EP2730694A1 - Verfahren zum Ermitteln zumindest einer Kenngröße von Wäschestücken, sowie entsprechende Wäschepflegemaschine - Google Patents
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- EP2730694A1 EP2730694A1 EP20130190205 EP13190205A EP2730694A1 EP 2730694 A1 EP2730694 A1 EP 2730694A1 EP 20130190205 EP20130190205 EP 20130190205 EP 13190205 A EP13190205 A EP 13190205A EP 2730694 A1 EP2730694 A1 EP 2730694A1
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Definitions
- the invention relates to a method for determining at least one characteristic of items of laundry in a rotating laundry drum of a laundry care machine, the laundry drum being associated with electrodes by means of which measured values of electrical conductivity of the items of laundry are recorded and the characteristic value being determined from the measured values.
- the invention also relates to a laundry care machine having a rotatable laundry drum for receiving items of laundry, wherein the laundry drum is assigned electrodes by means of which measured values of electrical conductivity of the laundry items can be received and the characteristic value can be determined from the measured values, and a programmed controller for operating the laundry care machine, to which the measured values can be fed.
- a further parameter of the items of laundry is determined, namely the amount of load which these items of laundry represent in the laundry care machine.
- the measured conductance values are subject to fluctuations, which are caused by changing contacts between the items of laundry and the electrodes, depending on the amount of charge present, and the loading quantity is determined from a fluctuation range of the conductance values.
- Embodiments and examples of electrical circuits of such electrodes are the documents WO 2012/016820 A2 and EP 2 373 842 B1 removable, these circuits in programmable controls for corresponding laundry care devices can be incorporated, in particular integrable, are.
- Electrodes are in particular fixedly mounted in a bearing plate of the tumble dryer, to which they belong, and arranged so that laundry items in the laundry drum during the fact that the laundry drum rotates, are guided past the electrodes and contact them. Care is taken to prevent these electrodes from becoming dirty or corroding to ensure long term stability for measurements. Thus, with the aid of these electrodes, measurements of electrical resistances or conductance values can be made on the items of laundry.
- the two documents US 2012/0266486 A1 and WO 2012/072522 A2 relate to the determination of a load quantity corresponding characteristic of laundry items in a Wäschewitmaschine. For this purpose, measured values of a moisture content of the items of laundry, in particular represented by an electrical resistance, are also determined, which are subject to fluctuations or noise. According to the US 2012/0266486 A1 should be determined from a level of noise, the loading amount. On the other hand, according to the WO 2012/072522 A2 Means of the measured values are formed, which are shifted due to the existing noise, and the loading amount should be determined from these averages.
- a general feature of measuring the electrical conductance or resistance of laundry articles in a rotary laundry drum by means of electrodes is that each individual measurement is influenced by the quality of the contact between the laundry article and the electrode and the length of the path through the laundry article between the electrodes. Therefore, measured values of the electrical conductance or resistance are obtained, which vary greatly with one another. A significant reading becomes obtained by taking over a fixed or sliding time interval sufficiently many readings and from these when measuring a conductance of an absolute maximum or a resistance measurement is selected an absolute minimum and adopted as a significant measurement.
- a solution to the problem is represented by a method for determining at least one characteristic of items of laundry in a rotating laundry drum of a laundry care machine, the laundry drum being assigned electrodes by means of which measured values of electrical conductivity of the items of laundry are recorded, and the characteristic value being determined from the measured values in which method a time series of the measured values is recorded and a distribution of the measured values of the time series into several size classes is determined, and that the characteristic variable is determined from the size classes.
- a solution to the problem is also represented by a laundry care machine having a rotatable laundry drum for receiving laundry items, the laundry drum being associated with electrodes by means of which measured values of electrical conductivity of the laundry items can be received and wherein the characteristic variable can be determined from the measured values, and a programmed controller for operating the laundry care machine, to which the measured values can be fed, in which laundry care machine the controller is set up to produce a time series of measured values of electrical energy To include conductivity of the laundry items as the laundry drum rotates with the laundry items, and to form a distribution of the time series measurements into size classes and to determine a characteristic of the laundry items of the size classes.
- the invention is based on the recognition that even those measured values which are not absolute maxima or minima are significant and can be used with regard to certain characteristics of the items of laundry on which the measured values were obtained, and in particular that the fluctuations occurring are not merely stochastic , but by certain characteristics of the laundry are determined.
- the measured values of electrical conductivity are evaluated not only with regard to individual significant quantities, in particular absolute maxima (for measurements of the conductance) or absolute minima (when measuring the resistance), but distributions analyzed in each case of many measured values in their entirety. Measured values that are not absolute maxima or absolute minima or otherwise individually significant quantities are also included in the evaluation and used to develop the desired at least one parameter.
- a preferred embodiment of the invention is that the determined distribution is compared with a plurality of distribution patterns, wherein each distribution pattern is associated with a typical characteristic, wherein among the distribution patterns one of the determined distribution distribution pattern is determined, and wherein the characteristic of the determined distribution equal the typical characteristic of the most similar distribution pattern is determined.
- Another preferred embodiment of the invention is that the distribution during a drying process for drying the laundry items during a period between 10% and 20% of a total duration of the drying process is determined.
- the parameter is obtained at a relatively early stage in the drying process and is thus available to adapt the further course of the drying process to the characteristic.
- Another preferred embodiment of the invention is that the distribution is determined during a drying process for drying the laundry items for a period between 10 minutes and 20 minutes from the beginning of the drying process. Also in this way the parameter is obtained at a relatively early stage in the drying process and is thus available to adapt the further course of the drying process to the characteristic.
- an additional preferred embodiment of the invention is that the time series of the measured values is determined with a measuring frequency of 1 Hz.
