EP3527713B1

EP3527713B1 - Erkennen von wäschewicklern in wäschetrocknungsgeräten

Info

Publication number: EP3527713B1
Application number: EP19155900.4A
Authority: EP
Inventors: Kai-Uwe Bache; Maike Blanken; Klaus-Robert MÜLLER; Wiktor Pronobis; Ekkehard VON DER WAYDBRINK
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2018-02-20
Filing date: 2019-02-07
Publication date: 2021-07-07
Anticipated expiration: 2039-02-07
Also published as: CN110172809A; EP3527713A1; DE102018202527A1; CN110172809B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von Wäschewicklern in einem Wäschetrocknungsgerät mit einer horizontal drehbaren Wäschetrommel. Die Erfindung betrifft auch ein Wäschetrocknungsgerät, das zur Durchführung des Verfahrens eingerichtet ist.
Bei einem Bewegen von Wäsche in einer drehbaren Wäschetrommel eines Wäschetrocknungsgeräts kann es zu sog. "Wäschewicklern" (auch als Wäscheverknotung bezeichnet) kommen, welche das Trocknungsergebnis negativ beeinflussen. Unter Wäschewicklern wird ein Aufrollen von Wäschestücken oder ein Einrollen von Wäschestücken in andere Wäschestücke verstanden, so dass die verwickelten Wäschestücke sich nicht mehr frei in der Wäschetrommel bewegen können.
Es ist eine Wäschetrommel bekannt, bei der zwei speziell geformte Mitnehmer sich gegenüberliegend angeordnet sind. Durch die Mitnehmer wird die Wäsche so bewegt, dass nur wenige Wäschewickler entstehen oder sich Wickler lösen können, weil sie im passenden Winkel auf die Mitnehmer fallen. Jedoch kann durch die Mitnehmer nicht zuverlässig verhindert werden, dass sich Wäschewickler bilden und auch bestehen bleiben.
DE 10 2013 215 675 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines Wäschetrocknungsgeräts mit einer horizontal gelagerten, drehbaren Wäschetrommel, wobei das Verfahren mindestens den Schritt eines Bestimmens eines Grades einer Wäscheverknotung (Wicklerbildung) von in der Wäschetrommel befindlichen Wäschestücken aufweist. Der Schritt des Bestimmens kann ein Bestimmen des Grades der Wäscheverknotung aus einer Auswertung von regelmäßig wiederkehrenden Spitzen eines über eine Drehlage der Wäschetrommel bestimmten elektrischen Motorsignals, insbesondere Motorstromsignals, umfassen.
Es sind zudem Wäschetrockner bekannt, bei denen eine Feuchtigkeit der Wäsche mittels einer elektrischen Widerstandsmessung bestimmt wird. Der Widerstandsmesseinrichtung zugehörige Messelektroden sind dabei im Lagerschild oder in der Trommel angeordnet. Beispielsweise können die Messelektroden zwei Metallstreifen sein, die parallel zueinander an einer unteren Türöffnungskante in dem Lagerschild angebracht sind. Zur Widerstandsmessung wird ausgenutzt, dass die Wäsche die Messelektroden elektrisch überbrückt. Der elektrische Widerstand der Wäsche ist dabei von der Menge des in der Wäsche gebundenen Wassers abhängig: je trockener die Wäsche wird, desto höher wird ihr elektrischer Widerstand. Zur Widerstandsmessung sind zwei unterschiedliche Methoden bekannt. Bei einer ersten Methode zur Feuchtigkeitsbestimmung wird an die Messelektroden eine niedrige Gleichspannung angelegt. Das sich ergebende Messsignal wird über einen Spannungsteiler geleitet. Aus dem, ggf. gemittelten, Messsignal wird der Widerstandswert bestimmt. Aus dem Widerstandswert wiederum werden die Feuchtigkeit bzw. der Trockengrad der Wäsche anhand einer entsprechenden Kennlinie bestimmt. Bei einer zweiten Methode wird an die Messelektroden ein rechteckiges Wechselspannungssignal mit hoher Frequenz angelegt. Das sich ergebende Messsignal kann über eine Brückenschaltung, z.B. eine H-Brücke, geleitet werden. Zur Glättung der Messsignale können aus mehreren (z.B. jeweils acht aufeinanderfolgenden) Messsignalen das Messsignal mit dem höchsten Wert und das Messsignal mit dem niedrigsten Wert gestrichen werden und dann das Messsignal mit dem niedrigsten Wert der verbleibenden Werte zur Weiterverarbeitung ausgewählt werden. Die ausgewählten Messsignale können mittels eines Bessel-Filters weiter geglättet werden. Der Trockengrad kann aus dem oder den Bessel-gefilterten Messsignal(en) bestimmt werden, z.B. mittels einer Kennlinie.
Beispielsweise EP 2 593 601 B1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines Wäschetrocknergeräts zum Trocknen von Wäsche, bei dem ein Wechselspannungssignal an Wäsche angelegt wird, ein Feuchtigkeitsgehalt der Wäsche bestimmt wird, indem ein durch die Wäsche fließender Strom gemessen wird, wobei zum Bestimmen des Feuchtigkeitsgehalts aus dem gemessenen Strom ein Hüllkurvensignal aufeinanderfolgender Abtastwerte erzeugt wird. EP 2 593 601 B1 offenbart auch, dass ein Wäschetrocknergerät so ausgelegt sein kann, dass es zum Trocknen von Wäsche durch ein Verfahren betrieben wird, bei dem: ein Wechselspannungssignal an Wäsche angelegt wird und ein Feuchtigkeitsgehalt der Wäsche bestimmt wird, indem ein durch die Wäsche geleiteter Strom gemessen wird, und zum Bestimmen des Feuchtigkeitsgehalts aus dem gemessenen Stromwert ein Hüllkurvensignal aufeinanderfolgender Abtastwerte erzeugt wird. Das Wäschetrocknergerät umfasst beispielsweise einen Wechselspannungsgenerator, der eine Wechselspannung erzeugt, mindestens eine Elektrode, die mit Ausgängen des Wechselspannungsgenerators verbunden ist, wobei die mindestens eine Elektrode von der Wäsche bedeckt sein kann, und einen Steuerkreis, der zum Bestimmen einer kennzeichden Größe für einen Feuchtigkeitsgehalt der Wäsche aus einem gemessenen Wechselstrom zwischen den Elektroden funktionell mit der mindestens einen Elektrode verbunden ist.
