauer des Trocknungszeitraums Gedanken machen zu müssen.
Weitere Vorteile und Merkmale des Verfahrens und des Systems gemäß der vorliegenden Erfindung ergeben sich für den Fachmann auf diesem Gebiet eindeutig aus der nachstehenden ausführlichen und nicht einschränkenden Beschreibung von zwei Ausführungsformen davon, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird; dabei sind:
1 eine perspektivische und auseinandergezogene Teilansicht einer das System gemäß der vorliegenden Erfindung umfassenden Waschmaschine;
2 ein elektrischer Schaltplan des Systems gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 ein elektrischer Schaltplan der Steuerungsvorrichtung des Systems gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
4 ein Arbeitsdiagramm der Vorrichtung der 3; und
5 ein elektrischer Schaltplan der Steuerungsvorrichtung des Systems gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Wie aus 1 ersichtlich, umfaßt eine mit dem System gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattete Waschmaschine 1 in einer bekannten Weise eine Tür 2 zur Eingabe von Wäsche 3 in den Waschkorb 4. Die Tür 2 hat allgemein eine kreisförmige Form und umfaßt einen Metallrahmen 2a, in den eine zylindrisch oder stumpfkegelig geformte Glaskammer mit einer inneren Wand 2b und einer äußeren Wand 2c, die beide im wesentlichen kreisförmig sind, eingesetzt ist.
Gemäß der Erfindung ist eine Metallplatte 5, beispielsweise mit einem beidseitig klebenden Klebeband, an der äußeren Oberfläche der inneren Wand 2b der Tür 2 fixiert. In der vorliegenden Ausführungsform hat die Metallplatte 5 eine im wesentlichen halbkreisförmi ge Form und ist in der unteren Hälfte der Wand 2b vorgesehen. Die äußere Wand 2c der Tür 2 verhindert einen möglichen direkten Kontakt des Benutzers mit der Metallplatte 5, so daß eine Veränderung der Größenordnung durch aufgrund dieses Kontakts bewirkte Induktionsleitfähigkeiten vermieden wird.
Wie aus 2 ersichtlich, wirken der Korb 4 und die Metallplatte 5, die elektrisch voneinander isoliert sind, wie die Platten eines Kondensators 6, wobei die innere Wand 2b der Tür 2, die Wäsche 3 und die im Korb 4 enthaltene Luft 7 als Nichtleiter dienen. Der Korb ist in einer bekannten Weise mit Masse verbunden, während die Platte 5 mit einer elektrischen und/oder elektronischen Steuerungsvorrichtung 8 verbunden ist, die die Kapazität C des Kondensators 6 mißt und ein Steuerungssignal an das Trocknungssystem der Waschmaschine 1 gemäß der gemessenen Kapazität C liefert. Die elektrische Leitfähigkeit der Wäsche 3 variiert tatsächlich beträchtlich gemäß der Feuchtigkeit davon, während die elektrischen Leitfähigkeiten der Wand 2b und der Luft 7 im wesentlichen konstant sind oder unwesentlich variieren.
Wie aus 3 ersichtlich, kann die Steuerungsvorrichtung 8 zur Messung der Kapazität C des Kondensators 6 einen Ladungstransfersensor, beispielsweise eine Q-PROX^TM-Vorrichtung der Firma Quantum, umfassen. In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung umfaßt dieser Sensor einen Referenzkondensator 9, der eine bekannte und konstante Kapazität Cr hat und parallel mit dem Kondensator 6 sowie mit einem Referenzspannungsgenerator 10 verbunden ist, der eine bekannte und konstante Spannung Vr an die Klemmen der Kondensatoren 6 und 9 liefert.
Der Spannungsgenerator 10 kann durch einen ersten Schalter 11 vom Kondensator 6 getrennt werden, während die Kondensatoren 6 und 9 durch einen zweiten Schalter 12 voneinander getrennt sowie durch einen dritten Schalter 13 kurzgeschlossen werden können. Die Kondensatoren 6 und 9 sind, neben ihrer parallel zuein ander vorgesehenen Verbindung, zwischen der Masse und einem Verstärker 14 auch in Reihe verbunden.
