EP3653782A1 - Wäschetrockner mit beschleunigungssensor und verfahren zu seinem betrieb - Google Patents

Wäschetrockner mit beschleunigungssensor und verfahren zu seinem betrieb Download PDF

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EP3653782A1
EP3653782A1 EP19203310.8A EP19203310A EP3653782A1 EP 3653782 A1 EP3653782 A1 EP 3653782A1 EP 19203310 A EP19203310 A EP 19203310A EP 3653782 A1 EP3653782 A1 EP 3653782A1
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EP
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laundry
sensor
drum
sensors
control device
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EP19203310.8A
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Bernd Mielke
Andreas Stolze
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BSH Hausgeraete GmbH
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BSH Hausgeraete GmbH
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    • D06F58/38—Control of operational steps, e.g. for optimisation or improvement of operational steps depending on the condition of the laundry of drying, e.g. to achieve the target humidity

Definitions

  • the invention relates to a clothes dryer with an acceleration sensor, with which improved control is possible, and a method for its operation.
  • the invention relates in particular to a tumble dryer with a control device, a drum for holding laundry items, in which at least one laundry carrier is arranged, the laundry carrier having a sensor arrangement with at least two sensors, an independent energy supply and an interface for wireless data communication, and at least one Evaluation unit for sensor signals of the sensor arrangement, the control device and sensor arrangement being set up to communicate with one another wirelessly.
  • tumble dryers are aimed at making operation safer and easier for a user, as well as continuously improving the drying programs carried out in terms of performance, time, energy consumption and environmental compatibility.
  • the ability to be able to determine operationally relevant parameters at any time is essential.
  • sensors are used for this purpose in tumble dryers, for example resistive or capacitive sensors, which allow the determination of a residual moisture in laundry items via a resistance measurement or a conclusion about the course of a process by measuring the temperature and / or the humidity of a process air used for drying Allow drying program so that, for example, a program end can be displayed.
  • the use of pressure sensors or acceleration sensors is also already known, for example in order to determine a load quantity. It is disadvantageous that such sensors are usually placed at different points in the tumble dryer, so that a high degree of inaccuracy of the measured sensor signals can result from the sensors detecting different measuring points.
  • sensors often require a lot of installation space, so that the arrangement cannot be designed flexibly and there is usually a large distance between the actual measurement object and the sensors the sensor signal is then inaccurate. It would therefore be desirable if a sensor arrangement could be implemented in the smallest possible space.
  • the publication DE 10 2012 217 975 A1 describes a household appliance with a control device for controlling operating processes of the household appliance, and with a battery-free electronic sensor unit for detecting at least one operating parameter of the household appliance, the sensor unit having a generator for providing electrical energy for the sensor unit from non-electrical energy and a transmitter which is designed for the wireless transmission of a radio signal characterizing at least one operating parameter to the control device.
  • the generator is a thermoelectric generator with two thermal contact surfaces, which is designed to provide the electrical energy due to a temperature difference between the contact surfaces.
  • the publication EP 1 895 043 A1 describes a washing machine and / or a tumble dryer, in particular for household use, equipped with a rotating drum for holding laundry items to be washed and / or dried, and with control means which can measure at least one functional parameter of the machine, for example the moisture content of the laundry items .
  • the said measuring means are connected to the control panel in order to operate them in accordance with the measured variable recognized.
  • the measuring means include a generator for electrical energy, which is directly associated with the rotating drum and communicates wirelessly with the control panel of the machine.
  • the generator for electrical energy comprises a permanent magnet which slides freely in a tube made of non-conductive material, at least one coil being wound on its outer surface, which is connected to an electrical control panel which is able to elaborate a voltage signal and send it to the machine control panel.
  • the publication EP 1 997 951 A1 describes a washing machine comprising a rotating laundry drum with a front access opening.
  • the washing machine further comprises an electrical device adapted to the drum and an electrical generator which is built into the drum and uses the rotation of the drum to generate the electrical energy necessary to operate the electrical device.
  • the publications DE 102 42 144 A1 and WO 2004/022836 A2 describe a tumble dryer with a rotating drum for receiving laundry to be dried, the drum having a sensor device for determining a physical value inside the drum, the sensor device is connected in a signal-transmitting manner to a controller of the tumble dryer, and the signal-transmitting connection is wireless and contactless is trained.
  • the publication DE 10 2006 053 274 A1 describes a method for determining the amount of load of laundry in a hold with an air outlet of a tumble dryer, in particular an exhaust air dryer, wherein the absolute humidity in the air outlet is measured from the hold and the amount of charge in the hold by determining the maximum value and / or the course of the absolute Air outlet humidity from the cargo hold is determined.
  • the publication WO 2013/182402 describes a washing machine or dryer comprising a drum into which laundry is placed, one or more baffles attached to the inner surface of the drum, one or more sensors placed in the drum, and a main control unit which controls washing or drying operations.
  • An additional control unit is arranged within the deflection part, which converts the analog signals received from the sensors into digital signals and transmits these signals to the main control unit.
  • a temperature sensor pointing inside the drum can be arranged on the surface of the deflecting part.
  • the additional control unit can carry out the wireless transmission of signals.
  • the publication WO 2018/015214 describes a household appliance with a control device and at least one sensor node, comprising at least one sensor, at least one evaluation unit, a self-sufficient energy supply and an interface for wireless data communication, the control device and the sensor node being set up to communicate wirelessly with one another, and the at least one sensor is a micromechanical sensor and the at least one sensor node is set up such that it is both controlled by the control device can be, as well as independently detect, evaluate and transmit at least one measurement signal to the control device.
  • the invention thus relates to a tumble dryer with a control device, a drum for holding laundry items, in which at least one laundry driver is arranged, the laundry driver having a sensor arrangement with at least two sensors, an autonomous energy supply unit and an interface for wireless data communication, and at least an evaluation unit for sensor signals of the sensor arrangement, wherein the control device and the sensor arrangement are set up to communicate wirelessly with one another, and an acceleration sensor and at least one electrode of a conductivity sensor and / or an air humidity sensor are arranged in the laundry carrier, and the control device is set up to prevent rotation of the Drum to determine a position of the laundry carrier, so that the sensor signals measured by the conductivity sensor and / or air humidity sensor can be assigned to the position of the laundry carrier.
  • the tumble dryer can be a dryer per se or a washer dryer, that is to say a device which combines the functions of a washing machine and a tumble dryer.
  • a capacitively operating sensor can be used as the acceleration sensor.
  • a sensor based on a resistance stress strip can also be used. Both single-axis and sensors with two or more measuring axes can also be used.
  • the acceleration sensor is a sensor with three measuring axes; in particular a micromechanical acceleration sensor with three measuring axes.
  • the acceleration sensor is a sensor with three measuring axes; in particular a micromechanical acceleration sensor with three measuring axes.
  • this acceleration sensor it is also advantageously possible to calculate both the load quantity and the slippage of the drum with respect to a drive motor and an imbalance of the drum and, if necessary, to be compensated for by the control device.
  • the position and speed of the drum can then also be recognized via the z measuring axis signal.
  • the acceleration signals can also be used to detect aging effects, such as wear on the drum bearings or aging of the drive train, and information can then optionally be output to a user via the control device.
  • a degree of loading of the drum with items of laundry can be measured precisely. Due to the rotation of the drum, the laundry items collide with the laundry driver and in this way generate an acceleration pulse, which is detected by the acceleration sensor. The degree of loading can then be determined from the type and amount of such a sensor signal. A variation over several different speeds increases the accuracy of the measurement.
  • At least two electrodes are used as conductivity sensors, which are arranged on at least one laundry driver, so that the conductivity can be measured between them.
  • the two electrodes can also be arranged on different laundry carriers. If the measured conductivity between the electrodes is comparatively low, it can be concluded that there are no damp laundry items between them. Depending on the arrangement and number of electrodes, depending on the corresponding sensor signals, the loading of the drum with wet laundry items can be concluded.
  • the counter electrode of the conductivity sensor is arranged on the same laundry carrier or on a different laundry carrier.