WO 2016/085252 A1 offenbart einen Wäschetrockner, dessen Steuereinrichtung eine Informationsempfangseinheit zum Empfangen von Informationen über zu trocknende Gegenständen, die einen Zustand der zu trocknenden Gegenstände innerhalb einer Trommel anzeigen. Zusätzlich vergleicht die Steuereinrichtung eine zeitliche Heizleistung eines Heizgeräts mit einer Ausgabe während eines normalen Betriebs und verringert die Heizleistung des Heizgeräts auf der Basis des Zustands der zu trocknenden Gegenstände, beruhend auf den Informationen, oder steuert eine Trocknungsdauer auf Basis des Zustands der zu trocknenden Gegenstände und der Heizleistung.
JP 2010051431 A offenbart eine Methode zur Bestimmung eines Verwicklungszustands von Wäsche. Eine Waschmaschine umfasst dazu eine Vibrationserfassungseinheit zum Erfassen einer Vibration einer Aufnahmewanne und eine Verwicklungszustandsbestimmungseinheit, die eine Änderung der durch die Vibrationserfassungseinheit erfassten Vibration erfasst. Wenn eine Änderung der gemessenen Größe einen vorbestimmten Wert überschreitet, der angibt, dass die Wäsche verwickelt ist, wird eine Trommeldrehung gesteuert. Dazu berechnet die Verwicklungszustandsbestimmungseinheit eine Änderung eines Amplitudenwerts und eines Frequenzkomponentenwerts eines Signals, das von der Vibrationserfassungseinheit erhalten wird, und bestimmt, ob die Wäsche verwickelt ist oder nicht.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine besonders zuverlässige und preiswert umsetzbare Möglichkeit bereitzustellen, Wäschewickler in einer drehbaren Wäschetrommel zu erkennen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Erkennen von Wäschewicklern in einem Wäschetrocknungsgerät mit einer horizontal drehbaren Wäschetrommel, bei dem ein zeitlicher Verlauf eines elektrischen Widerstands von in der Wäschetrommel befindlicher Wäsche während eines Trocknungsvorgangs bei sich drehender Wäschetrommel aufgenommen wird, der zeitliche Verlauf in ein Frequenzmuster transformiert wird, eine zeitliche Abfolge einer Frequenzlage mindestens einer Frequenzspitze in dem Frequenzmuster überwacht wird und dann, wenn eine Frequenzänderung der mindestens einen überwachten Frequenzlage mindestens eine vorgegebene Größe erreicht, auf einen Wäschewickler von in der Wäschetrommel befindlicher Wäsche geschlossen wird. Die Kenntnis eines Vorliegens von Wäschewicklern wiederum ermöglicht es, Maßnahmen zu ergreifen, um eine Energieeinsparung und/oder ein genaueres Erreichen eines gewünschten Trockengrads zu erreichen.
Dieses Verfahren nutzt das Prinzip des mechanischen Schlupfs aus, um Wäschewickler von einem normalen Wäschefall zu differenzieren. Die drehende Trommel nimmt nämlich durch Reibhaftung und ggf. in der Wäschetrommel vorhandene Mitnehmer die Wäsche in ihrer rotatorischen Bewegung mit. Dies erzeugt im Frequenzspektrum des Widerstandssignals mindestens eine Frequenzspitze (auch als "Frequenzpeak" bezeichnet), bei einer bestimmten Frequenz. Wenn die Wäsche sich zusammenrollt, ändert sich ihre Drehzahl, und die Frequenzspitze bzw. deren Frequenzlage verschiebt sich in dem Frequenzspektrum. Wenn sich die Lage der Frequenzspitze über den Trocknungsverlauf stark genug verändert, wird darauf geschlossen, dass ein Wäschewickler vorliegt. Diese Erkennung von Wäschewicklern über das Frequenzspektrum ist besonders zuverlässig, robust und präzise. Dies liegt auch daran, dass die Frequenzlage der Frequenzspitze(n) unabhängig von der Anfangsfeuchtigkeit der Wäsche, der Prozesslufttemperatur und der Wasserzusammensetzung (z.B. Leitfähigkeit, Härte, ...) ist.
Zudem sind vorteilhafterweise keine baulichen Veränderungen an Wäschetrocknungsgeräten nötig, die bereits mit Messelektroden zur Widerstandsmessung ausgerüstet sind, z.B. um darüber einen Feuchtigkeitsgrad zu bestimmen. So kann das Verfahren besonders kostengünstig umgesetzt werden. Zudem ist das Verfahren für verschiedene Arten von Wäschetrocknungsgeräten geeignet, und zwar auch für Wäschetrocknungsgeräte mit Wärmepumpe.
Das Wäschetrocknungsgerät kann ein Wäschetrockner oder ein kombiniertes Wasch- und Wäschetrocknungsgerät ("Waschtrockner") sein. Das Wäschetrocknungsgerät kann ein Umluft- oder ein Abluftgerät sein. Das Wäschetrocknungsgerät kann eine Wärmepumpe aufweisen. Das Wäschetrocknungsgerät kann ein Haushaltsgerät sein.