- a time series with 600 measured values can be obtained over a period of 10 minutes, from which the desired characteristic variable can be developed with good accuracy.
- this period is short enough, if the corresponding method according to the invention is carried out sufficiently early in an otherwise conventionally configured process for the care of laundry items, for example in a process for drying the laundry items, to provide a characteristic which is effective for the further control of the laundry Process can be used.
- the measurement values initially being obtained at a significantly higher frequency, for example at 250 Hz, and subsequent measurements thus obtained being subjected to preprocessing, in particular by selection, averaging, minimization or maximization, in order to derive a time series with a measurement frequency to create 1 Hz for further evaluation.
- the measurements are taken as binary numbers of 8 bits in length or translated into such numbers.
- the absolute values of the measured values are less important, which also depend on the geometry of the electrodes used, but rather on the distribution among measured values of different sizes. This distribution results in size classes whose relationships are used with each other for the development of the parameters.
- a calibration of the circuit to be used to obtain the measured values may be omitted.
- a particularly preferred embodiment of the invention is that the characteristic is a mass of the laundry items. In this way, a determination of the load of the laundry care machine is obtained by evaluating the measured values of the moisture measurement. This particular determination of the loading of the laundry care machine is possible without having to provide an additional sensor.
- the size distribution of the measured values also includes significance for other characteristics.
- another particularly preferred embodiment of the invention is that the characteristic is a mean moisture content of the laundry items.
- the invention is not limited to the determination of a single characteristic. Rather, in the context of the invention, several parameters can be determined parallel to each other.
- the two particularly preferred embodiments described above can be combined with one another within the scope of the invention, so that both the mass and the moisture of the items of laundry can be determined.
- a size distribution of measured values can be compared with pattern distributions, which are assigned correspondingly dimensional tuples of typical characteristics, and the desired characteristics are equated with the typical characteristics of the tuple associated with the pattern distribution closest to the measured size distribution.
- Another preferred embodiment of the invention is that the characteristic is used to control a process taking place in the laundry care machine for the care of the laundry items. More preferably, this process is intended for drying the laundry items.
- the electrodes are fixedly mounted in the laundry care machine in the vicinity of the laundry drum. It is also within the scope of the invention to use other electrodes, such as electrodes, which are mounted in drivers of the laundry drum; Also, a metallic laundry drum may in turn be used as an electrode.
- the laundry care machine is designed as a tumble dryer. It is within the scope of the invention to form the dryer as exhaust or circulating air dryer.
- the heating of the process air necessary for drying can take place by means of a burner, an electric heater, a heat pump or by coupling in heat of an external heating system, in particular with a burner or solar collector.
- any available heat sink can be used, in particular ambient air, which could be coupled via an air-air heat exchanger, or in turn a heat pump.
- FIG. 1 shows the most important functional components, a laundry care machine 1, which is designed here as a clothes dryer 1, and without the outer housing, which surrounds such a laundry care 1 usually.
- the laundry care machine 1 has a laundry drum 2, which is rotatable and in which laundry items 3 are inserted, which are to be dried.
- the laundry drum 2 driven by a motor, not shown, rotates around itself, and the laundry items 3 are alternately lifted and dropped by not shown carriers in the laundry drum 2, in order to expose them evenly to a circulating process air stream 4.
- the process air stream 4 is driven by a process air blower 5 and heated by a heater 6 before it flows around the laundry items 3 in the laundry drum 2.
- the process air stream 4 absorbs vaporized moisture from the laundry items 3, and transports them into a cooler 7, here formed by an air-air heat exchanger 7.
- a cooler 7 process heat is removed from the process air stream, so that the entrained moisture again condenses and precipitates from the process air stream 4, whereby it is dried.
- the process air blower 5 and the heater 6 After again traversing the process air blower 5 and the heater 6, it returns to the laundry drum 2 to again absorb moisture until the laundry items 3 are dried.
- the air-air heat exchanger 7 is supplied with a cooling air stream 8 from the environment of the laundry care machine 1 and, after it has passed through the heat exchanger 7, discharged again into the environment.
- the cooling air flow 8 is driven by a cooling air blower 9.
- heater 6 and air-air heat exchanger 7 could be replaced with great advantage by a heat pump in which the heater 6 is replaced by a heat source and the air-to-air heat exchanger 7 by a heat sink, and in which there is a means to pump heat, which is withdrawn from the process air stream 4 in the heat sink, to the heat source and to supply it to the process air stream 4 there again.
- heat pumps are known, for example, compressor heat pumps, thermoelectric heat pumps, adsorption heat pumps, Stirling heat pumps, and Vuilleumier heat pumps.
- electrodes 10 In order to monitor and control the process of drying the laundry items 3, electrodes 10 (in FIG Fig. 1 only one of them is visible), which can be contacted by the laundry items 3 moved in the laundry drum 2. These electrodes 10 are cooled by an electrode cooling air flow 11 so that they can form no deposits of lint, dust or the like, and are attached to a bearing plate 12 of the laundry care machine 1.
- a programmed controller 13 which monitors and controls all the functions and process of the laundry-care machine 1, is arranged to carry out and evaluate measurements of electrical resistances or conductances between the electrodes 10.
- Fig. 2 shows an arrangement of two electrodes 10, which are located side by side on the bearing plate 12 only partially shown and are fastened with a holder 14 on this.
- the electrodes 10 may be cooled or uncooled; for cooled electrodes reference is made to the above-discussed document WO 2004/059072 A1 ,
- a statement about the actual resistance or conductance of the laundry items can therefore only be obtained by forming a sliding minimum from the measured values in the case of the measurement of a resistance and a sliding maximum in the case of measuring a conductance, corresponding to a measured value for the best possible contact of one Laundry item 3 with the electrodes 20.