  • a drum jacket of the drum is used as the counter electrode of the conductivity sensor.
  • a laundry dryer is very particularly preferred, in which the control device is set up to determine a laundry moisture content and / or loading of the drum with laundry items on the basis of the sensor signals measured by the conductivity sensor and / or air humidity sensor.
  • the drum is filled differently.
  • the drum rotates this influences the laundry, whereby the speed of rotation of the drum also influences the laundry.
  • the drum rotates at a constant speed the amount of laundry depends on the amount of laundry and the laundry moisture.
  • areas of the drum shell and the laundry drivers come into contact with the laundry items at different times.
  • the sensor signals of the acceleration sensor are evaluated, so that those of the conductivity sensor and / or Humidity sensor measured sensor signals can be assigned to the position of the laundry carrier.
  • one of the measurement axes of the acceleration sensor is generally arranged parallel to the axis of rotation of the drum, so that the angular position of the drum and thus the position of the relevant laundry driver can be inferred from the two values of the acceleration in the other two directions.
  • the measured values of the air humidity and / or the conductance can thus be assigned to the position of the drum. From the strength of these sensor signals at this position, it can be concluded that items of laundry are loaded and their laundry moisture content. In this case, the temporal periodicity of the measured sensor signals can also be used, in particular if the drum rotation speed is known. Finally, with a lower load of laundry items, there is less contact of the laundry drivers with laundry items.
  • At least two sensors of the sensor arrangement are based on the same measuring principle and are arranged along the laundry carrier.
  • Laundry drivers are generally arranged essentially parallel to an axis of rotation of the drum, so that the term “along the laundry driver” is to be interpreted to mean that the arrangement is essentially parallel to the axis of rotation of the drum.
  • the sensors point at least in the direction of Laundry carrier a distance from each other, this distance is generally determined based on projections of the locations of the sensors on an imaginary axis that runs parallel to the axis of rotation of the drum.
  • Three sensors along the laundry carrier therefore define two distances, namely a first distance d 1 between a first sensor and a second sensor and a second distance d 2 between the second sensor and a third sensor.
  • the distances d 1 and d 2 can be the same or different. This applies accordingly in the case of four or more sensors for further distances d n (n> 2).
  • the measurement principle is selected from the physical properties of temperature, air humidity, pressure and / or conductivity, so that at least two sensors are each a temperature sensor, air humidity sensor, pressure sensor, conductivity sensor or any combination of these.
  • at least two sensors are each a temperature sensor, air humidity sensor, pressure sensor, conductivity sensor or any combination of these.
  • the optionally used temperature sensor is a micromechanical temperature sensor, which consists of an n-conducting silicon crystal, which is manufactured in planar technology.
  • multiple sensors are used as sensors which are based on several measurement principles at the same time.
  • Such space-saving dual or triple sensors are known per se.
  • the at least two sensors of the tumble dryer are preferably modular components with a size in the range of 2-4 x 2-4 x 0.5-1.5 mm 3 each.
  • the sensors are generally designed as micromechanical sensors. Since micromechanical sensors are particularly small-sized elements, ie require little installation space, two or more sensors can be combined, so that, for example, a dual sensor or a triple sensor is created. For this purpose, the sensor can be constructed in a modular manner.
  • the small-scale design of micromechanical sensors also offers a decisive further advantage. If micromechanical sensors are used, all sensors can measure on perform the same place. The sensor signals then all have a common local reference point. As a result, parameters obtained from individual sensor signals can be correlated with one another particularly precisely.
  • the sensor arrangement comprising the at least one micromechanical sensor, the interface for wireless data communication and the self-sufficient energy supply unit as well as, if necessary, the evaluation unit can be implemented in a particularly small installation space.
  • At least one sensor e.g. a micromechanical sensor
  • the sensor arrangement arranged in the laundry carrier is a pressure sensor with a membrane. Then a pressure that the items of laundry exert on the membrane upon contact with the laundry driver can advantageously be transmitted to the pressure element in the pressure sensor. This can additionally improve the determination of a loading of the drum with items of laundry.
  • the rotation of the drum causes the items of laundry to collide with the items of laundry and in this way generate pressure on the items of laundry which can be detected by a pressure sensor. From the type and the level of such a measurement signal, the degree of loading can then be determined in an alternative way to supplement it.
  • At least one sensor is a pressure sensor, in particular a micromechanical pressure sensor, in the event that the pressure sensor senses a sensor signal after the laundry dryer has been switched off after the laundry has been introduced into the drum, the at least one sensor arrangement can transmit the evaluated sensor signal to the control device and cause it to turn on the dryer.
  • the present invention enables a drying program to be tracked by evaluating sensor signals from sensors which are arranged in the direction of the laundry drivers or in the direction of the axis of rotation of the drum.
  • the process air flowing in a so-called process air duct passes through a generally existing heating device after it has been heated Into the drum from behind.
  • the originally very warm and dry process air cools down and at the same time absorbs moisture from the laundry items to be dried.
  • the laundry items are generally pushed forward toward an access door due to the flow of process air.
  • the items of laundry closest to the incoming process air are generally also dried the most.
  • a gradient of the temperature and the humidity of the process air will therefore result in the drum in the direction of its axis of rotation.
  • the most accurate determination of the location-dependent temperature and humidity of the air in the drum is important.
  • the laundry moisture content and the loading of the drum with laundry items can be better determined.
  • Non-uniformities in the drying can be compensated for, for example, by a suitable change in a blower output, a heating output and a drum rotation.
  • a desired end of drying can be determined more precisely.
  • At least three sensors are arranged along the at least one laundry carrier.
  • these sensors are based on the same measuring principle in order to change a property, e.g. to be able to track the humidity in the direction of the axis of rotation or the laundry carrier as precisely as possible.
  • the sensors discussed here are generally arranged on the surface of at least one laundry driver. However, it can be provided that one or more sensors are also arranged inside the laundry carrier or laundry carriers, for example a temperature sensor for monitoring the proper functioning of electronic components.
  • sensors arranged in the drum in laundry carriers can optionally be arranged in the process air duct, for example at the drum inlet and / or at the drum outlet.
  • the sensors can be based on various measuring principles, such as temperature, humidity and pressure, whereby dual and triple sensors can also be used. This outside of Drum-arranged sensors can also contribute to better monitoring of a drying program.
  • a laundry dryer is also preferred in which the control device is set up to determine the loading of the drum with laundry items and / or the degree of drying of the laundry items on the basis of the sensor signals measured by the sensors and / or the local gradients of the sensor signals in the direction of the laundry driver.
  • the control device In the case of an arrangement of sensors along a laundry carrier, it can namely be determined in a rotating drum from which distance from an access opening of the drum the sensor signals change in such a way that it can be assumed that no more laundry items are arranged here.
  • the reason for this is that depending on the amount of laundry in the drum, i.e. the loading of the drum, and the moisture of the laundry items can come to different fillings of the drum.
  • the laundry items With the preferred entry of the process air on a rear wall of the drum, the laundry items are pressed to a dryer door. Depending on the amount of laundry items in the drum, only a front area of the drum can be filled at this drum entrance.
  • the laundry items are dried more quickly at the drum inlet than at the drum outlet.
  • the invention enables this loading and moisture-dependent filling level and the moisture of the laundry items, i.e. their degree of dryness, depending on the drum depth, i.e. as a function of a point along the laundry carrier. The drying status of the laundry and the load can be determined even more precisely and a drying program can therefore be designed more precisely.
  • the control device is set up to take into account the strength of the air flow entering the drum to determine the loading of the drum with laundry items and / or the degree of drying of the laundry items.
  • the strength of the air flow includes both the amount and the flow rate of the process air.
  • the strength of the air flow can be adjusted via the performance of a fan in the drying duct of the tumble dryer.
  • the clothes dryer has at least two laundry drivers in which there is a sensor arrangement with at least two sensors, an autonomous energy supply and an interface for wireless data communication. It is in turn preferred that the control device of the tumble dryer is set up to load the drum with the aid of the sensor signals measured by the sensor arrangements in the at least two laundry drivers and / or the local gradients of the sensor signals in the direction of the laundry driver, taking into account the rotational speed of the drum To determine items of laundry. If the at least two laundry drivers each have an acceleration sensor, their local positions during rotation of the drum can also be taken into account.