Die Wäschetrommel kann frontseitig beschickbar sein. Die Wäschetrommel kann an ihrer Innenseite angebrachte Mitnehmer aufweisen.
Der zeitliche Verlauf des elektrischen Widerstands bzw. der bestimmten Widerstandswerte entspricht insbesondere einer Verknüpfung der Widerstandswerte mit zugehörigen, jeweils unterschiedlichen Messzeitpunkten. Die Widerstandswerte können unmittelbar bestimmte Werte oder bearbeitete (z.B. geglättete, um Ausreißer bereinigte usw.) Werte sein. Der zeitliche Verlauf des elektrischen Widerstands kann auch als Messkurve oder Widerstandskurve bezeichnet werden. Ein Frequenzmuster kann auch als Frequenzkurve oder Frequenzverlauf bezeichnet werden.
In dem Frequenzspektrum können eine oder mehrere Frequenzspitzen auftreten. Treten in dem Frequenzspektrum mehrere Frequenzspitzen auf, können davon genau eine oder mehrere Frequenzspitzen bzw. deren Frequenzlagen überwacht bzw. ausgewertet werden.
Das Verfahren umfasst ferner, dass die Frequenzänderung eine Frequenzverschiebung mindestens einer überwachten Frequenzspitze bzw. Frequenzlage ist, die mindestens eine vorgegebene Größe mindestens ein vorgegebener erster Schwellwert ist und dann auf einen Wäschewickler geschlossen wird, wenn die Frequenzverschiebung den ersten Schwellwert erreicht oder überschreitet. Dies ergibt den Vorteil, dass ein Wäschewickler besonders zuverlässig erkannt werden kann. Bewegt sich z.B. eine überwachte Frequenzspitze von einer Frequenzlage f(ti) zu einer Frequenzlage f(tj) = (f(ti) + Δfa) mit tj > ti und Δfa > 0 und/oder zu einer Frequenzlage f(tj) = f(ti) - Δfb mit Δfb > 0, so kann auf einen Wäschewickler geschlossen werden, wenn die Frequenzverschiebungen Δfa und/oder Δfb einen vorgegebenen ersten Schwellwert erreichen oder überschreiten. Die den Frequenzverschiebungen Δfa und Δfb zugeordneten ersten Schwellwerte können gleich oder unterschiedlich sein. Die mindestens eine Frequenzspitze kann auch nur auf Erfüllung einer dieser Bedingungen überwacht werden. Bei Überwachen mehrerer Frequenzspitzen können jeweiligen Frequenzspitzen unterschiedliche erste Schwellwerte für die Frequenzverschiebungen Δfa und/oder Δfb zugeordnet sein.
Es ist eine Weiterbildung, dass dann auf einen Wäschewickler geschlossen wird, wenn die Frequenzverschiebung Δfa und/oder Δfb einen vorgegebenen ersten Schwellwert innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer erreicht oder überschreitet. So kann eine noch größere Zuverlässigkeit bei der Erkennung von Wäschewicklern erreicht werden, da nicht durch eine Bildung eines Wäschewicklers bedingte langfristige Frequenzverschiebungen effektiver ausgeschlossen werden können. Die vorgegebene Zeitdauer kann eine fest vorgegebene Zeitdauer sein, die z.B. als ein (mitlaufendes) Überwachungs-Zeitfenster bezeichnet werden kann. Die vorgegebene Zeitdauer kann auch eine sich im Laufe des Trocknungsvorgangs ändernde Zeitdauer sein, die beispielsweise von einem Trocknungsparameter wie einem Feuchtigkeitsgrad usw. und/oder von einem Programmparameter wie einer aktuellen Resttrocknungszeit usw. abhängig sein kann. Alternativ kann die Zeitdauer der gesamten bisher vergangenen Zeitdauer des Trocknungsvorgangs entsprechen.
Das Verfahren umfasst zusätzlich oder alternativ, dass die Frequenzänderung eine zeitliche Frequenzänderung einer überwachten Frequenzspitze ist, die vorgegebene Größe mindestens ein vorgegebener zweiter Schwellwert ist und dann auf einen Wäschewickler geschlossen wird, wenn die zeitliche Frequenzänderung den vorgegebenen zweiten Schwellwert erreicht oder überschreitet. Auch dies ergibt den Vorteil, dass ein Wäschewickler besonders zuverlässig erkannt werden kann. Dabei wird ausgenutzt, dass sich Wäschewickler häufig innerhalb einer typischen vorgegebenen Zeitdauer Δt bilden. Bewegt sich z.B. eine überwachte Frequenzspitze innerhalb der vorgegebenen Zeitdauer Δt von einer Frequenzlage f1(ti) zu einer Frequenzlage f(tj) = (f(ti) +/- Δf) mit tj > ti, Δt ≥ (tj - ti) und Δf > 0, so kann auf einen Wäschewickler geschlossen werden, wenn die zeitliche Frequenzänderung (Δf / Δt) oder ∂f/∂t den vorgegebenen zweiten Schwellwert erreicht oder überschreitet. Analog zur oben beschriebenen Auswertung einer Frequenzverschiebung können auch hierbei von einer Richtung der zeitlichen Frequenzänderung abhängige zweite Schwellwerte angenommen werden. Dabei kann auch hier die mindestens eine Frequenzspitze nur auf Erfüllung einer dieser Bedingungen überwacht werden. Bei Überwachen mehrerer Frequenzspitzen können jeweiligen Frequenzspitzen unterschiedliche zweite Schwellwerte für die zeitliche Frequenzänderung zugeordnet sein.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine überwachte Frequenzspitze eine höchste Frequenzspitze bzw. Frequenzlage der höchsten Frequenzspitze umfasst. Eine solche Frequenzspitze ist besonders einfach auffindbar und auswertbar. Zudem kann die Frequenzlage hierbei besonders genau bestimmt werden. Insbesondere kann die mindestens eine Frequenzspitze nur die höchste Frequenzspitze umfassen oder sein, was einen numerischen Aufwand gering hält. Die höchste Frequenzspitze kann z.B. durch den höchsten Wert (Amplitude) in dem gesamten Frequenzmuster oder durch den höchsten Wert in einem vorgegebenen Frequenzausschnitt (z.B. einem Ausschnitt, in dem die erste Frequenzspitze zu erwarten ist) bestimmt werden.
Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass die mindestens eine überwachte Frequenzspitze zusätzlich mindestens eine weitere Frequenzspitze umfasst, z.B. eine zweithöchste Frequenzspitze usw. Dies ergibt den Vorteil, dass die Beladung besonders präzise bestimmbar ist. Die ausgewählten Frequenzspitzen können alternativ oder zusätzlich durch ihre Frequenzlage bestimmt sein, z.B. eine zweithöchste Frequenzspitze in einem Bereich mit höheren Frequenzen als der Frequenzlage der höchsten Frequenzspitze usw.
Es ist eine Weiterbildung, dass das Transformieren mittels einer reellwertigen, diskreten, linearen, orthogonalen Transformation durchgeführt wird. Die Transformation kann z.B. eine diskrete Kosinustransformation (DCT) oder eine diskrete Fourier-Transformation (DFT) sein. Die Nutzung einer diskreten Fourier-Transformation weist den Vorteil auf, dass sich im Frequenzbereich besonders deutlich voneinander beabstandete Frequenzspitzen und damit Frequenzlagen ergeben.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Transformieren mittels einer schnellen Fourier-Transformation oder FFT-Transformation durchgeführt wird, was besonders einfach implementierbar und numerisch effizient ist.
Die Messwerte des elektrischen Widerstands können auf grundsätzlich bekannt Weise bestimmt werden, z.B. nach den beiden eingangs beschriebenen Methoden. So ist es eine Ausgestaltung, dass die Feuchtigkeitsmessung mittels Anlegens eines rechteckigen Wechselspannungssignals an zugehörige Messelektroden durchgeführt wird.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Messwerte mit einer konstanten Wiederholdauer aufgenommen bzw. die Widerstandswerte mit einer konstanten Wiederholdauer gemessen werden, z.B. eine vorgegebene Zahl von Messwerten pro Sekunde aufgenommen werden.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass die Wäschetrommel zum Aufnehmen des zeitlichen Verlaufs des elektrischen Widerstands mit einer konstanten Soll-Drehzahl betrieben wird. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine besonders scharfe Lage der Frequenzspitzen und damit eine besonders genaue Erkennung der Wäschewickler.
Es ist auch eine Ausgestaltung, dass die Wäschetrommel mittels eines bürstenlosen Gleichstrommotors angetrieben wird. Dieser weist den Vorteil auf, dass mit seiner Hilfe eine Ist-Drehzahl der Wäschetrommel an oder nahe an der Soll-Drehzahl gehalten werden kann, was mit einfachen Mitteln eine besonders scharfe Lage der Frequenzspitzen und damit eine besonders genaue Bestimmung eines Wäschewicklers ermöglicht. Jedoch können grundsätzlich auch andere Motoren zum Antrieb der Wäschetrommel verwendet werden, beispielsweise eine Drehstrom-Asynchronmaschine oder ASM-Motor.
Es ist eine Ausgestaltung, dass nachdem dann, wenn auf einen Wäschewickler geschlossen worden ist, mindestens eine Aktion oder Maßnahme ausgelöst wird. So kann vorteilhafterweise auf einen Wäschewickler reagiert werden, z.B. um Energie einzusparen und/oder um ein Trocknungsergebnis zu verbessern.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Aktion einen zeitgesteuerten Drehrichtungswechsel bzw. ein Reversieren der Wäschetrommel umfasst. So sich Wäschewickler wieder auflösen und eine gleichmäßigere Trocknung der Wäschestücke erreicht werden.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Aktion ein Anpassen, insbesondere Verlängern, einer Restlaufzeit eines Trocknungsvorgangs umfasst. Dadurch kann eine durch - ggf. zeitweilig auftretende - Wäschewickler bewirkte schlechtere Trocknungseffizienz ausgeglichen werden. Unter einer Restlaufzeit kann insbesondere eine in einer Anzeigeeinrichtung des Wäschetrocknungsgeräts angezeigte Zeit verstanden werden.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Aktion ein Anpassen mindestens eines Schaltparameters des Trocknungsvorgangs umfasst. Auch dadurch kann eine durch Wäschewickler bewirkte schlechtere Trocknungseffizienz ausgeglichen werden. Unter einem Schaltparameter kann ein Wert eines Betriebsparameters (z.B. einer Feuchtigkeit, einer Temperatur usw.) und/oder oder mindestens eine vorgegebene Zeit, die den Programmablauf beeinflusst, gemeint sein. Beispielsweise können so bei Feststellung eines Wäschewicklers - ggf. bei gleicher Restlaufzeit - die Zeiten bzw. Zeitdauern bestimmter Programmabschnitte und/oder Temperatureinstellungen für bestimmte Programmabschnitte abgepasst werden. So kann eine Dauer eines Wärmeeinbringungs-Programmabschnitts gegenüber einem Anti-Knitter-Programmabschnitt verlängert werden usw.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Wäschetrocknungsgerät, das zum Durchführen des Verfahrens eingerichtet ist. Das Wäschetrocknungsgerät kann analog zu dem Verfahren ausgebildet werden und weist die gleichen Vorteile auf.