- the drawing shows a new way to evaluate the measured values of resistance or conductance, using the example of the measurement of conductance. Not only is a sliding maximum determined from time series of measured values, but the distribution of the measured values itself is examined.
- at least one characteristic 100 of items of laundry 3 in the rotating laundry drum 2 is determined, which characteristic 100 can be a resistance or conductance or a residual moisture, but need not, wherein by means of the electrodes 10 measured values 102 of electrical conductivity of the laundry items 3 are recorded, wherein the electrical conductivity may be expressed in particular as electrical resistance or as electrical conductance.
- a time series of the measured values 102 is recorded and a distribution of the measured values 102 of the time series into a plurality of size classes 101 is determined, and then the parameter 100 is determined from the size classes 101. This takes place in the laundry care machine 1 by the appropriately set up, in particular programmed, control 13.
- the FIGS. 3 to 5 show distribution patterns 103, which were obtained by evaluating corresponding time series of measured values 102. For this purpose, time series were taken over periods of 10 minutes (corresponding to about 10% of the duration of the entire drying process) from the beginning of a drying process. Measured values 102 were obtained as digitized values of 8 bits corresponding to a range of values from zero to 255. Shown in each figure are four different size classes, taken over five different periods of 10 minutes each. The measured values 102 themselves were obtained at a rate of 1 Hz, ie one measured value per second. Each of the FIGS. 3 to 5 thus shows five distribution patterns 103.
- Each distribution pattern 103, two typical characteristics 104 are assigned, corresponding to an initial loading of 8 kg, 4 kg or 2 kg wet laundry, the mass specification being for the dry mass of the laundry, with an initial residual moisture content ARF of 60% for the periods of 0 distribution pattern 104 valid up to 10 minutes.
- the residual moisture ARF is given as the ratio of the mass of the moisture contained to the mass of the dry laundry.
- the remaining distribution pattern 104 result in the course of the drying process by increasing evaporation of moisture from the laundry to be dried and thus correspondingly less moisture contained.
- a distribution pattern 103 that is most similar to the distribution is determined among the distribution patterns 103, and the characteristics 100 of the distribution, ie mass of the laundry and initial residual moisture is determined equal to the typical characteristics 104 of the most similar distribution pattern 103.
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- Textile Engineering (AREA)
- Control Of Washing Machine And Dryer (AREA)
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln zumindest einer Kenngröße von Wäschestücken in einer rotierenden Wäschetrommel einer Wäschepflegemaschine, wobei der Wäschetrommel Elektroden zugeordnet sind, mittels derer Messwerte elektrischer Leitfähigkeit der Wäschestücke aufgenommen werden und wobei aus den Messwerten die Kenngröße bestimmt wird.
- Zudem betrifft die Erfindung eine Wäschepflegemaschine mit einer rotierbaren Wäschetrommel zum Aufnehmen von Wäschestücken, wobei der Wäschetrommel Elektroden zugeordnet sind, mittels derer Messwerte elektrischer Leitfähigkeit der Wäschestücke aufnehmbar sind und wobei aus den Messwerten die Kenngröße bestimmbar ist, und einer programmierten Steuerung zum Betreiben der Wäschepflegemaschine, welcher die Messwerte zuführbar sind.
- Ein solches Verfahren und eine solche Wäschepflegemaschine gehen jeweils hervor aus jedem der Dokumente
EP 0 898 009 B1 ,WO 2012/007283 A1 undWO 2012/007299 A1 . In jedem dieser Dokumente ist beschrieben, dass in einer Wäschepflegemaschine, die insbesondere als Wäschetrockner ausgestaltet ist, eine rotierbare Wäschetrommel zum Aufnehmen von zu pflegenden, insbesondere zu trocknenden Wäschestücken vorgesehen ist. Des Weiteren sind der Wäschetrommel Elektroden zugeordnet, mittels derer während eines Wäschepflegeprozesses elektrische Widerstände oder elektrische Leitwerte von Wäschestücken in der Trommel gemessen werden können, aus welchen eine programmierte Steuerung der Wäschepflegemaschine eine in den Wäschestücken vorhandene Feuchte als Kenngröße der Wäschestücke ermittelt und zur Gestaltung und Steuerung des Wäschepflegeprozesses benutzt. Gemäß derEP 0 898 009 B1 wird aus den Messwerten noch eine weitere Kenngröße der Wäschestücke bestimmt, und zwar die Beladungsmenge, welche diese Wäschestücke im der Wäschepflegemaschine darstellen. Dazu wird ausgenutzt, dass die gemessenen Leitwerte Schwankungen unterliegen, welche abhängig von der jeweils vorliegenden Beladungsmenge durch wechselnde Kontakte zwischen den Wäschestücken und den Elektroden verursacht sind, und es wird die Beladungsmenge aus einer Schwankungsbreite der Leitwerte bestimmt. - Ausführungsformen und Beispiele für elektrische Beschaltungen solcher Elektroden sind den Dokumenten
WO 2012/016820 A2 undEP 2 373 842 B1 entnehmbar, wobei diese Beschaltungen in programmierte Steuerungen für entsprechende Wäschepflegegeräte einbindbar, insbesondere integrierbar, sind. - Eine Ausführungsform entsprechender und insbesondere gekühlter Elektroden ist detailliert beschrieben in dem Dokument