  • a clothes dryer is preferred in which the at least one sensor arrangement is set up to be controlled by the control device and / or can independently measure, evaluate and transmit at least one sensor signal to the control device.
  • wireless communication between the control device and the at least one sensor arrangement is preferably possible in both directions.
  • a set of sensor signals that is independently detected and subsequently evaluated by the sensor arrangement can be transmitted to the control device.
  • the control device can, however, preferably also transmit a signal to the sensor arrangement, for example to query a sensor signal.
  • the control device is preferably set up to carry out an action in the tumble dryer on the basis of a sensor signal transmitted by the at least one sensor arrangement or an evaluation thereof.
  • action means any possibility of controlling the clothes dryer according to the invention.
  • An action can therefore be, for example, the execution of a drying program or also a partial section of a drying program.
  • a drying program in the sense of the invention can be a drying program implemented in the factory in a tumble dryer, or several additional options or a user-defined drying program.
  • the term drying program is thus to be interpreted broadly according to the invention.
  • an action within the meaning of the invention can also be the mere switching on or off of the tumble dryer, the switching on or off of a heater of the tumble dryer or a process air blower or the variation of their performance, the output of a display on a control element of the Clothes dryer or an acoustic signal for the output of information to a user.
  • control device and the at least one sensor arrangement are set up to communicate data wirelessly.
  • the at least one sensor arrangement and the control device and / or the evaluation unit are preferably set up to communicate with one another wirelessly via a low-power Bluetooth connection.
  • the connection can be implemented in all possible ways, for example via individual radio interfaces or also via interfaces in the evaluation unit and the control device.
  • the at least one laundry driver comprises an autonomous energy supply unit.
  • self-sufficient energy supply unit means that the energy supply unit is set up to generate energy independently, i.e. regardless of the energy supply of the dryer.
  • the sensor arrangement can also independently detect, evaluate and transmit a sensor signal to the control device when the clothes dryer is switched off.
  • the type of energy supply is not restricted. However, the energy supply can also take place, for example, thermoelectric, inductive or piezoelectric. In principle, any solution known from the prior art is possible here. In addition to this, batteries or accumulators can also be used for an energy supply.
  • the at least one thermopile element can be arranged in or on the laundry carrier. In contact with warm laundry, for example, or with warm process air, a temperature difference can then be generated at the two ends of the thermopile element. The voltage difference generated can then be tapped at one end.
  • the energy supply unit comprises a magnetic induction element, for example a coil and a magnet
  • the coil can be arranged in a laundry carrier and the magnet can be attached to the housing of the clothes dryer, so that the drum moves the coil past the magnet at a defined distance can be.
  • the induction current generated in this way can then be tapped.
  • a magnetic flux collector can also be used to increase the efficiency in order to transmit the magnetic fields to the coil through the opening in the drum.
  • the magnet can also be arranged in the laundry carrier, specifically in such a way that it can slide past the adjacent spool when the drum is moved up and down.
  • the energy supply unit can advantageously be fully integrated into the laundry consumer.
  • the self-sufficient energy supply unit comprises at least one piezo element for energy generation and is designed to generate electrical energy for the sensor arrangement, the interface for wireless data communication and / or the evaluation unit by mechanical deformation of at least one piezo element.
  • the invention thus advantageously uses the so-called piezoelectric effect, in which electrical charge is generated by mechanical deformation.
  • the optional at least one piezo element is a piezoceramic bending element.
  • the shape of the bending element is not restricted according to the invention, it can have any geometric shape. However, it is preferred if the bending element is flat, particularly preferably in a rectangular shape.
  • the size and the deflection of the bending element are also not restricted according to the invention. They will generally depend on the placement of the piezo element, as well as the mechanical stress exerted on the piezo element.
  • a piezoceramic flexure generally includes a flexure structure and electrodes.
  • the bending structure can be implemented in different ways, for example it can be a layer structure.
  • the bending structure can also be a combination of one or two piezoceramic components, which can also have at least one intermediate layer.
  • the piezoceramic components can also consist of individual layers and / or multilayers, the layer thickness of which is likewise not restricted.
  • the piezoceramic material is also not restricted according to the invention, for example lead zirconate titanate, but any other piezoceramic can also be used.
  • the optionally used piezoceramic bending element has a piezoceramic layer with a layer thickness of 100 to 500 ⁇ m.
  • the layer thickness is preferably in the range from 150 to 250 ⁇ m and is, for example, 200 ⁇ m.
  • This layer is then preferably designed as a plate and has a surface electrode on the top and the bottom, as well as a contact and two electrical connections.
  • the at least one optional piezo element is arranged in or on the laundry carrier in such a way that it can be deformed by the impact of laundry items on at least one laundry carrier during the rotation of the drum.
  • the energy supply unit is preferably completely in the laundry carrier integrated, so that the sensor arrangement can be manufactured together with the energy supply unit as a compact modular component.
  • tumble dryers also have at least one display unit, which can display information in the form of texts, images and / or characters, in color and / or black and white, statically and / or animatedly. Information and / or warnings can preferably be output to a user via the display unit.
  • the display unit is very particularly preferably an external display unit, for example the touchscreen of a smartphone or tablet PC.
  • the clothes dryer includes an evaluation unit for evaluating the sensor signals.
  • This can be arranged in the laundry carriers or at another location in the dryer.
  • the type and design of the evaluation unit are not restricted. For example, it can be part of the at least one sensor, that is, it can be implemented in it. However, it can also be an independent processor unit. In any case, the evaluation unit is set up to evaluate sensor signals and to transmit them to the control device.
  • evaluation routines are also stored in the evaluation unit and the evaluation unit is set up not only to evaluate, but also also to evaluate sensor signals measured by the sensor arrangement (s) using a target / actual comparison and / or using calibration values / curves to evaluate and only transmit to the control device when this is intended according to the evaluation. For example, if the actual value exceeds or falls below a stored setpoint.
  • the tumble dryer according to the invention preferably has an additional interface for wireless data transmission, the tumble dryer then being able to be operated preferably by means of an app using an external control unit, for example a smartphone and / or a tablet PC.
  • the laundry dryer according to the invention is then particularly preferably also integrated into a home network with at least one further household appliance.
  • the laundry driver additionally has an energy store.
  • the energy store is not restricted and can be technically implemented in any way, for example, it can be an accumulator.
  • the energy store can also be implemented, for example, in a piezo element or can also be designed independently.
  • the energy store serves to store the energy generated by the energy supply unit and, if necessary, to supply the sensor arrangement and possibly the evaluation unit etc. with electrical energy.
  • the control device can then further process the evaluation results obtained in a suitable form and / or display them to a user of the tumble dryer on a display unit which is generally present.
  • a drying program can be modified for more efficient and / or more uniform drying.
  • an end of drying can also be indicated more precisely on the display unit of the tumble dryer.
  • a fan for conveying the process air is generally present in the process air duct of a clothes dryer.
  • a blower is therefore arranged in a process air duct of the tumble dryer and the following step (c) is carried out before step (d): (c) Measuring the strength of the air flow entering the drum and taking the strength of the measured air flow into account in the evaluation in the subsequent step (d).
  • step (b) can preferably be initiated both by the control device and also independently by the sensor arrangement, without initiation by the control device.
  • the control device can thus transmit a signal for detecting sensor signals to the at least one sensor arrangement, for example, and thereby initiate step (b) of the method according to the invention.
  • a routine can also be stored in the evaluation unit to independently initiate a measurement and thereby initiate step (b) of the method according to the invention.
  • the invention has numerous advantages. Due to the location-dependent measurement of various physical properties in the drum of a tumble dryer, be it depending on the location of the laundry driver when the drum rotates or, in embodiments of the invention, additionally in the direction of the laundry driver, it is possible to optimize drying programs even better by using precise the degree of drying of the laundry items and the loading of the drum with laundry items can be closed. This information can also be conveniently transmitted wirelessly out of the drum.