Es ist ein besonderer Vorteil, dass das Verfahren auf Wäschetrocknungsgeräten ablaufen kann, die wie bisher konstruktiv oder "hardwäremäßig" ausgebildet sind. So kann das Wäschetrocknungsgerät wie ein in EP 2 593 601 B1 beschriebenes Wäschetrocknungsgerät aufgebaut sein, das zusätzlich zum Durchführen des Verfahrens angepasst worden ist, beispielsweise durch ein entsprechendes Programmieren einer Datenverarbeitungseinrichtung. Folglich können sämtliche in EP 2 593 601 B1 beschriebenen Merkmale auch für das vorliegende Wäschetrocknungsgerät verwendet werden.
Das Wäschetrocknungsgerät weist dazu auf: eine horizontal drehbare Wäschetrommel zur Aufnahme von zu trocknender Wäsche, eine Widerstandsmesseinrichtung zum Messen eines elektrischen Widerstands der Wäsche, welche Widerstandsmesseinrichtung mindestens zwei zur Berührung mit der Wäsche angeordnete Messelektroden aufweist, eine mit der Widerstandsmesseinrichtung gekoppelte Datenverarbeitungseinrichtung zum Transformieren eines zeitlichen Verlaufs der gemessenen elektrischen Widerstandswerte in ein Frequenzmuster, zum Überwachen bzw. Auswerten einer zeitliche Abfolge bzw. eines zeitlichen Verlaufs mindestens einer Frequenzspitze in dem Frequenzmuster und zum Bestimmen bzw. Erkennen eines Wäschewicklers, wenn eine Frequenzänderung einer Frequenzlage der mindestens einen überwachten Frequenzspitze mindestens eine vorgegebene Größe erreicht.
Die Widerstandsmesseinrichtung kann zugehörige Messelektroden aufweisen. Diese können beispielsweise in einem Lagerschild oder in der Wäschetrommel angeordnet sein. Beispielsweise können die Messelektroden zwei Metallstreifen sein, die parallel zueinander an einer unteren Türöffnungskante in dem Lagerschild angebracht sind.
Das Wäschetrocknungsgerät, insbesondere dessen Widerstandsmesseinrichtung oder dessen Datenverarbeitungseinrichtung, kann eine Spannungserzeugungseinrichtung zum Anlegen einer niedrigen Gleichspannung an die Messelektroden aufweisen. Die Spannungserzeugungseinrichtung kann mit der Widerstandsmesseinrichtung und/oder der Datenverarbeitungseinrichtung gekoppelt sein.
Das Wäschetrocknungsgerät, insbesondere dessen Widerstandsmesseinrichtung oder dessen Datenverarbeitungseinrichtung, kann alternativ oder zusätzlich eine Spannungserzeugungseinrichtung zum Anlegen eines - insbesondere rechteckigen - Wechselspannungssignals mit z.B. hoher Frequenz an die Messelektroden aufweisen. Die Spannungserzeugungseinrichtung kann mit der Widerstandsmesseinrichtung und/oder der Datenverarbeitungseinrichtung gekoppelt sein. Das Wäschetrocknungsgerät kann ferner eine Brückenschaltung, z.B. eine H-Brücke, aufweisen, über die sich ergebenden Messsignale geleitet werden.
Die Datenverarbeitungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, Messsignale oder Widerstandsmesswerte zu glätten, z.B. über eine Brückenschaltung geleitete Werte, z.B. durch einen Ausreißertest, bei dem ein größter und/oder ein kleinster Wert nicht berücksichtigt werden. Die Datenverarbeitungseinrichtung kann ferner dazu eingerichtet oder ausgebildet sein, Messsignale oder Widerstandsmesswerte durch Filterung, z.B. eine Bessel-Filterung, zu glätten.
Das Wäschetrocknungsgerät kann dazu eingerichtet sein, eine Wäschebeladung der Wäschetrommel zu erkennen. Die Datenverarbeitungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, einen Wäschewickler in Abhängigkeit von der Wäschebeladung zu erkennen. Beispielsweise können die Schwellwerte in Abhängigkeit von der Wäschebeladung angepasst werden. Die Datenverarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet sein, aus dem zeitlichen Verlauf des elektrischen Widerstands zusätzlich zum Erkennen eines Wäschewicklers die Wäschebeladung zu erkennen. So wird eine besonders preiswerte Umsetzung ermöglicht.
Die Datenverarbeitungseinrichtung kann eine Auswerteeinrichtung sein oder eine Auswertefunktion aufweisen. Sie kann einen Mikrocontroller, Mikroprozessor, ASIC, FPGA usw. aufweisen. Sie kann einen oder mehrere flüchtige und/oder nichtflüchtige Speicher aufweisen, z.B. zum Speichern von Kennlinien, Steuerprogrammen usw.
Die Datenverarbeitungseinrichtung kann eine Einheit oder ein verteiltes System sein. Die Datenverarbeitungseinrichtung kann eine Steuereinrichtung zum Betreiben des Wäschetrocknungsgeräts sein, insbesondere dessen zentrale Steuereinrichtung oder Steuereinheit.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird.