WO 2004/059072 A1 . Diese Elektroden sind insbesondere feststehend eingebaut in einem Lagerschild des Wäschetrockners, zu dem sie gehören, und dabei so angeordnet, dass in der Wäschetrommel befindliche Wäschestücke währenddessen, dass die Wäschetrommel rotiert, an den Elektroden vorbeigeführt werden und diese dabei kontaktieren. Es ist Vorkehrung getroffen, damit diese Elektroden nicht verschmutzen oder korrodieren, um eine langfristige Stabilität für Messungen zu gewährleisten. Somit können mit Hilfe diese Elektroden Messungen elektrischer Widerstände oder Leitwerte an den Wäschestücken vorgenommen werden. - Auch die beiden Dokumente
US 2012/0266486 A1 undWO 2012/072522 A2 betreffen die Ermittlung einer einer Beladungsmenge entsprechenden Kenngröße von Wäschestücken in einer Wäschepflegemaschine. Dazu werden ebenfalls Messwerte einer insbesondere durch einen elektrischen Widerstand repräsentierten Feuchte der Wäschestücke ermittelt, die Schwankungen oder Rauschen unterliegen. Gemäß derUS 2012/0266486 A1 soll aus einer Höhe des Rauschens die Beladungsmenge ermittelt werden. Dahingegen sollen gemäß derWO 2012/072522 A2 Mittelwerte der Messwerte gebildet werden, welche aufgrund des vorhandenen Rauschens verschoben sind, und soll die Beladungsmenge aus diesen Mittelwerten bestimmt werden. - Ein allgemeines Merkmal der Messung des elektrischen Leitwerts oder Widerstandes von Wäschestücken in einer rotierenden Wäschetrommel mittels Elektroden besteht darin, dass jede einzelne Messung beeinflusst wird von der Güte des Kontakte zwischen Wäschestück und Elektrode und der Länge des Weges durch das Wäschestück zwischen den Elektroden. Es werden deshalb Messwerte des elektrischen Leitwerts oder Widerstandes erhalten, die untereinander stark schwanken. Ein signifikanter Messwert wird erhalten, indem über ein festes oder gleitendes Zeitintervall hinreichend viele Messwerte aufgenommen und aus diesen bei Messung eines Leitwertes ein absolutes Maximum oder bei Messung eines Widerstandes ein absolutes Minimum ausgewählt und als signifikanter Messwert angenommen wird.
- Vor diesem Hintergrund geht die nachfolgend zu beschreibende Erfindung von der Aufgabe aus, die Reihen von Messwerten, die im Rahmen des Verfahrens bzw. der Wäschepflegemaschine eingangs definierter Gattung ergeben, weiterer Nutzung zu erschließen.
- Zur Lösung dieser Aufgabe angegeben werden ein Verfahren und eine Wäschepflegemaschine gemäß jeweils entsprechendem unabhängigem Patentanspruch. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstände abhängiger Patentansprüche, nachfolgender Beschreibung und beigefügter Zeichnung. Dabei entsprechen außerdem bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens bevorzugte Ausführungsformen der Wäschepflegemaschine und umgekehrt, und dies auch dann, wenn darauf hierin nicht explizit und im Einzelnen hingewiesen ist.
- Dementsprechend ist eine Lösung der Aufgabe dargestellt von einem Verfahren zum Ermitteln zumindest einer Kenngröße von Wäschestücken in einer rotierenden Wäschetrommel einer Wäschepflegemaschine, wobei der Wäschetrommel Elektroden zugeordnet sind, mittels derer Messwerte elektrischer Leitfähigkeit der Wäschestücke aufgenommen werden, und wobei aus den Messwerten die Kenngröße bestimmt wird, bei welchem Verfahren eine Zeitreihe der Messwerte aufgenommen und eine Verteilung der Messwerte der Zeitreihe in mehrere Größenklassen ermittelt wird, und dass die Kenngröße aus den Größenklassen bestimmt wird.
- Dementsprechend ist eine Lösung der Aufgabe auch dargestellt von einer Wäschepflegemaschine mit einer rotierbaren Wäschetrommel zum Aufnehmen von Wäschestücken, wobei der Wäschetrommel Elektroden zugeordnet sind, mittels derer Messwerte elektrischer Leitfähigkeit der Wäschestücke aufnehmbar sind und wobei aus den Messwerten die Kenngröße bestimmbar ist, und einer programmierten Steuerung zum Betreiben der Wäschepflegemaschine, welcher die Messwerte zuführbar sind, bei welcher Wäschepflegemaschine die Steuerung eingerichtet ist, um eine Zeitreihe von Messwerten elektrischer Leitfähigkeit der Wäschestücke aufzunehmen, während die Wäschetrommel mit den Wäschestücken rotiert, sowie zum Bilden einer Verteilung der Messwerte der Zeitreihe in Größenklassen und zum Bestimmen einer Kenngröße der Wäschestücke aus den Größenklassen.
- Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass auch diejenigen Messwerte, die nicht absolute Maxima oder Minima sind, hinsichtlich gewisser Kenngrößen der Wäschestücke, an denen die Messwerte gewonnen wurden, signifikant sind und genutzt werden können, und dass insbesondere die auftretenden Fluktuationen nicht bloß stochastisch, sondern durch gewisse Kenngrößen der Wäschestücke bestimmt sind.
- Erfindungsgemäß werden demnach die Messwerte elektrischer Leitfähigkeit, insbesondere von elektrischem Leitwert oder elektrischem Widerstand, nicht nur im Hinblick auf einzelne signifikante Größen, insbesondere absolute Maxima (bei Messungen des Leitwerts) oder absolute Minima (beim Messen des Widerstandes), ausgewertet, sondern es werden Verteilungen jeweils vieler Messwerte in ihrer Gesamtheit analysiert. Dabei werden auch Messwerte, die nicht absolute Maxima oder absolute Minima oder sonstwie einzeln signifikante Größen sind, in die Auswertung einbezogen und zur Erschließung der gewünschten zumindest einen Kenngröße genutzt.
- Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die ermittelte Verteilung mit einer Mehrzahl von Verteilungsmustern verglichen wird, wobei jedem Verteilungsmuster eine typische Kenngröße zugeordnet ist, wobei unter den Verteilungsmustern ein der ermittelten Verteilung ähnlichstes Verteilungsmuster bestimmt wird, und wobei die Kenngröße der ermittelten Verteilung gleich der typischen Kenngröße des ähnlichsten Verteilungsmusters bestimmt wird.
- Eine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Verteilung während eines Trocknungsprozesses zum Trocknen der Wäschestücke während eines Zeitraums zwischen 10% und 20% einer Gesamtdauer des Trocknungsprozesses bestimmt wird. Auf diese Weise wird die Kenngröße zu einem relativ frühen Zeitpunkt im Trocknungsprozess gewonnen und steht damit zur Verfügung, um den weiteren Verlauf des Trocknungsprozesses an die Kenngröße anzupassen.
- Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Verteilung während eines Trocknungsprozesses zum Trocknen der Wäschestücke während eines Zeitraums zwischen 10 Minuten und 20 Minuten ab einem Beginn des Trocknungsprozesses bestimmt wird. Auch auf diese Weise wird die Kenngröße zu einem relativ frühen Zeitpunkt im Trocknungsprozess gewonnen und steht damit zur Verfügung, um den weiteren Verlauf des Trocknungsprozesses an die Kenngröße anzupassen.
- Im Rahmen der Erfindung liegt es jedoch auch, die Verteilung zu späteren Zeitpunkten des Trocknungsprozesses zu bestimmen und auszuwerten. Auf diese Weise kann der Fortschritt des Trocknens nachverfolgt werden, und es ist möglich, das Ende des Trocknungsprozesses unter Nutzung solcher Auswertungen recht genau zu bestimmen. Dadurch lässt sich ein übermäßiges Trocknen der vorgelegten Wäschestücke vermeiden, und kann auch Energie eingespart werden.
- Eine zusätzliche bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Zeitreihe der Messwerte mit einer Messfrequenz von 1 Hz bestimmt wird. Damit kann beispielsweise während eines Zeitraums von 10 Minuten eine Zeitreihe mit 600 Messwerten gewonnen werden, aus welcher die gewünschte Kenngröße mit guter Genauigkeit erschlossen werden kann. Zudem ist dieser Zeitraum kurz genug, um, wenn das entsprechende erfindungsgemäße Verfahren in einem ansonsten herkömmlich ausgestalteten Prozess zur Pflege von Wäschestücken, beispielsweise in einem Prozess zur Trocknung der Wäschestücke, ausreichend frühzeitig durchgeführt wird, eine Kenngröße zu liefern, die wirkungsvoll zur weiteren Steuerung des Prozesses verwendet werden kann. Zudem ist es auch denkbar und vorteilhaft, das Verfahren im weiterlaufenden Prozess zu wiederholen und die erneut gewonnene Kenngröße zur Steuerung des weiterlaufenden Prozesses zu nutzen. Erfindungsgemäß spricht nichts dagegen, die Messwerte zunächst mit einer deutlich höheren Frequenz zu gewinnen, zum Beispiel mit 250 Hz, und nachfolgend solcherart gewonnene Messwerte einer Vorverarbeitung, insbesondere durch Auswahl, Mittelung, Minimierung oder Maximierung, zu unterwerfen, um daraus eine Zeitreihe mit einer Messfrequenz um 1 Hz für die weitere Auswertung zu erstellen.
- Noch eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Messwerte als binäre Zahlen von 8 Bit Länge aufgenommen oder in solche Zahlen übersetzt werden. Insbesondere aus dem soeben dargelegten Aspekt wird deutlich, dass es weniger auf die absoluten Größen der Messwerte ankommt, welche ja auch von der Geometrie der verwendeten Elektroden abhängen, sondern mehr auf die Verteilung unter Messwerten verschiedener Größen. Aus dieser Verteilung ergeben sich Größenklassen, deren Verhältnisse untereinander zur Erschließung der Kenngrößen genutzt werden. Darüber hinaus kann gegebenenfalls eine Eichung der zur Erlangung der Messwerte zu benutzenden Schaltung entfallen.
- Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass dem die Kenngröße eine Masse der Wäschestücke ist. Auf diese Weise wird eine Bestimmung der Beladung der Wäschepflegemaschine durch Auswerten der Messwerte der Feuchtemessung erschlossen. Damit wird insbesondere eine Bestimmung der Beladung der Wäschepflegemaschine möglich, ohne einen zusätzlichen Sensor vorsehen zu müssen.
- Die Größenverteilung der Messwerte beinhaltet auch noch Signifikanzen für andere Kenngrößen. Somit besteht eine andere besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darin, dass die Kenngröße eine mittlere Feuchte der Wäschestücke ist.
- Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die Bestimmung einer einzigen Kenngröße beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung auch mehrere Kenngrößen parallel zueinander bestimmbar. Insbesondere sind die beiden vorhin beschriebenen besonders bevorzugten Ausführungsformen im Rahmen der Erfindung miteinander kombinierbar, so dass sowohl die Masse als auch die Feuchte der Wäschestücke bestimmt werden können. Dazu kann eine Größenverteilung von Messwerten mit Musterverteilungen verglichen werden, welchen entsprechend dimensionale Tupel typischer Kenngrößen zugeordnet sind, und die gewünschten Kenngrößen mit den typischen Kenngrößen des der der gemessenen Größenverteilung nächstkommenden Musterverteilung zugeordneten Tupels gleichgesetzt werden.
- Eine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Kenngröße zum Steuern eines in der Wäschepflegemaschine ablaufenden Prozesses zum Pflegen der Wäschestücke verwendet wird. Weiter bevorzugt ist dieser Prozess zum Trocknen der Wäschestücke bestimmt.
