EP0967319B1

EP0967319B1 - Method and device for determining the laundry residual moisture in a laundry drier

Info

Publication number: EP0967319B1
Application number: EP99112258A
Authority: EP
Inventors: Wenzel Meierfrankenfeld
Original assignee: Miele und Cie KG
Current assignee: Miele und Cie KG
Priority date: 1998-06-25
Filing date: 1999-06-25
Publication date: 2003-04-23
Anticipated expiration: 2019-06-25
Also published as: DE59905142D1; EP0967319A1; DE19828207A1; ES2193622T3

Description

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.The invention relates to a method for determining the residual moisture content of the laundry in a tumble dryer with a rotatably mounted drum that receives the laundry, a heating device, a blower, a program control device and one Device for evaluating and recording the residual moisture content in the laundry by means of a capacitor, the components of which by components of the dryer such. B. the Drum are formed and an apparatus for performing the method.

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.DE 196 51 883 C1 describes a method for detecting residual moisture and an arrangement known to carry out the method in which the rotatable drum and fixed door or the housing form the capacitor plates of a capacitor. The Electrostatic charging is caused by the movement and the mutual friction of the Laundry generated in the drum. The discharge currents of this capacitor are via a connected to the fixed capacitor plate, formed by a door or housing as well as the resistance connected to the drum by sliding contact. The Discharge currents are measured during fixed time intervals. From the measured values of the Individual time intervals mean values are formed, the change in the mean value the Dryness of the laundry determined.

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.This embodiment has the same disadvantages as those previously known Conductivity measurement method in terms of noise generation and wear due to here Loop transformers are also used. In addition, the evaluation of the intensity of the discharge current due to the electrostatic charge in the laundry at different Types of laundry such as synthetic or natural fibers are problematic. Another disadvantage is that only residual moisture values of less than 2% can be measured with this method.

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. DE 43 21 322 A1 describes a method for the contactless determination of the Moisture content of a moving material web, in which an electric field is too high measuring path is generated. Using a high DC voltage A charge signal is influenced locally in the material web, its level and temporal behavior is recorded in charge measuring probes, which is seen in the direction of material travel downstream of the electrode and arranged in geometrically precisely defined positions are. Based on the charge build-up in the field and the subsequent unloading Residual moisture content of the material web recorded. This arrangement is suitable for the moisture content to determine a material web moving at a uniform known speed.

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.In a tumble dryer where the movement of the laundry item in the drum of the drum speed and direction of rotation, the amount of laundry and the Size of the individual items of laundry and the type of laundry is dependent, would be one Do not use the arrangement.

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.The invention thus poses the problem of a method for contactless detection of the Residual moisture content of a laundry item in a rotatably mounted laundry drum execute that the moisture values for different types of laundry and different Load quantities are recorded exactly and for the control of the drying process are to be evaluated. A device for carrying out the method is said to Do not transfer the measured values by means of sliding contact in the previously usual design.

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.According to the invention this problem is solved by a method with the in claim 1 or 3 specified features solved. Advantageous refinements and developments of The inventive method result from the following subclaims. A device for carrying out the method according to the invention is shown in Claim 5 described. Advantageous refinements and developments of the invention Device result from the following subclaims.

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 Leitfähigkeitsmeßverfahren und gegenüber dem aus der DE 196 51 883 C1 bekannten Stand der Technik erzielt. Außerdem ist die berührungslos arbeitende Meßanordnung verschleißfrei.The advantages achievable with the invention are that for the previously Known conductivity measuring methods conventional carbon loop transmitters are omitted can. This results in a reduction in noise compared to the known conductivity measurement methods and compared to the prior art known from DE 196 51 883 C1 achieved. In addition, the non-contact measuring arrangement is wear-free.

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.The device for performing the method is inexpensive to produce overall, because the high demands on the electrical insulation properties of contact tape underlays and holder of the carbon loop transmitter are not required. The sensor electrode for Measured value acquisition is galvanically separated from the measuring arrangement and is also a pure one Alternating current is present as the measuring current, there are galvanic material migrations at the Sensor electrode excluded.

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.A particular advantage of the method according to the invention is that the frequency at Input of the first capacitor can be readjusted so that over the entire Laundry resistance range a constant voltage drop across the laundry resistor can be measured is. Residual moisture values can be identified in minute increments via the frequency.

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.

An embodiment of the invention is shown purely schematically in the drawings and is described in more detail below. It shows:

Figure 1: A tumble dryer with a schematic representation of the device for determining the residual moisture content in the laundry,
Figure 2: 2 shows a circuit diagram for the device according to FIG. 1,
Figure 3: the arrangement of the capacitor plates of the device for determining the residual moisture content compared to the drum shell.