Durch Serien elektrischer Impulse, die das Öffnen und Schließen der Schalter 11, 12 und 13 steuern, ist es möglich, einen deutlichen Wert transferierter Ladung zu erhalten, so daß die Spannung Vs am Kondensator 9 wesentlich erhöht wird. Durch Messung dieses Wertes, durch den Verstärker 14 um einen Faktor A verstärkt, ist es möglich, von außen eine Spannung A × Vs proportional zur Kapazität C des Kondensators 6, die von der Feuchtigkeit der Wäsche 3 abhängt, zu liefern.
4 zeigt ein Versuchsdiagramm, das eine Grafik 15 der realen Größenordnung der Spannung R × Vs in Volt während des Trocknungszyklus sowie eine Grafik 16 enthält, die einem Durchschnitt von zwei angrenzenden Werten der Grafik 15 entspricht.
Wie schließlich aus 5 ersichtlich, kann die Steuerungsvorrichtung 8 in einer zweiten Ausführungsform der Erfindung einen astabilen Multivibrator, insbesondere einen Rechteckwellengenerator, zur Messung der Kapazität C des Kondensators 6 umfassen. Die Frequenz der durch den astabilen Multivibrator erzeugten Welle ist umgekehrt proportional zu einem Produkt RC, wobei R eine resistive Komponente und C eine kapazitive Komponente in Abhängigkeit vom verwendeten Schaltkreis ist. Wenn die resistive Komponente konstantgehalten wird, bewirken die Veränderungen der kapazitiven Komponenten eine Veränderung der Frequenz des durch den astabilen Generator erzeugten Signals. Mit dieser Anordnung ist es möglich, nicht eine Kapazitätsmessung, sondern eine Frequenzmessung durchzuführen, die sich mit billigen handelsüblichen Mikroprozessoren insbesondere dann leichter realisieren läßt, wenn das erzeugte Signal eine Rechteckwelle ist.
5 zeigt einen astabilen Generator, der einen integrierten Schaltkreis 17, beispielsweise einen bekannten integrierten NE555-Schaltkreis, der mit einem Paar Widerstände 18 und 19 verbunden ist, verwendet, der wiederum in Reihe zwischen einer Quelle für Gleich strom Vcc und dem mit Masse verbundenen Kondensator 6 verbunden ist. Sobald die Widerstandswerte der Widerstände 18 und 19 festgelegt sind, hängt die Frequenz des Ausgabesignals Vs nur vom Wert der Kapazität C des Kondensators 6 ab. Der astabile Multivibrator kann weiterhin eine parallel mit dem Widerstand 19 verbundene Diode 20 umfassen, um einen Einschaltzyklus der Ausgaberechteckwelle von 50% zu erhalten, wenn die Widerstandswerte der Widerstände 18 und 19 gleich sind. Der integrierte Schaltkreis 17 kann weiterhin durch einen Kondensator 21, der wie ein Filter wirkt, mit Masse verbunden sein.
Eine Messung der Frequenz des Ausgabesignals Vs vor und während der Trocknung kann somit Informationen über das Fortschreiten der Feuchtigkeit der Wäsche 3 liefern und die automatische Regulierung des Trocknungszyklus in der Waschmaschine 1 zulassen.

Claims

Verfahren zur Messung der Feuchtigkeit der in Waschmaschinen (1), Wäschetrocknern und dergleichen enthaltenen Wäsche (3), das die folgenden Betriebsschritte umfaßt: Anordnen der Platten (4, 5) eines Kondensators (6) um die Wäsche (3) herum, so daß die letztere als ein Nichtleiter wirkt, gekennzeichnet durch die folgenden Betriebsschritte: Messen der Kapazität (C) dieses Kondensators (6); Bestimmen der Feuchtigkeit der Wäsche (3) gemäß der gemessenen Kapazität (C).
Verfahren nach dem vorstehend aufgeführten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß eine Platte des Kondensators (6) aus einem die Wäsche (3) enthaltenden Metallkorb (4) gebildet ist.
Verfahren nach einem der vorstehend aufgeführten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Platte des Kondensators (6) aus einer Metallplatte (5) gebildet ist, die an einer Tür (2) zur Eingabe der Wäsche (3) im Innern des Korbs (4) fixiert ist.