  • a micromechanical sensor can be used Sensor arrangement can be designed to be particularly flexible and space-saving. A large number of different sensor types can be implemented in variable numbers in the sensor arrangement. It is also particularly advantageous that the small-scale construction of micromechanical sensors enables a large number of measurement signals to be detected for the same measurement location.
  • Figure 1 shows a vertical section through a clothes dryer according to the invention, which is designed as a condensation dryer, the arrows indicating the direction of flow of the process air.
  • a clothes dryer according to the invention, which is designed as a condensation dryer, the arrows indicating the direction of flow of the process air.
  • Other embodiments are conceivable.
  • the tumble dryer 1 shown has a drum 3, which can be rotated about a horizontal axis, for receiving items of laundry to be dried, not shown here, within which drivers 5, 22 are attached for moving items of laundry during a drum rotation.
  • the process air is guided in the process air duct 2 by means of a process air blower 6 via an air-air heat exchanger 14 and an electrical heater 4 through the drum 3. Air heated by the electric heater 4 is passed through the perforated bottom into the drum 3 through the perforated bottom through the perforated bottom through the drum entrance 19 from the rear, ie from the side of a drum 12 opposite.
  • the process air laden with moisture flows through the filling opening of the drum 3 through a fluff filter 11 inside the door 12 closing the filling opening.
  • the process air flow in the door 12 is then deflected downward through the drum outlet 18 into the process air duct 2 and routed to the air-air heat exchanger 14 through which cooling air can be conveyed in a cooling air duct 15 by means of a cooling air blower 16.
  • a more or less large part of the moisture absorbed by the process air from the laundry items condenses in the air-air heat exchanger 14 and is collected in a condensate pan 17.
  • the dryer 1 is controlled via a control device 8, which can be regulated by the user via an operating unit 7.
  • a sensor arrangement 23 each with four sensors 24, 25, 26, 27, here configured as triple sensors, and an acceleration sensor 31, a self-sufficient energy supply unit 28, and an interface 29 for wireless communication and an evaluation unit 30 for sensor signals of the sensor arrangement 23, the control device 8 and the sensor arrangement 23 being set up to communicate with one another wirelessly. Communication can take place via the interposed evaluation unit 30.
  • the triple sensors 24, 25, 26, 27 of the sensor arrangement are based on the same measuring principles (temperature, pressure, air humidity) and are arranged along the laundry drivers 5, 22.
  • the sensors 24 and 25 can also be designed as conductivity sensors, wherein an electrode 24 and a counter electrode 25 can be used. Electrode 24 and counter electrode 25 can be arranged in the same laundry carrier or on different laundry carriers.
  • the acceleration sensor 31 can be used to determine on the basis of the measured sensor signals whether a laundry driver located in a specific angular position is still in contact with or in the vicinity of laundry items.
  • two further sensors are arranged at the drum inlet and at the drum outlet in order to provide further sensor signals for an even more precise configuration of a drying program.
  • two triple sensors 9, 10, namely a triple sensor 9 at the drum outlet 18 and a triple sensor 10 at the drum inlet 19, are connected to the control device 8.
  • the triple sensors can each measure a relative air humidity, a temperature and the air pressure of the process air and thus supply important additional sensor signals, so that the residual moisture of the laundry items and in particular also a loading of the drum 3 with laundry items can be determined even better.
  • a time measuring device 20 is also present in the condensation dryer.
  • the process air blower 6 and the drum 3 are driven by the drive motor 13.
  • the drive motor 13 is a brushless DC motor (BLDC) in this embodiment.
  • a display unit 21 enables the display of a remaining running time of the drying program with regard to a residual moisture value of the items of laundry selected by the user, for example iron dry, the display of the determined load or other states of the clothes dryer or the display of the status of the drying program, for example in a differentiated form.
  • Fig. 2 shows a section of a drum, in which a laundry driver with a sensor system arranged therein is shown enlarged.
  • the section in particular a sectional view through part of a drum of the clothes dryer 1 of FIG Fig. 1 shows a laundry driver 5, 22 arranged on the drum with a sensor arrangement with an autonomous energy supply unit 28.
  • a sensor arrangement with an autonomous energy supply unit 28.
  • An acceleration sensor 31 and a triple sensor 24 are visible in this sectional view.
  • An evaluation unit 30 and a low-power Bluetooth interface 29 for wireless data transmission are also present in the laundry driver 9.22.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Control Of Washing Machine And Dryer (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wäschetrockner 1 mit einer Steuereinrichtung 8, einer Trommel 3 zur Aufnahme von Wäschestücken, in welcher mindestens ein Wäschemitnehmer 5,22 angeordnet ist, wobei sich im Wäschemitnehmer 5,22 eine Sensoranordnung 23 mit mindestens zwei Sensoren 24,25,26,27, eine autarke Energieversorgung 28 und eine Schnittstelle 29 zur drahtlosen Datenkommunikation befinden, und mindestens einer Auswerteeinheit 30 für Sensorsignale der Sensoranordnung 23, wobei Steuereinrichtung 8 und Sensoranordnung 23 eingerichtet sind, drahtlos miteinander zu kommunizieren, und im Wäschemitnehmer 5,22 ein Beschleunigungssensor 31, und mindestens eine Elektrode eines Leitfähigkeitssensors 24,25 und/oder ein Luftfeuchtesensor 26 angeordnet sind und die Steuereinrichtung 8 eingerichtet ist, um bei einer Rotation der Trommel 3 eine Position des Wäschemitnehmers 5,22 zu bestimmen, so dass die vom Leitfähigkeitssensor 24,25 und/oder Luftfeuchtesensor 26 gemessenen Sensorsignale der Position des Wäschemitnehmers 5,22 zugeordnet werden können. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Wäschetrockners.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Wäschetrockner mit einem Beschleunigungssensor, mit dem eine verbesserte Steuerung möglich ist, und ein Verfahren zu seinem Betrieb. Die Erfindung betrifft insbesondere einen Wäschetrockner mit einer Steuereinrichtung, einer Trommel zur Aufnahme von Wäschestücken, in welcher mindestens ein Wäschemitnehmer angeordnet ist, wobei sich im Wäschemitnehmer eine Sensoranordnung mit mindestens zwei Sensoren, eine autarke Energieversorgung und eine Schnittstelle zur drahtlosen Datenkommunikation befinden, und mindestens einer Auswerteeinheit für Sensorsignale der Sensoranordnung, wobei Steuereinrichtung und Sensoranordnung eingerichtet sind, drahtlos miteinander zu kommunizieren.
  • Die Entwicklung von Wäschetrocknern ist darauf gerichtet, den Betrieb für einen Benutzer sicherer und einfacher zu gestalten, sowie darin durchgeführte Trocknungsprogramme hinsichtlich Performance, Zeit, Energieverbrauch und Umweltverträglichkeit stetig zu verbessern. Die Möglichkeit, betriebsrelevante Parameter jederzeit bestimmen zu können, ist hierzu unerlässlich.
  • Im Allgemeinen werden in Wäschetrocknern hierzu Sensoren eingesetzt, zum Beispiel resistiv oder kapazitiv arbeitende Sensoren, welche über eine Widerstandsmessung etwa die Bestimmung einer Restfeuchte in Wäschestücken erlauben oder über eine Messung der Temperatur und/oder der Feuchte einer zum Trocknen verwendeten Prozessluft Rückschlüsse auf den Ablauf eines Trocknungsprogrammes erlauben, so dass beispielsweise ein Programmende angezeigt werden kann. Auch der Einsatz von Drucksensoren oder Beschleunigungssensoren ist bereits bekannt, um beispielsweise eine Beladungsmenge zu bestimmen. Nachteilig ist, dass solche Sensoren meist an unterschiedlichen Stellen im Wäschetrockner platziert sind, so dass eine hohe Ungenauigkeit der gemessenen Sensorsignale daraus resultieren kann, dass die Sensoren unterschiedliche Messstellen erfassen. Sensoren benötigen überdies oft viel Bauraum, so dass die Anordnung nicht flexibel gestaltet werden kann und meist ein großer Abstand zwischen dem eigentlichen Messobjekt und den Sensoren entsteht und das Sensorsignal dann ungenau ist. Es wäre daher wünschenswert, wenn eine Sensoranordnung auf möglichst kleinem Bauraum realisiert werden könnte.