Fig.1: zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Wäschetrocknungsgerät mit einer horizontal drehbaren Wäschetrommel;
Fig.2A -2D: zeigen als Schnittdarstellung in Frontansicht die mit Wäsche ohne Wäschewickler beladene Wäschetrommel in mehreren Drehstellungen;
Fig.3A -3D: zeigen als Schnittdarstellung in Frontansicht die mit verwickelter Wäsche beladene Wäschetrommel in mehreren Drehstellungen;
Fig.4: zeigt als Auftragung einer Amplitude gegen eine Frequenz ein aus einer Folge von Messwerten transformiertes Frequenzmuster; und
Fig.5: zeigt als Auftragung einer Frequenz gegen die Zeit einen Verlauf einer Frequenzlage der höchsten Frequenzspitze des Frequenzmusters aus Fig.4 während eines Trocknungsvorgangs.

Fig.1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Wäschetrocknungsgerät 1 mit einer horizontal drehbaren Wäschetrommel 2 zur Aufnahme von zu trocknender Wäsche W (siehe Fig.2A-2D und Fig. 3A-3D). Das Wäschetrocknungsgerät 1 weist ferner eine Widerstandsmesseinrichtung 3 zum Messen eines elektrischen Widerstands der Wäsche W auf, welche zwei zur Berührung mit der Wäsche W angeordnete Messelektroden 4 aufweist. Von der Widerstandsmesseinrichtung 3 ist hier nur eine Messelektrode 4 eingezeichnet, die an einer unteren Türöffnungskante in einem frontseitigen Lagerschild 5 angebracht ist.
Das Wäschetrocknungsgerät 1 ist dazu eingerichtet, an die Messelektroden 4 eine Gleichspannung oder eine Wechselspannung anzulegen. Die Widerstandsmesseinrichtung 3 ist mit einer Datenverarbeitungseinrichtung in Form einer Steuereinrichtung 6 verbunden. Die Steuereinrichtung 6 kann den Betrieb des Wäschetrocknungsgeräts 1 steuern und dient zur Erkennung von Wäschewicklern, ggf. auch zur Bestimmung einer Feuchtigkeit der Wäsche W und/oder ggf. zur Bestimmung der Wäschebeladung, nämlich hier einer Bestimmung eines Gewichts der trockenen Wäsche W.
In der Wäschetrommel 2 sind innenseitig parallel zu einer Drehachse D der Wäschetrommel 2 angeordnete Mitnehmer 7 vorhanden. Die Wäschetrommel 2 wird mittels eines Motors 8 angetrieben, z.B. mittels eines BLDC-Motors oder eines ASM-Motors. Die Steuereinrichtung 6 ist mit dem Motor 8 zu dessen Betrieb verbunden und kann eine Soll-Drehzahl nsoll vorgeben. Die Wäschetrommel 2 dreht sich dann mit einer Ist-Drehzahl nist, wobei z.B. für den Fall eines BLDC-Motors nist = nsoll gilt.
Das Wäschetrocknungsgerät 1 kann bauteiltechnisch analog zu EP 2 593 601 B1 aufgebaut sein, ist aber nun alternativ oder zusätzlich zur Erkennung von Wäschewicklern eingerichtet, z.B. durch eine entsprechende Programmierung der Steuereinrichtung 6.
Fig.2A bis Fig.2D zeigen als Schnittdarstellung in Frontansicht eine mit Wäsche W ohne Wäschewickler beladene Wäschetrommel 2 in mehreren im Uhrzeigersinn verdrehten Drehstellungen. Die drehende Wäschetrommel 2 nimmt durch Reibhaftung und die Mitnehmer 7 die Wäsche W in ihrer rotatorischen Bewegung mit. Eine "Wäsche-"Drehzahl nw der Wäsche W entspricht bei voller Beladung der Trommel ungefähr einer Ist-Drehzahl nist der Wäschetrommel 2, d.h., dass nw ≈ nist gilt. Ein Wäscheschlupf nw - nist ist dadurch vernachlässigbar gering. Wenn die Trommel nicht voll beladen ist, gilt nw > nist, so dass dann ein merklicher Wäscheschlupf auftritt.
Fig.3A bis Fig.3D zeigen analog zu Fig.2A bis Fig.2D als Schnittdarstellung in Frontansicht eine mit verwickelter Wäsche W beladene Wäschetrommel 2 in mehreren im Uhrzeigersinn verdrehten Drehstellungen. Wenn die Wäschetrommel 2 Wäschewickler enthält, ist sie kompakter als ohne Wäschewickler. Somit nimmt die Kontaktfläche zwischen der Wäsche und der Trommel ab. Ein Massenmittelpunkt der Wäsche stimmt nicht mehr mit der Drehachse der Trommel überein. Mitnehmer müssen eine größere Masse bewegen und die Wäsche löst sich früher von der Trommel ab und kehrt in den unteren Bereich der Trommel zurück. Dadurch ist der Weg, den ein Wäschestück zurücklegt, kürzer und die Wäsche rotiert schneller. Dies bewirkt, dass die Wäsche W sich mit einer höheren Wäsche-Drehzahl in der Wäschetrommel 2 dreht. Der Wäscheschlupf ist daher in der Regel merklich größer als bei einer Abwesenheit von Wäschewicklern.