Verfahren nach einem der vorstehend aufgeführten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Platte des Kondensators (6) mit Masse und die andere Platte (5) mit einer elektrischen und/oder elektronischen Steuerungsvorrichtung (8) verbunden ist, die die Kapazität (C) des Kondensators (6) mißt und ein Steuerungssignal (Vs) gemäß der gemessenen Kapazität (C) liefert.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungsvorrichtung (8) einen Ladungstransfersensor (9, 10) umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Spannung des Steuerungssignals (Vs) gemäß der Kapazität (C) des Kondensators (6) variiert.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungsvorrichtung (8) einen astabilen Multivibrator (17, 18, 19) umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Steuerungssignals (Vs) gemäß der Kapazität (C) des Kondensators (6) variiert.
System zur Messung der Feuchtigkeit der in Waschmaschinen (1), Wäschetrocknern und dergleichen enthaltenen Wäsche (3), das einen Kondensator (6) mit den um die Wäsche (3) herum angeordneten Platten (4, 5) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (6) mit einer Steuerungsvorrichtung (8) verbunden ist, die zum Messen der Kapazität (C) des Kondensators (6) und zum Bestimmen der Feuchtigkeit der Wäsche (3) gemäß der gemessenen Kapazität (C) geeignet ist.
System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Platte des Kondensators (6) aus einem die Wäsche (3) enthaltenden Metallkorb (4) gebildet ist.
System nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Platte des Kondensators (6) aus einer Metallplatte (5) gebildet ist, die an einer Tür (2) zur Eingabe der Wäsche (3) im Innern des Korbs (4) fixiert ist.
System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Tür (2) eine innere Wand (2b) und eine äußere Wand (2c), die beide elektrisch isoliert sind, umfaßt und daß die Metallplatte (5) an der äußeren Oberfläche der inneren Wand (2b) fixiert ist.
System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Wand (2b) der Tür (2) im wesentlichen kreisförmig ausgebildet ist, während die Metallplatte (5) im wesentlichen halbkreisförmig ausgebildet und in der unteren Hälfte der inneren Wand (2b) vorgesehen ist.
System nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Platte (4) des Kondensators (6) mit Masse und die andere Platte (5) mit einer elektrischen und/oder elektronischen Steuerungsvorrichtung (8) verbunden ist, die die Kapazität (C) des Kon densators (6) mißt und ein Steuerungssignal (Vs) gemäß der gemessenen Kapazität (C) liefert.
System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungsvorrichtung (8) einen Ladungstransfersensor (9, 10) umfaßt.
System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladungstransfersensor (9, 10) einen Referenzkondensator (9), der eine bekannte und konstante Kapazität (Cr) hat und parallel mit dem ersten Kondensator (6) verbunden ist, sowie einen Referenzspannungsgenerator (10) umfaßt, der eine bekannte und konstante Spannung (Vr) an die Klemmen dieser Kondensatoren (6, 9) liefert.
System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsgenerator (10) durch einen ersten Schalter (11) vom ersten Kondensator (6) getrennt werden kann, während die beiden Kondensatoren (6, 9) durch einen zweiten Schalter (12) voneinander getrennt sowie durch einen dritten Schalter (13) kurzgeschlossen werden können, so daß es durch Serien elektrischer Impulse, die das Öffnen und Schließen der Schalter (11, 12, 13) steuern, möglich ist, einen deutlichen Wert transferierter Ladung zu erhalten, so daß die Spannung (Vs) am Referenzkondensator (9) wesentlich erhöht wird.
System nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kondensatoren (6, 9), neben ihrer parallel zueinander vorgesehenen Verbindung, zwischen der Masse und einem Verstärker (14) auch in Reihe verbunden sind.
System nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladungstransfersensor eine Q-PROX^TM-Vorrichtung der Firma Quantum umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungsvorrichtung (8) einen astabilen Multivibrator (17, 18, 19) umfaßt.
System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der astabile Multivibrator (17, 18, 19) einen mit einem Paar Widerstände (18, 19) verbundenen integrierten Schaltkreis (17) umfaßt, der wiederum in Reihe zwi schen einer Quelle für Gleichstrom (Vcc) und dem in Reihe mit Masse verbundenen Kondensator (6) verbunden ist.
System nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der integrierte Schaltkreis (17) ein integrierter NE555-Schaltkreis ist.
System nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß der astabile Multivibrator (17, 18, 19) eine parallel mit einem (19) der beiden Widerstände (18, 19) verbundene Diode (20) umfaßt.