  • Die Veröffentlichung DE 10 2012 217 975 A1 beschreibt ein Haushaltsgerät mit einer Steuereinrichtung zum Steuern von Betriebsprozessen des Haushaltsgeräts, und mit einer batterielosen elektronischen Sensoreinheit zum Erfassen zumindest eines Betriebsparameters des Haushaltsgeräts, wobei die Sensoreinheit einen Generator zum Bereitstellen elektrischer Energie für die Sensoreinheit aus nicht-elektrischer Energie sowie einen Sender aufweist, der zum drahtlosen Übertragen eines zumindest einen Betriebsparameter charakterisierenden Funksignals an die Steuereinrichtung ausgebildet ist. Der Generator ist ein thermoelektrischer Generator mit zwei thermischen Kontaktflächen, der zum Bereitstellen der elektrischen Energie aufgrund einer Temperaturdifferenz zwischen den Kontaktflächen ausgebildet ist.
  • Die Veröffentlichung EP 1 895 043 A1 beschreibt eine Waschmaschine und/oder einen Wäschetrockner, insbesondere für den Haushaltsgebrauch, ausgestattet mit einer rotierenden Trommel zur Aufnahme von zu waschenden und/oder zu trocknenden Wäschestücken, und mit Kontrollmitteln, welche mindestens einen funktionalen Parameter der Maschine messen können, z.B. die Feuchte der Wäschestücke. Die besagten Messmittel sind mit der Kontrolltafel verbunden, um diese entsprechend der erkannten Messgröße zu betreiben. Die Messmittel umfassen dabei einen Generator für elektrische Energie, welcher direkt mit der rotierenden Trommel assoziiert ist und mit der Kontrolltafel der Maschine drahtlos kommuniziert. Der Generator für elektrische Energie umfasst einen Permanentmagneten, welcher frei in einem Rohr aus nicht-leitendem Material gleitet, wobei auf dessen äußerer Oberfläche wenigstens eine Spule gewunden ist, welche mit einer elektrischen Schalttafel verbunden ist, welche in der Lage ist, ein Spannungssignal zu elaborieren und an die Kontrolltafel der Maschine zu senden.
  • Die Veröffentlichung EP 1 997 951 A1 beschreibt eine Waschmaschine, umfassend eine rotierende Wäschetrommel mit einer frontalen Zugangsöffnung. Die Waschmaschine umfasst weiterhin ein elektrisches Gerät, angepasst an die Trommel und einen elektrischen Generator, welcher in die Trommel eingebaut ist und die Rotation der Trommel nutzt, um die zum Betreiben des elektrischen Gerätes notwendige elektrische Energie zu erzeugen.
  • Die Veröffentlichungen DE 102 42 144 A1 und WO 2004/022836 A2 beschreiben einen Wäschetrockner mit einer sich drehenden Trommel zur Aufnahme von zu trocknender Wäsche, wobei die Trommel eine Sensoreinrichtung aufweist zur Bestimmung eines physikalischen Werts im Inneren der Trommel, die Sensoreinrichtung signalübertragend mit einer Steuerung des Wäschetrockners verbunden ist, und die signalübertragende Verbindung draht- und berührungslos ausgebildet ist.
  • Die Veröffentlichung DE 10 2006 053 274 A1 beschreibt ein Verfahren zum Ermitteln der Ladungsmenge an Wäsche in einem Laderaum mit Luftauslass eines Wäschetrockners, insbesondere eine Abluftwäschetrockners, wobei die absolute Luftfeuchtigkeit im Luftauslass aus dem Laderaum gemessen wird und wobei die Ladungsmenge in dem Laderaum durch Ermittlung des Maximalwertes und/oder des Verlaufes der absoluten Luftfeuchtigkeit im Luftauslass aus dem Laderaum bestimmt wird.
  • Die Veröffentlichung WO 2013/182402 beschreibt eine Waschmaschine bzw. einen Trockner, umfassend eine Trommel, in welche Wäschestücke eingebracht werden, ein oder mehrere Ablenkteile (baffles), die auf der inneren Oberfläche der Trommel angebracht sind, einen oder mehrere Sensoren, die in der Trommel platziert sind und eine Hauptregeleinheit, welche Wasch- bzw. Trockenoperationen steuert. Dabei ist eine zusätzliche Regeleinheit innerhalb des Ablenkteiles angeordnet, welche die von den Sensoren erhaltenen analogen Signale in digitale Signale umwandelt und diese Signale an die Hauptregeleinheit überträgt. Ein ins Innere der Trommel zeigender Temperatursensor kann auf der Oberfläche des Ablenkteils angeordnet sein. Die zusätzliche Regeleinheit kann die drahtlose Übertragung von Signalen durchführen.
  • Die Veröffentlichung WO 2018/015214 beschreibt ein Haushaltsgerät mit einer Steuereinrichtung und mindestens einem Sensorknoten, umfassend mindestens einen Sensor, mindestens eine Auswerteeinheit, eine autarke Energieversorgung und eine Schnittstelle zur drahtlosen Datenkommunikation, wobei die Steuereinrichtung und der Sensorknoten eingerichtet sind, drahtlos miteinander zu kommunizieren, und wobei der mindestens eine Sensor ein mikromechanischer Sensor ist und der mindestens eine Sensorknoten derart eingerichtet ist, dass er sowohl von der Steuereinrichtung gesteuert werden kann, als auch selbständig mindestens ein Messsignal erfassen, auswerten und an die Steuereinrichtung übermitteln kann.
  • Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wäschetrockner mit einer verbesserten Steuerung bereitzustellen. Vorzugsweise soll eine verbesserte Überwachung und Steuerung eines Trocknungsprogrammes ermöglicht werden, wozu insbesondere auch die Feuchte der Wäschestücke und/oder die Beladung der Trommel mit Wäschestücken ermittelbar sein sollte. Außerdem soll ein zum Betrieb dieses Wäschetrockners geeignetes Verfahren bereitgestellt werden.
  • Die Lösung dieser Aufgabe wird nach dieser Erfindung erreicht durch einen Wäschetrockner sowie ein zum Betrieb dieses Wäschetrockners geeignetes Verfahren mit den Merkmalen der entsprechenden unabhängigen Patentansprüche. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Wäschetrockners sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den jeweiligen abhängigen Patentansprüchen aufgeführt. Bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Wäschetrockners entsprechen bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und umgekehrt, auch wenn dies hierin nicht explizit festgestellt ist.
  • Gegenstand der Erfindung ist somit ein Wäschetrockner mit einer Steuereinrichtung, einer Trommel zur Aufnahme von Wäschestücken, in welcher mindestens ein Wäschemitnehmer angeordnet ist, wobei sich im Wäschemitnehmer eine Sensoranordnung mit mindestens zwei Sensoren, eine autarke Energieversorgungseinheit und eine Schnittstelle zur drahtlosen Datenkommunikation befinden, und mindestens einer Auswerteeinheit für Sensorsignale der Sensoranordnung, wobei Steuereinrichtung und Sensoranordnung eingerichtet sind, drahtlos miteinander zu kommunizieren, und im Wäschemitnehmer ein Beschleunigungssensor, und mindestens eine Elektrode eines Leitfähigkeitssensors und/oder ein Luftfeuchtesensor angeordnet sind, und die Steuereinrichtung eingerichtet ist, um bei einer Rotation der Trommel eine Position des Wäschemitnehmers zu bestimmen, so dass die vom Leitfähigkeitssensor und/oder Luftfeuchtesensor gemessenen Sensorsignale der Position des Wäschemitnehmers zugeordnet werden können.
  • Der Wäschetrockner kann ein Trockner an sich oder ein Waschtrockner sein, also ein Gerät, welches die Funktionen einer Waschmaschine und eines Wäschetrockners miteinander verbindet.