Ein zeitlicher Verlauf eines elektrischen Widerstands kann über die Messelektroden 4 dadurch aufgenommen werden, dass für eine vorgegebene Zeitdauer mehrere Messwerte m des elektrischen Widerstands pro Sekunde bestimmt werden, beispielsweise über eine der beiden eingangs beschriebenen Methoden. Beispielsweise können für einen Zeitbereich von p Sekunden (z.B. von p = 128 Sekunden) q Messwerte (z.B. q = 4) Messwerte m pro Sekunde bestimmt werden, wodurch sich ein zeitlicher Verlauf bzw. eine Messkurve aus n = (p · q), z.B. 512, Messwerten [m] = [m(t1), ..., m(tn)], ergibt. Dieser zeitliche Verlauf wird von der Steuereinrichtung 6 mittels einer schnellen Fouriertransformation in ein Frequenzmuster transformiert. Dabei ist es zur einfachen Durchführung der schnellen Fouriertransformation besonders vorteilhaft, wenn eine Folge von 2^r (mit r z.B. 6, 7, 8 usw.) Messwerten [m] ausgewertet wird. Mittels der Steuereinrichtung 6 wird in dem Frequenzmuster mindestens eine Frequenzspitze identifiziert und ihre Frequenzlage f mit einer zugehörigen Zeitmarke abgespeichert. Die Zeitmarke kann z.B. der Zeitpunkt des letzten Widerstandsmesswerts m der zugehörigen Messkurve bzw. der Folge von Messwerten [m] sein.
Dieser Vorgang kann in einem mitlaufenden Zeitbereich mehrfach wiederholt werden, z.B. mit Folgen von Messwerten [m] = [m(t2), ..., m(t(n+1))], [m(t3), ..., m(t(n+2))] usw., mit Messwerten [m] = [m(t(n+1)), ..., m(t(2n))], [m(t(2n+1)), ..., m(t(3n))] usw., oder auch mit Messwerten [m] = [m(t(n/2+1)), ..., m(t(3n/2))], [m(t(n+1)), ..., m(t(2n))] usw. Daraus wiederum ergibt sich ein zeitlicher Verlauf [f] der Frequenzlage f. Folgend überwacht die Steuereinrichtung 6 diese Frequenzlage f bzw. deren zeitlichen Verlauf [f] auf eine Frequenzänderung hin und wertet sie auf ein Vorliegen eines Wäschewicklers hin aus.
Fig.4 zeigt als Auftragung einer Amplitude A in beliebigen Einheiten gegen eine Frequenz f in Hz ein aus einer Folge von Messwerten [m] transformiertes Frequenzmuster. In dem Frequenzmuster treten mehrere Frequenzspitzen P1, P2, P3 und P4 bei Frequenzlagen f1, f2, f3 bzw. f4 auf, wobei die Frequenzspitze P1 die höchste Frequenzspitze ist. Obwohl die Frequenzspitzen P1 bis P4 hier als diskrete Linien eingezeichnet sind, können sie grundsätzlich auch eine endliche Kurvenbreite aufweisen. Die Steuereinrichtung 6 kann zum, Erkennen von Wäschewicklern die Frequenzlage f1, f2, f3 und/oder f4 genau einer Frequenzspitze P1 bis P4 (insbesondere die höchste Frequenzspitze P1) oder mehrere der Frequenzspitzen P1 bis P4 nutzen.
Fig.5 zeigt als Auftragung einer Frequenz gegen die Zeit einen Verlauf [f1] der Frequenzlage f1 der höchsten Frequenzspitze P1 während eines Trocknungsvorgangs. Es wird dann, wenn eine Frequenzänderung dieser Frequenzlage f1 eine vorgegebene Größe erreicht, auf einen Wäschewickler von in der Wäschetrommel befindlicher Wäsche geschlossen wird.
In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Frequenzänderung in Form einer Frequenzverschiebung Δf1 der Frequenzlage(n) f1 in dem zugehörigen Verlaufs [f1] ausgewertet, und zwar hier rein beispielhaft ausgehend von dem ersten Zeitpunkt (Zeitmarke) des gesamten Verlaufs [f1]. Alternativ kann die Frequenzverschiebung Δf1 z.B. ausgehend von einem ersten Zeitpunkt eines mitlaufenden Überwachungszeitfensters (o. Abb.) usw. ausgewertet werden.
Überschreitet der Wert der Frequenzverschiebung Δf1 einen vorgegebenen Schwellwert S, was hier zu einem Zeitpunkt tw geschieht, wird dies von der Steuereinrichtung 6 als Vorliegen eines Wäschewicklers erkannt. Folgend kann die Steuereinrichtung 6 eine Drehrichtung reversieren, wodurch der Wäschewickler, wie anhand der sich wieder verringernden Frequenzverschiebung Δf1 erkennbar, wieder aufgelöst wird. Alternativ oder zusätzlich kann eine Resttrocknungszeit des Trocknungsvorgangs erhöht werden, um einen nutzereingestellten Trocknungsgrad besonders zuverlässig zu treffen.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.