- Noch eine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Elektroden in der Wäschepflegemaschine ortsfest in der Nähe deren Wäschetrommel angebracht sind. Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, andere Elektroden zu verwenden, beispielsweise Elektroden, die in Mitnehmern der Wäschetrommel angebracht sind; auch kann eine metallische Wäschetrommel ihrerseits als eine Elektrode verwendet werden.
- Noch eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Wäschepflegemaschine als Wäschetrockner ausgebildet ist. Es liegt im Rahmen der Erfindung, den Wäschetrockner als Abluft- oder Umlufttrockner auszubilden. Die zum Trocknen notwendige Beheizung der Prozessluft kann durch einen Brenner, eine elektrische Heizung, eine Wärmepumpe oder durch Einkopplung von Wärme einer externen Heizanlage, insbesondere mit Brenner oder Solarkollektor, erfolgen. Auch zur insbesondere im Umlufttrockner erforderlichen Abkühlung der Prozessluft kann jede verfügbare Wärmesenke genutzt werden, insbesondere Umgebungsluft, die über einen Luft-Luft-Wärmetauscher angekoppelt werden könnte, oder wiederum eine Wärmepumpe.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren der beigefügten Zeichnung schematisch dargestellt und nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Wäschepflegemaschine, eingerichtet zum Ausführen des hierin neu gelehrten Verfahrens zum Ermitteln zumindest einer Kenngröße von Wäschestücken;
- Fig. 2
- eine Anordnung von zwei Elektroden, wie vorhanden in der Wäschepflegemaschine gemäß
Fig. 1 ; - Fig. 3
- ein Diagramm enthaltend Verteilungsmuster von Größenklassen von Leitfähigkeitsmesswerten für einen Posten von Wäschestücken mit einer Masse von 8 kg und einer Anfangsrestfeuchte von 60%;
- Fig. 4
- ein Diagramm enthaltend Verteilungsmuster von Größenklassen von Leitfähigkeitsmesswerten für einen Posten von Wäschestücken mit einer Masse von 4 kg und einer Anfangsrestfeuchte von 60%; und
- Fig. 5
- ein Diagramm enthaltend Verteilungsmuster von Größenklassen von Leitfähigkeitsmesswerten für einen Posten von Wäschestücken mit einer Masse von 2 kg und einer Anfangsrestfeuchte von 60%.
-
Figur 1 zeigt die wichtigsten funktionellen Komponenten eine Wäschepflegemaschine 1, welcher hier ausgestaltet ist als Wäschetrockner 1, und ohne das äußere Gehäuse, welches eine solche Wäschepflegemaschine 1 üblicherweise umgibt. Die Wäschepflegemaschine 1 weist eine Wäschetrommel 2 auf, welche drehbar ist und in welche Wäschestücke 3 eingelegt sind, die getrocknet werden sollen. Dabei dreht sich die von einem nicht dargestellten Motor angetriebene Wäschetrommel 2 um sich selbst, und werden die Wäschestücke 3 von nicht dargestellten Mitnehmern in der Wäschetrommel 2 wechselweise hochgehoben und fallengelassen, um sie einem umlaufenden Prozessluftstrom 4 gleichmäßig auszusetzen. Der Prozessluftstrom 4 wird von einem Prozessluftgebläse 5 angetrieben und von einem Heizer 6 erwärmt, bevor er die Wäschestücke 3 in der Wäschetrommel 2 umströmt. Bei diesem Umströmen nimmt der Prozessluftstrom 4 verdampfte Feuchtigkeit aus den Wäschestücken 3 auf, und transportiert sie in einen Kühler 7, hier gebildet von einem Luft-Luft-Wärmetauscher 7. In diesem Kühler wird dem Prozessluftstrom 4 Wärme entzogen, so dass die mitgeführte Feuchtigkeit wieder kondensiert und aus dem Prozessluftstrom 4 ausfällt, wodurch dieser getrocknet wird. Nach erneutem durchqueren des Prozessluftgebläses 5 und des Heizers 6 gelangt sie wieder in die Wäschetrommel 2, um erneut Feuchtigkeit aufzunehmen, bis die Wäschestücke 3 getrocknet sind. - Dem Luft-Luft-Wärmetauscher 7 wird außer dem Prozessluftstrom 4 ein Kühlluftstrom 8 aus der Umgebung des Wäschepflegemaschine 1 zugeführt und, nachdem dieser den Wärmetauscher 7 durchquert hat, wieder in die Umgebung entlassen. Getrieben wird der Kühlluftstrom 8 von einem Kühlluftgebläse 9.
- Es sei festgehalten, dass die Kombination aus Heizer 6 und Luft-Luft-Wärmetauscher 7 mit großem Vorteil ersetzt werden könnte durch eine Wärmepumpe, in welcher der Heizer 6 durch eine Wärmequelle und der Luft-Luft-Wärmetauscher 7 durch eine Wärmesenke ersetzt sind, und in der es ein Mittel gibt, um Wärme, die dem Prozessluftstrom 4 in der Wärmesenke entzogen wird, zur Wärmequelle zu pumpen und dem Prozessluftstrom 4 dort erneut zuzuführen. Viele Typen solcher Wärmepumpen sind bekannt, zum Beispiel Kompressor-Wärmepumpen, thermoelektrische Wärmepumpen, Adsorptions-Wärmepumpen, Stirling-Wärmepumpen und Vuilleumier-Wärmepumpen.