  • Als Beschleunigungssensor kann beispielsweise ein kapazitiv arbeitender Sensor eingesetzt werden. Auch ein Sensor basierend auf einem Widerstandsbelastungsstreifen ist einsetzbar. Es können zudem sowohl einachsige, als auch Sensoren mit zwei oder mehreren Messachsen verwendet werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wäschetrockners ist der Beschleunigungssensor ein Sensor mit drei Messachsen; insbesondere ein mikromechanischer Beschleunigungssensor mit drei Messachsen. Auf diese Weise können zudem durch die Auswertung der einzelnen Messachsensignale und deren Frequenzanteilen auch Verschleißerscheinungen oder eine Unwucht in einem erfindungsgemäßen Wäschetrockner mit dynamischen Komponenten, also beispielsweise einer Trommel, detektiert werden.
  • Es kann bei Verwendung dieses Beschleunigungssensors auch vorteilhaft sowohl die Beladungsmenge, als auch der Schlupf der Trommel gegenüber einem Antriebsmotor und eine Unwucht der Trommel berechnet werden und gegebenenfalls durch die Steuereinrichtung kompensiert werden. Über das z-Messachsensignal kann dann außerdem die Position und die Geschwindigkeit der Trommel erkannt werden. Durch die Beschleunigungssignale können außerdem auch Alterungseffekte, wie etwa Verschleiß der Trommellager oder Alterung des Antriebsstranges detektiert werden und über die Steuereinrichtung dann gegebenenfalls eine Information an einen Benutzer ausgegeben werden.
  • Insbesondere kann ein Beladungsgrad der Trommel mit Wäschestücken genau gemessen werden. Durch die Drehung der Trommel kollidieren die Wäschestücke mit dem Wäschemitnehmer und erzeugen auf diese Weise einen Beschleunigungsimpuls, welcher durch den Beschleunigungssensor erfasst wird. Aus der Art und der Höhe eines solchen Sensorsignals kann dann der Beladungsgrad bestimmt werden. Eine Variation über mehrere unterschiedliche Drehzahlen erhöht dabei die Genauigkeit der Messung.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Wäschetrockners werden als Leitfähigkeitssensoren mindestens zwei Elektroden verwendet, die auf mindestens einem Wäschemitnehmer angeordnet sind, so dass zwischen diesen die Leitfähigkeit gemessen werden kann. Die beiden Elektroden können auch auf verschiedenen Wäschemitnehmern angeordnet sein. Ist eine gemessene Leitfähigkeit zwischen den Elektroden vergleichsweise gering, kann darauf geschlossen werden, dass sich zwischen ihnen keine feuchten Wäschestücke befinden. In Abhängigkeit von der Anordnung und Zahl der Elektroden kann in Abhängigkeit von entsprechenden Sensorsignalen auf die Beladung der Trommel mit feuchten Wäschestücken geschlossen werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wäschetrockners ist die Gegenelektrode des Leitfähigkeitssensors auf dem gleichen Wäschemitnehmer oder einem unterschiedlichen Wäschemitnehmer angeordnet.
  • In einer hierzu alternativen Ausführungsform des Wäschetrockners wird als Gegenelektrode des Leitfähigkeitssensors ein Trommelmantel der Trommel herangezogen.
  • Erfindungsgemäß ist ganz besonders bevorzugt ein Wäschetrockner, bei dem die Steuereinrichtung eingerichtet ist, um anhand der vom Leitfähigkeitssensor und/oder Luftfeuchtesensor gemessenen Sensorsignale eine Wäschefeuchte und/oder Beladung der Trommel mit Wäschestücken zu bestimmen. Abhängig von der Wäschemenge, d.h. der Beladung der Trommel mit Wäschestücken, sowie der Wäschefeuchte kommt es nämlich zu einer unterschiedlichen Befüllung der Trommel. Dies beeinflusst bei einer Rotation der Trommel den Wäschefall, wobei zusätzlich die Drehgeschwindigkeit der Trommel den Wäschefall beeinflusst. Bei einer konstanten Drehgeschwindigkeit der Trommel ist der Wäschefall abhängig von der Menge der Wäschestücke und der Wäschefeuchte. Bei der Rotation der Trommel kommen daher Bereiche des Mantels der Trommel und die Wäschemitnehmer unterschiedlich oft mit den Wäschestücken in Berührung. Um zu erkennen, an welcher örtlichen Stelle während der Bewegung der Trommel in den Wäschemitnehmern Sensorsignale von z.B. einem Luftfeuchtesensor oder einem Leitfähigkeitssensor aufgenommen werden, werden die Sensorsignale des Beschleunigungssensors ausgewertet, so dass die vom Leitfähigkeitssensor und/oder Luftfeuchtesensor gemessenen Sensorsignale der Position des Wäschemitnehmers zugeordnet werden können.
  • Im Allgemeinen ist hierzu eine der Messachsen des Beschleunigungssensors parallel zur Rotationsachse der Trommel angeordnet, so dass aus den beiden Werten der Beschleunigung in den beiden anderen Richtungen auf die Winkelstellung der Trommel und damit auf die Position des betreffenden Wäschemitnehmers geschlossen werden kann. Damit können die gemessenen Werte der Luftfeuchte und/oder des Leitwertes der Position der Trommel zugeordnet werden. Aus der Stärke dieser Sensorsignale an dieser Position kann auf die Beladung mit Wäschestücken und deren Wäschefeuchte geschlossen werden. Dabei kann insbesondere bei bekannter Drehgeschwindigkeit der Trommel auch die zeitliche Periodizität der gemessenen Sensorsignale herangezogen werden. Schließlich kommt es bei einer geringeren Beladung mit Wäschestücken zu weniger Berührungen der Wäschemitnehmer mit Wäschestücken. Bei einer geringeren Beladung werden bei einer Trommeldrehung weniger Wäschemitnehmer mit den Wäschestücken in Berührung gelangen als bei einer größeren Beladung. Überdies kann berücksichtigt werden, dass die Berührungsflächen der Wäschestücken mit den Wäschemitnehmern mit zunehmendem Trocknungsgrad der Wäschestücke geringer werden.
  • Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, wenn in der Steuerungseinheit des Wäschetrockners für eine möglichst genaue Auswertung entsprechende Zusammenhänge, beispielsweise auch unter Berücksichtigung der Drehgeschwindigkeit der Trommel, hinterlegt sind.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Wäschetrockners basieren mindestens zwei Sensoren der Sensoranordnung auf dem gleichen Messprinzip und sind entlang des Wäschemitnehmers angeordnet. Hierdurch kann die Genauigkeit der mit der Erfindung möglichen Bestimmung von Wäschefeuchte und Beladung mit Wäschestücken noch weiter verbessert werden.
  • Wäschemitnehmer sind im Allgemeinen im Wesentlichen parallel zu einer Drehachse der Trommel angeordnet, so dass der Begriff "entlang des Wäschemitnehmers" dahingehend auszulegen ist, dass die Anordnung im Wesentlichen parallel zur Drehachse der Trommel erfolgt ist. Die Sensoren weisen bei dieser Anordnung zumindest in Richtung des Wäschemitnehmers einen Abstand voneinander auf, wobei dieser Abstand im Allgemeinen jeweils ausgehend von Projektionen der Orte der Sensoren auf eine gedachte Achse, die parallel zur Rotationsachse der Trommel verläuft, bestimmt werden. Drei Sensoren entlang des Wäschemitnehmers definieren daher zwei Abstände, nämlich einen ersten Abstand d1 zwischen einem ersten Sensor und einem zweiten Sensor und einen zweiten Abstand d2 zwischen dem zweiten Sensor und einem dritten Sensor. Die Abstände d1 und d2 können gleich oder verschieden sein. Dies gilt entsprechend für den Fall von vier oder mehr Sensoren für weitere Abstände dn (n>2).