Bezugszeichenliste

1: Wäschetrocknungsgerät
2: Wäschetrommel
3: Widerstandsmesseinrichtung
4: Messelektrode
5: Lagerschild
6: Steuereinrichtung
7: Mitnehmer
8: Motor
A: Amplitude
D: Drehachse
Δf: Frequenzverschiebung
f: Frequenz
nist: Ist-Drehzahl der Wäschetrommel
nw: Wäschedrehzahl
S: Schwellwert
t: Zeit
tw: Zeitpunkt einer Erkennung eines Wäschewicklers
W: Wäsche

Claims

Verfahren zum Erkennen von Wäschewicklern in einem Wäschetrocknungsgerät (1) mit einer horizontal drehbaren Wäschetrommel (2), bei dem
- ein zeitlicher Verlauf eines elektrischen Widerstands von in der Wäschetrommel (2) befindlicher Wäsche (W) bei drehender Wäschetrommel (2) aufgenommen wird,

- der zeitliche Verlauf in ein Frequenzmuster (P1-P4) transformiert wird,

- eine zeitliche Abfolge einer Frequenzlage (f1) mindestens einer Frequenzspitze (P1) des Frequenzmusters (P1-P4) überwacht wird und

- dann, wenn eine Frequenzänderung (Δf) der mindestens einen überwachten Frequenzlage (f1) mindestens eine vorgegebene Größe (S) erreicht, auf einen Wäschewickler von in der Wäschetrommel (2) befindlicher Wäsche (W) geschlossen wird,
wobei

- die Frequenzänderung (Δf) eine Frequenzverschiebung ist, die mindestens eine vorgegebene Größe (S) mindestens ein vorgegebener erster Schwellwert ist und dann auf einen Wäschewickler geschlossen wird, wenn die Frequenzverschiebung (Δf) den vorgegebenen ersten Schwellwert (S) erreicht oder überschreitet,
und/oder wobei

- die Frequenzänderung eine zeitliche Frequenzänderung ist, die mindestens eine vorgegebene Größe mindestens ein vorgegebener zweiter Schwellwert ist und dann auf einen Wäschewickler geschlossen wird, wenn die zeitliche Frequenzänderung den vorgegebenen zweiten Schwellwert erreicht oder überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die mindestens eine überwachte Frequenzspitze (P1) eine höchste Frequenzspitze umfasst oder ist.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die mindestens eine überwachte Frequenzspitze zusätzlich mindestens eine weitere Frequenzspitze umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Transformieren in das Frequenzmuster (P1-P4) mittels einer FFT-Transformation durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der zeitliche Verlauf des elektrischen Widerstands mittels eines Anlegens eines rechteckigen Wechselspannungssignals an zugehörige Messelektroden (4) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Wäschetrommel (2) zum Aufnehmen des zeitlichen Verlaufs des elektrischen Widerstands mit einer konstanten Soll-Drehzahl betrieben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem nachdem dann, wenn auf einen Wäschewickler geschlossen worden ist, mindestens eine Aktion ausgelöst wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die mindestens eine Aktion ein Reversieren der Wäschetrommel (2) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei die mindestens eine Aktion ein Anpassen, insbesondere Verlängern, einer Restlaufzeit eines Trocknungsvorgangs umfasst.
Wäschetrocknungsgerät (1), wobei das Wäschetrocknungsgerät (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist und dazu mindestens aufweist:
- eine horizontal drehbare Wäschetrommel (2) zur Aufnahme von zu trocknender Wäsche (W),

- eine Widerstandsmesseinrichtung (3) zum Messen eines elektrischen Widerstands der Wäsche (W), welche Widerstandsmesseinrichtung (3) mindestens zwei zur Berührung mit der Wäsche angeordnete Messelektroden (4) aufweist und

- eine mit der Widerstandsmesseinrichtung (3) gekoppelte Datenverarbeitungseinrichtung (6), die zur Durchführung des Verfahrens eingerichtet ist.