- Um den Prozess des Trocknens der Wäschestücke 3 zu überwachen und zu steuern, sind Elektroden 10 (in
Fig. 1 ist nur eine davon sichtbar) vorhanden, die von den in der Wäschetrommel 2 bewegten Wäschestücken 3 kontaktiert werden können. Diese Elektroden 10 werden von einem Elektrodenkühlluftstrom 11 gekühlt, damit sich an ihnen keine Beläge aus Flusen, Staub oder dergleichen bilden können, und sind an einem Lagerschild 12 der Wäschepflegemaschine 1 befestigt. Eine programmierte Steuerung 13, die alle Funktionen und Prozess der Wäschepflegemaschine 1 überwacht und steuert, ist eingerichtet, um Messungen elektrischer Widerstände oder Leitwerte zwischen den Elektroden 10 auszuführen und auszuwerten. -
Fig. 2 zeigt eine Anordnung von zwei Elektroden 10, die sich nebeneinander auf dem nur ausschnittsweise dargestellten Lagerschild 12 befinden und mit einem Halter 14 auf diesem befestigt sind. Die Elektroden 10 können gekühlt oder ungekühlt sein; für gekühlte Elektroden sei verwiesen auf die eingangs abgehandelte SchriftWO 2004/059072 A1 . - Gewöhnlich werden mit solchen Elektroden 10 Widerstände oder Leitwerte direkt und mit entsprechend kalibrierten Messschaltungen gemessen. Solche Messwerte sind signifikant für die Feuchte der Wäschestücke 3 - je höher der Leitwert bzw. ja geringer der Widerstand, desto höher die enthaltene Feuchte. Demnach werden solch Messwerte auch verwendet, um einen Trockenprozess zu überwachen und zu steuern. Dazu wird ein Grenzwert für den Widerstand bzw. den Leitwert vorgegeben, und der Trockenprozess wird als beendet abgebrochen, wenn der entsprechende Messwert den Grenzwert erreicht. Aufgrund der Bewegung der zu trocknenden Wäschestücke 3 in der rotierenden Wäschetrommel 2 ist jedoch der Kontakt der Wäschestücke 3 zu den Elektroden 20 variabel, weshalb nicht konstante oder quasi-konstante Messwerte erhalten werden, sondern Messwerte, die untereinander stark schwanken. Eine Aussage zum tatsächlichen Widerstand oder Leitwert der Wäschestücke kann deshalb nur dadurch erhalten werden, dass aus den Messwerten im Falle der Messung eines Widerstandes ein gleitendes Minimum und im Falle der Messung eines Leitwertes ein gleitendes Maximum gebildet wird, entsprechend einem Messwert für den bestmöglichern Kontakt eines Wäschestückes 3 mit den Elektroden 20.
- Vorliegend wird nun unter Bezugnahme auf die
Figuren 3 bis 5 der Zeichnung ein neuer Weg zur Auswertung der Messwerte von Widerstand oder Leitwert dargelegt, und zwar am Beispiel der Messung von Leitwerten. Dabei wird nicht lediglich aus Zeitreihen von Messwerten ein gleitendes Maximum ermittelt, sondern es wird die Verteilung der Messwerte selbst untersucht. Dabei wird zumindest eine Kenngröße 100 von Wäschestücken 3 in der rotierenden Wäschetrommel 2 ermittelt, welche Kenngröße 100 ein Widerstand oder Leitwert oder eine Restfeuchte sein kann, aber nicht muss, wobei mittels der Elektroden 10 Messwerte 102 elektrischer Leitfähigkeit der Wäschestücke 3 aufgenommen werden, wobei die elektrische Leitfähigkeit insbesondere als elektrischer Widerstand oder als elektrischer Leitwert ausgedrückt sein mag. Dazu wird eine Zeitreihe der Messwerte 102 aufgenommen und eine Verteilung der Messwerte 102 der Zeitreihe in mehrere Größenklassen 101 ermittelt, und dann die Kenngröße 100 aus den Größenklassen 101 bestimmt. Dies erfolgt in der Wäschepflegemaschine 1 durch die entsprechend eingerichtete, insbesondere programmierte Steuerung 13. - Die
Figuren 3 bis 5 zeigen Verteilungsmuster 103, die durch Auswertung entsprechender Zeitreihen von Messwerten 102 erhalten wurden. Dazu wurden Zeitreihen über Zeiträume von jeweils 10 Minuten (entsprechend ca. 10% der Dauer des gesamten Trocknungsprozesses) ab Beginn eines Trockenprozesses aufgenommen. Die Messwerte 102 wurden erhalten als digitalisierte Werte von 8 Bit, entsprechend einem Wertebereich von Null bis 255. Dargestellt sind in jeder Figur vier verschiedene Größenklassen dargestellt, aufgenommen über fünf verschiedene Zeiträume von jeweils 10 Minuten. Die Messwerte 102 selbst wurden gewonnen mit einer Rate von 1 Hz, also einem Messwert pro Sekunde. Jede derFiguren 3 bis 5 zeigt somit fünf Verteilungsmuster 103. Jedem Verteilungsmuster 103 sind zwei typische Kenngrößen 104 zugeordnet, entsprechend einer anfänglichen Beladung mit 8 kg, 4 kg oder 2 kg feuchter Wäsche, wobei die Massenangabe für die trockene Masse der Wäsche gilt, mit einer anfänglichen Restfeuchte ARF von 60% für die für die Zeiträume von 0 bis 10 Minuten geltenden Verteilungsmuster 104. Die Restfeuchte ARF ist dabei angegeben als Verhältnis der Masse der enthaltenen Feuchtigkeit zur Masse der trockenen Wäsche. Die übrigen Verteilungsmuster 104 ergeben sich im Laufe des Trockenprozesses durch zunehmendes Verdampfen von Feuchtigkeit aus der zu trocknenden Wäsche und somit entsprechend weniger enthaltene Feuchtigkeit. Nachdem während eines Trockenprozesses in beschriebener Weise eine Verteilung ermittelt wurde, wird diese nachfolgend mit den Verteilungsmustern 103 verglichen, wobei unter den Verteilungsmustern 103 ein der Verteilung ähnlichstes Verteilungsmuster 103 bestimmt wird, und wobei die Kenngrößen 100 der Verteilung, also Masse der Wäsche und anfängliche Restfeuchte, gleich den typischen Kenngrößen 104 des ähnlichsten Verteilungsmusters 103 bestimmt wird. - Die Signifikanz der Verteilungsmuster 103 der