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Wäschetrockners ist das Messprinzip ausgewählt unter den physikalischen Eigenschaften Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Druck und/oder Leitfähigkeit, so dass mindestens zwei Sensoren jeweils ein Temperatursensor, Luftfeuchtesensor, Drucksensor, Leitfähigkeitssensor oder eine beliebige Kombination von diesen sind. Beispielsweise können ein Paar Temperatursensoren und ein Paar Luftfeuchtesensoren vorliegen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wäschetrockners ist der optional verwendete Temperatursensor ein mikromechanischer Temperatursensor, der aus einem n-leitenden Silizium-Kristall besteht, der in Planar-Technologie hergestellt ist.
  • Es ist erfindungsgemäß überdies besonders bevorzugt, dass als Sensoren Mehrfachsensoren verwendet werden, die gleichzeitig auf mehreren Messprinzipien basieren. Derartige platzsparende Dual- oder Tripelsensoren sind an sich bekannt.
  • Die mindestens zwei Sensoren des Wäschetrockners sind vorzugsweise modulare Bauteile mit einer Größe im Bereich von jeweils 2-4 x 2-4 x 0.5-1.5 mm3.
  • Die Sensoren sind im Allgemeinen als mikromechanische Sensoren ausgebildet. Da mikromechanische Sensoren besonders kleinteilige Elemente sind, d.h. wenig Bauraum benötigen, können zwei oder mehr Sensoren zusammengefasst werden, so dass beispielsweise ein Dualsensor oder ein Tripelsensor entsteht. Hierzu kann der Sensor insbesondere modular aufgebaut sein. Die kleinteilige Ausgestaltung mikromechanischer Sensoren bietet überdies aber noch einen entscheidenden weiteren Vorteil. Werden nämlich mikromechanische Sensoren verwendet, können alle Sensoren Messungen am gleichen Ort durchführen. Die Sensorsignale haben dann alle einen gemeinsamen örtlichen Bezugspunkt. Dadurch können aus einzelnen Sensorsignalen erhaltene Parameter besonders genau miteinander korreliert werden.
  • Jedenfalls können hiermit die Sensoranordnung, umfassend den mindestens einen mikromechanischen Sensor, die Schnittstelle zur drahtlosen Datenkommunikation und die autarke Energieversorgungseinheit sowie ggf. die Auswerteeinheit auf besonders geringem Bauraum realisiert werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wäschetrockners ist mindestens ein Sensor, z.B. ein mikromechanischer Sensor, der im Wäschemitnehmer angeordneten Sensoranordnung ein Drucksensor mit einer Membran. Dann kann vorteilhaft ein Druck, den die Wäschestücke beim Kontakt mit dem Wäschemitnehmer auf die Membran ausüben, auf das Druckelement im Drucksensor übertragen werden. Dies kann zusätzlich die Bestimmung einer Beladung der Trommel mit Wäschestücken verbessern. Durch die Drehung der Trommel kollidieren die Wäschestücke mit dem Wäschemitnehmer und erzeugen auf diese Weise einen Druck auf die Wäschemitnehmer, der durch einen Drucksensor erfasst werden kann. Aus der Art und der Höhe eines solchen Messsignals kann dann auf alternative Weise zur Ergänzung der Beladungsgrad bestimmt werden.
  • Ist mindestens ein Sensor ein Drucksensor, insbesondere ein mikromechanischer Drucksensor, so kann für den Fall, dass der Drucksensor bei ausgeschaltetem Wäschetrockner nach dem Einbringen von Wäschestücken in die Trommel ein Sensorsignal sensiert, die mindestens eine Sensoranordnung das ausgewertete Sensorsignal an die Steuereinrichtung übermitteln und diese veranlassen, den Wäschetrockner einzuschalten.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht in Ausführungsformen die Verfolgung eines Trocknungsprogrammes durch Auswertung von Sensorsignalen von Sensoren, die in Richtung der Wäschemitnehmer bzw. in Richtung der Drehachse der Trommel angeordnet sind. Im Allgemeinen tritt bei der Durchführung eines Trocknungsprogrammes für feuchte Wäschestücke die in einem sog. Prozessluftkanal fließende Prozessluft nach ihrem Erhitzen durch eine im Allgemeinen vorhandene Heizvorrichtung des Wäschetrockners von hinten in die Trommel ein. Beim Durchgang durch die Trommel bis zur Vorderseite kühlt sich die ursprünglich sehr warme und trockene Prozessluft ab und nimmt gleichzeitig Feuchtigkeit aus den zu trocknenden Wäschestücken auf. Überdies werden die Wäschestücke aufgrund der Strömung der Prozessluft im Allgemeinen nach vorne in Richtung einer Zugangstür gedrückt. Dabei werden auch die der eintretenden Prozessluft am nächsten liegenden Wäschestücke im Allgemeinen am stärksten getrocknet. Insgesamt wird sich daher in der Trommel in Richtung von deren Drehachse ein Gradient der Temperatur und der Feuchte der Prozessluft ergeben. Für eine verbesserte Steuerung eines Trocknungsprogrammes ist eine möglichst genaue Bestimmung von ortsabhängiger Temperatur und Feuchte der Luft in der Trommel von Bedeutung. Dadurch können insbesondere die Wäschefeuchte und die Beladung der Trommel mit Wäschestücken besser bestimmt werden. Ungleichmäßigkeiten bei der Trocknung können dadurch beispielsweise durch eine geeignete Änderung einer Gebläseleistung, einer Heizleistung sowie einer Trommelrotation ausgeglichen werden. Überdies kann ein gewünschtes Trocknungsende noch genauer bestimmt werden.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind daher mindestens drei Sensoren, vorzugsweise mindestens vier und besonders bevorzugt mindestens sechs Sensoren entlang des mindestens einen Wäschemitnehmers angeordnet. Im Allgemeinen beruhen diese Sensoren auf dem gleichen Messprinzip, um die Veränderung einer Eigenschaft wie z.B. die Luftfeuchte in Richtung der Drehachse bzw. des Wäschemitnehmers möglichst genau verfolgen zu können.
  • Abgesehen vom Beschleunigungssensor sind die hierin diskutierten Sensoren im Allgemeinen an der Oberfläche von mindestens einem Wäschemitnehmer angeordnet. Es kann allerdings vorgesehen sein, einen oder mehrere Sensoren auch im Inneren des oder der Wäschemitnehmer anzuordnen, beispielsweise einen Temperatursensor zur Überwachung der ordnungsgemäßen Funktion von elektronischen Bauteilen.
  • Neben den in der Trommel in Wäschemitnehmern angeordneten Sensoren können optional zur Ergänzung weitere Sensoren im Prozessluftkanal angeordnet sein, beispielsweise am Trommeleingang und/oder am Trommelausgang. Hierbei können die Sensoren auf verschiedenen Messprinzipien basieren, z.B. Temperatur, Feuchte, Druck, wobei auch Dual- und Tripelsensoren verwendet werden können. Diese außerhalb der Trommel angeordneten Sensoren können zusätzlich zu einer besseren Überwachung eines Trocknungsprogrammes beitragen.
  • Ein Wäschetrockner ist zudem bevorzugt, bei dem die Steuereinrichtung eingerichtet ist, um anhand der von den Sensoren gemessenen Sensorsignale und/oder der örtlichen Gradienten der Sensorsignale in Richtung des Wäschemitnehmers die Beladung der Trommel mit Wäschestücken und/oder den Trocknungsgrad der Wäschestücke zu bestimmen. Bei einer Anordnung von Sensoren entlang eines Wäschemitnehmers kann bei einer rotierenden Trommel nämlich ermittelt werden, ab welchem Abstand von einer Zugangsöffnung der Trommel sich die Sensorsignale so ändern, dass davon ausgegangen werden kann, dass hier keine Wäschestücke mehr angeordnet sind.