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. Ub= Ua·RW RW 2+XC12 FIG. 1 shows a tumble dryer with a rotatably mounted drum (1) which receives the laundry, a blower (2) and a heating device (3) in a process air duct (4), a program control device (5) and a device (6) for evaluation and detection of the residual moisture content in the laundry. Drum ribs (7) are arranged in the laundry drum (1), at least one of which is formed with a measuring electrode (8) of the device for detecting the residual moisture content in the laundry. This drum rib (7) is insulated from the drum jacket with the interposition of insulation (9). During the drying process, the laundry is moved in the drum (1) and the warm process air is applied. The residual moisture content in the laundry is determined over the entire drying process via the voltage dependent on the laundry resistance RW. As the laundry dries, the residual moisture content decreases and the laundry resistance RW increases. The measuring arrangement for determining the voltage across the laundry resistance RW works contactlessly by means of a capacitor plate arrangement on the drum jacket. For this purpose, the capacitor plates C1 and C2 of a first and second capacitor are arranged at a distance from the drum jacket. The drum rib (7), which is insulated from the drum jacket, forms the second capacitor plate for both capacitors C1 and C2, which are connected to the voltage measuring device U via the laundry resistor RW. The ground potential M required on the drum jacket is transmitted, for example, by means of a contact spring arranged on the central bearing (10) of the drum (1). As can be seen from FIG. 3, the capacitor plates of the capacitors C1 and C2 only face each other at a certain angle of rotation of the drum (7), so that the residual moisture in the laundry can only be determined once in the course of a drum revolution. The first capacitor plates of the capacitors C1 and C2, viewed in the preferred direction of rotation V of the drum (1), are arranged on a drum jacket line (11), which lies in an angular range from 0 ° to 30 ° measured from the bottom dead center position of the drum rib (7). The capacitor plate C1 is an AC voltage generator (12) and the capacitor plate C2 is assigned a voltage measuring device (13). Figure 2 shows the circuit diagram for this arrangement. The oscillator (12) generates, for example, an AC voltage of 30 V with a frequency of approximately 50 Hz to 100 kHz at point a. This signal is transmitted via capacitor C1 with a known capacitance to point b at the unknown laundry resistor RW. The voltage that arises at point b can be calculated. ub = Ua · RW RW 2 + XC 1 2

Die Spannung am Punkt b wird über den Kondensator C2 zur Spannungsmeßeinheit U übertragen und dort gemessen. Der Wäschewiderstand RW läßt sich rechnerisch ermitteln. RW= XC12 Ua Ub 2-1 The voltage at point b is transmitted to the voltage measuring unit U via the capacitor C2 and measured there. The laundry resistance RW can be calculated. RW = XC 1 2 Ua ub 2 -1

Aus dem Wäschewiderstand ist der Wert der Restfeuchte in der Wäsche zu ermitteln.The value of the residual moisture in the laundry is to be determined from the laundry resistance.

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. RW= 12π·ƒ·C1 2 Ua Ub 2-1 The residual moisture content is determined via the voltage using the method described above. In a further embodiment, however, it is also possible to determine the value of the residual moisture via the oscillator frequency with the same circuit structure. For this purpose, the frequency f is readjusted in such a way that a constant voltage drop can be measured at the laundry resistor RW. RW = 1 2π · ƒ · C 1 2 Ua ub 2 -1

Claims

Method of determining the residual moisture content of the laundry in a laundry dryer having a rotatably mounted drum (1), which accommodates the laundry, a heating device (3), a fan (2), a program control (5) and a device (6) for evaluating and detecting the residual moisture content in the laundry by means of a capacitor, one plate of which is formed by component parts of the dryer, such as the drum, for example, characterised in that a voltage divider, comprising a known capacitance C1 and the unknown laundry resistance RW to be measured, is acted upon with a known A.C. voltage and frequency from an A.C. voltage generator (12), and the value of the residual moisture content is determined by the voltage drop at the laundry resistance RW.
Method of determining the residual moisture content of the laundry in a laundry dryer according to claim 1, characterised in that an A.C. voltage of, for example, 30 V having a frequency within the range between 50 Hz and 100 kHZ is generated.
Method of determining the residual moisture content of the laundry in a laundry dryer having a rotatably mounted drum (1), which accommodates the laundry, a heating device (3), a fan (2), a program control (5) and a device (6) for evaluating and detecting the residual moisture content in the laundry by means of a capacitor, one plate of which is formed by component parts of the dryer, such as the drum, for example, characterised in that a voltage divider, comprising a known capacitance C1 and the unknown laundry resistance RW to be measured, is acted upon with a known A.C voltage and frequency from an A.C. voltage generator (12), the frequency being subsequently adjustable during the course of the drying process in such a manner that a constant voltage drop is measurable at the laundry resistance RW over the entire drying process, and the value of the residual moisture content is determined by the frequency prescribed by the A.C. voltage generator (12).
Method of determining the residual moisture content of the laundry in a laundry dryer according to claim 3, characterised in that the frequency is subsequently adjustable within ranges in such a manner that a constant voltage drop is measurable within a range of, for example, 15 V to 20 V.
Apparatus for accomplishing a method of determining the residual moisture content of the laundry in a laundry dryer having a rotatably mounted drum (1), which accommodates the laundry, a heating device (3), a fan (2), a program control (5) and a device (6) for evaluating and detecting the residual moisture content in the laundry by means of a capacitor, one plate of which is formed by component parts of the dryer, such as the drum, for example, characterised in that the plates C1 and C2 of a first and second capacitor are disposed at a spacing from the drum casing, and the drum rib (7), which is mounted in an isolated manner from the drum casing, forms the second plate for both capacitors, which are connected to the voltage measuring device U via the laundry resistance RW, an A.C. voltage generator (12) being associated with the plate C1, and a voltage measuring device (13) being associated with the plate C2, and the voltage drop, present at the laundry resistance RW, representing a parameter for the residual moisture content.
Apparatus according to claim 5, characterised in that, when viewed with respect to the preferred direction of rotation V of the drum (1), the first plates of the capacitors C1 and C2 are disposed on a drum generatrix (11) within an angular range of, for example, 0° to 30° measured from the lower dead-centre position of the drum rib (7), so that the residual moisture is measured only once during each rotation of the drum when the drum rib (7) is in the position prescribed by the disposition of the plates C1 and C2.
Apparatus according to claim 5, characterised in that, in order to detect the voltage drop at the laundry resistance RW, the electrical earth potential M, required at the drum casing, is transmitted via a contact spring disposed in the central bearing (10) of the drum.