Figuren 3 bis 5 für die trockene Masse der jeweils eingesetzten Wäsche und deren anfängliche Restfeuchte ist evident. Unter Nutzung dieser Verteilungsmuster 103 in hier beschriebener Weise kann somit zuverlässig und genau eine Aussage über die Masse der Wäsche und ihre anfängliche Restfeuchte erhalten werden, ohne dass es eines Rückgriffs auf absolute Messwerte bedarf. Mit großem Vorteil werden dabei eben nicht nur einzelne signifikante Größen der Messungen wie gleitende Maxima oder Minima ausgewertet, sondern größere Gesamtheiten von Messwerten. Dies ist der Genauigkeit der erhaltbaren Aussagen förderlich, ohne dass es einer Kalibrierung der Messwerte bedarf. -
- 1
- Wäschepflegemaschine
- 2
- Wäschetrommel
- 3
- Wäschestücke
- 4
- Prozessluftstrom
- 5
- Prozessluftgebläse
- 6
- Heizer
- 7
- Luft-Luft-Wärmetauscher
- 8
- Kühlluftstrom
- 9
- Kühlluftgebläse
- 10
- Elektrode
- 11
- Elektrodenkühlluftstrom
- 12
- Lagerschild
- 13
- Steuerung
- 14
- Halter
- 100
- Kenngröße, insbesondere Masse oder Feuchte
- 101
- Größenklasse
- 102
- Messwert
- 103
- Verteilungsmuster
- 104
- Typische Kenngröße
Claims (13)
- Verfahren zum Ermitteln zumindest einer Kenngröße (100) von Wäschestücken (3) in einer rotierenden Wäschetrommel (2) einer Wäschepflegemaschine (1), wobei der Wäschetrommel (2) Elektroden (10) zugeordnet sind, mittels derer Messwerte (102) elektrischer Leitfähigkeit der Wäschestücke (3) aufgenommen werden und wobei aus den Messwerten (102) die Kenngröße (100) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zeitreihe der Messwerte (102) aufgenommen und eine Verteilung der Messwerte (102) der Zeitreihe in mehrere Größenklassen (101) ermittelt wird, und dass die Kenngröße (100) aus den Größenklassen (101) bestimmt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Verteilung mit einer Mehrzahl von Verteilungsmustern (103) verglichen wird, wobei jedem Verteilungsmuster (103) eine typische Kenngröße (104) zugeordnet ist, wobei unter den Verteilungsmustern (103) ein der Verteilung ähnlichstes Verteilungsmuster (103) bestimmt wird, und wobei die Kenngröße (100) der Verteilung gleich der typischen Kenngröße (104) des ähnlichsten Verteilungsmusters (103) bestimmt wird.
- Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, bei dem die Verteilung während eines Trocknungsprozesses zum Trocknen der Wäschestücke (3) während eines Zeitraums zwischen 10% und 20% einer Gesamtdauer des Trocknungsprozesses bestimmt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, bei dem die Verteilung während eines Trocknungsprozesses zum Trocknen der Wäschestücke (3) während eines Zeitraums zwischen 10 Minuten und 20 Minuten ab einem Beginn des Trocknungsprozesses bestimmt wird.
- Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, bei dem die Zeitreihe der Messwerte (102) mit einer Messfrequenz von 1 Hz bestimmt wird.
- Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, bei dem die Messwerte (102) als binäre Zahlen von 8 Bit Länge aufgenommen werden.
- Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, bei dem die Kenngröße (100) eine Masse (100) der Wäschestücke (3) ist.
- Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, bei dem die Kenngröße (100) eine mittlere Feuchte (100) der Wäschestücke (3) ist.
- Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, bei dem die Kenngröße (100) zum Steuern eines in der Wäschepflegemaschine (1) ablaufenden Prozesses zum Pflegen der Wäschestücke (3) verwendet wird.
- Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Prozess zum Trocknen der Wäschestücke (3) bestimmt ist.
- Wäschepflegemaschine (1) mit einer rotierbaren Wäschetrommel (2) zum Aufnehmen von Wäschestücken (3), wobei der Wäschetrommel (2) Elektroden (10) zugeordnet sind, mittels derer Messwerte (102) elektrischer Leitfähigkeit der Wäschestücke (3) aufnehmbar sind und wobei aus den Messwerten (102) die Kenngröße (100) bestimmbar ist, und einer programmierten Steuerung (13) zum Betreiben der Wäschepflegemaschine (1), welcher die Messwerte (102) zuführbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (13) eingerichtet ist, um eine Zeitreihe von Messwerten (102) elektrischer Leitfähigkeit der Wäschestücke (3) aufzunehmen, während die Wäschetrommel (2) mit den Wäschestücken (3) rotiert, sowie zum Bilden einer Verteilung der Messwerte (102) der Zeitreihe in Größenklassen (101) und zum Bestimmen einer Kenngröße (100) der Wäschestücke (3) aus den Größenklassen (101).
- Wäschepflegemaschine (1) nach Anspruch 10, bei welcher die Elektroden (10) ortsfest in der Nähe der Wäschetrommel (2) angebracht sind.
- Wäschepflegemaschine (1) nach einem der Ansprüche 10 und 11, welche als Wäschetrockner (1) ausgebildet ist.
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