  • Der Hintergrund hierfür ist, dass es abhängig von der Menge an Wäschestücken in der Trommel, d.h. der Beladung der Trommel, und der Feuchte der Wäschestücke zu unterschiedlichen Befüllungen der Trommel kommen kann. Bei dem bevorzugten Eintritt der Prozessluft an einer Rückwand der Trommel werden die Wäschestücke zu einer Trocknertür gedrückt. Abhängig von der Menge an Wäschestücken in der Trommel kann dann bei diesem Trommeleintritt nur ein vorderer Bereich der Trommel gefüllt sein. Außerdem werden bei dieser bevorzugten Strömungsrichtung der Prozessluft die Wäschestücke am Trommeleintritt rascher getrocknet als am Trommelaustritt. Die Erfindung ermöglicht es in Ausführungsformen, diesen beladungs- und feuchteabhängigen Befüllungsgrad und die Feuchte der Wäschestücke, d.h. deren Trockengrad, in Abhängigkeit von der Trommeltiefe, d.h. in Abhängigkeit von einer Stelle entlang des Wäschemitnehmers, zu erkennen. Der Trocknungszustand der Wäsche und die Beladungsmenge kann so noch präziser ermittelt und ein Trocknungsprogramm daher genauer gestaltet werden.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Wäschetrockners ist die Steuereinrichtung eingerichtet, um zur Bestimmung der Beladung der Trommel mit Wäschestücken und/oder des Trocknungsgrades der Wäschestücke die Stärke der in die Trommel gelangenden Luftströmung zu berücksichtigen. Hierbei umfasst die Stärke der Luftströmung sowohl Menge als auch Fließgeschwindigkeit der Prozessluft. Die Stärke der Luftströmung kann über die Leistung eines Gebläses im Trocknungskanal des Wäschetrockners eingestellt werden.
  • Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass der Wäschetrockner mindestens zwei Wäschemitnehmer aufweist, in denen sich eine Sensoranordnung mit mindestens zwei Sensoren, eine autarke Energieversorgung und eine Schnittstelle zur drahtlosen Datenkommunikation befinden. Dabei ist es wiederum bevorzugt, dass die Steuereinrichtung des Wäschetrockners eingerichtet ist, um anhand der von den Sensoranordnungen in den mindestens zwei Wäschemitnehmern gemessenen Sensorsignale und/oder der örtlichen Gradienten der Sensorsignale in Richtung des Wäschemitnehmers unter Berücksichtigung der Rotationsgeschwindigkeit der Trommel die Beladung der Trommel mit Wäschestücken zu bestimmen. Wenn die mindestens zwei Wäschemitnehmer beide jeweils einen Beschleunigungssensor aufweisen, können zudem deren örtliche Positionen während einer Drehung der Trommel berücksichtigt werden.
  • Überdies ist ein Wäschetrockner bevorzugt, bei dem die mindestens eine Sensoranordnung eingerichtet ist, um von der Steuereinrichtung gesteuert zu werden und/oder selbstständig mindestens ein Sensorsignal messen, auswerten und an die Steuereinrichtung übermitteln kann.
  • Im erfindungsgemäßen Wäschetrockner ist vorzugsweise eine drahtlose Kommunikation zwischen der Steuereinrichtung und der mindestens einen Sensoranordnung in beide Richtungen möglich. Es kann also in einer Ausführungsform beispielsweise ein durch die Sensoranordnung selbstständig erfasster und anschließend ausgewerteter Satz von Sensorsignalen an die Steuereinrichtung übermittelt werden. Die Steuereinrichtung kann andererseits aber vorzugsweise auch ein Signal an die Sensoranordnung übermitteln, beispielsweise zur Abfrage eines Sensorsignals. Die Steuereinrichtung ist dabei vorzugsweise eingerichtet, anhand eines von der mindestens einen Sensoranordnung übermittelten Sensorsignals bzw. einer Auswertung davon im Wäschetrockner eine Aktion auszuführen.
  • "Aktion" bedeutet im Sinne der Erfindung jede Möglichkeit, den erfindungsgemäßen Wäschetrockner zu steuern. Eine Aktion kann also beispielsweise die Durchführung eines Trocknungsprogramms oder auch eines Teilabschnittes eines Trocknungsprogramms sein. Dabei kann ein Trocknungsprogramm im Sinne der Erfindung ein in einem Wäschetrockner werkseitig implementiertes Trocknungsprogramm sein, eine oder mehrere Zusatzoptionen oder auch ein benutzerdefiniertes Trocknungsprogramm. Der Begriff Trocknungsprogramm ist somit erfindungsgemäß breit auszulegen. Des Weiteren kann es sich bei einer Aktion im Sinne der Erfindung aber auch um das bloße Einschalten oder Ausschalten des Wäschetrockners handeln, das Einschalten oder Ausschalten einer Heizung des Wäschetrockners oder eines Prozessluftgebläses oder die Variation von deren Leistung, die Ausgabe einer Anzeige auf einem Bedienelement des Wäschetrockners oder auch ein akustisches Signal für die Ausgabe von Informationen an einen Benutzer.
  • Jedenfalls ist jede mögliche Art der Steuerung des erfindungsgemäßen Wäschetrockners von dem Begriff "Aktion" umfasst.
  • Im erfindungsgemäßen Wäschetrockner sind die Steuereinrichtung und die mindestens eine Sensoranordnung eingerichtet, Daten drahtlos zu kommunizieren. Vorzugsweise sind dabei die mindestens eine Sensoranordnung und die Steuereinrichtung und/oder die Auswerteeinheit eingerichtet, um über eine Low-Power-Bluetooth-Verbindung drahtlos miteinander zu kommunizieren. Die Verbindung kann dabei auf alle möglichen Arten realisiert werden, beispielsweise über individuelle Funkschnittstellen oder auch über Schnittstellen in der Auswerteeinheit und der Steuereinrichtung.
  • Im erfindungsgemäßen Wäschetrockner ist vorgesehen, dass der mindestens eine Wäschemitnehmer eine autarke Energieversorgungseinheit umfasst. Erfindungsgemäß bedeutet der hierin verwendete Begriff "autarke Energieversorgungseinheit", dass die Energieversorgungseinheit eingerichtet ist, selbstständig Energie zu erzeugen, d.h. unabhängig von der Energieversorgung des Wäschetrockners.
  • Auf diese Weise kann die Sensoranordnung auch dann selbstständig ein Sensorsignal erfassen, auswerten und an die Steuereinrichtung übermitteln, wenn der Wäschetrockner ausgeschaltet ist. Die Art der Energieversorgung ist dabei nicht eingeschränkt. Die Energieversorgung kann aber beispielsweise auch thermoelektrisch, induktiv oder piezoelektrisch erfolgen. Hier ist im Prinzip jede aus dem Stand der Technik bekannte Lösung möglich. In Ergänzung hierzu können auch für eine Energieversorgung Batterien oder Akkumulatoren herangezogen werden.
  • Umfasst die Energieversorgungseinheit ein Thermopile-Element, so kann das mindestens eine Thermopile-Element in oder an dem Wäschemitnehmer angeordnet sein. In Kontakt mit warmer Wäsche beispielsweise oder auch durch warme Prozessluft kann dann an den beiden Enden des Thermopile-Elements eine Temperaturdifferenz erzeugt werden. Die erzeugte Spannungsdifferenz kann dann an einem Ende abgegriffen werden.
  • Umfasst die Energieversorgungseinheit ein magnetisches Induktionselement, also beispielsweise eine Spule und einen Magneten, so kann die Spule in einem Wäschemitnehmer angeordnet werden und der Magnet kann am Gehäuse des Wäschetrockners befestigt werden, so dass durch die Trommelbewegung die Spule in einem definierten Abstand an dem Magneten vorbeigeführt werden kann. Der hierdurch erzeugte Induktionsstrom kann dann abgegriffen werden. Zusätzlich kann zur Verstärkung des Wirkungsgrades auch ein Magnetflusssammler verwendet werden, um durch die Öffnung in der Trommel die Magnetfelder an die Spule weiterzuleiten.
  • In einer alternativen Ausführungsform kann auch der Magnet in dem Wäschemitnehmer angeordnet sein und zwar derart beweglich, dass er bei einer Hoch- und Runterbewegung der Trommel an der benachbarten Spule vorbeistreifen kann. Es kann auch auf diese Weise vorteilhaft die Energieversorgungseinheit vollständig in den Wäscheabnehmer integriert werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die autarke Energieversorgungseinheit mindestens ein Piezoelement zur Energieerzeugung und ist eingerichtet, um durch mechanische Verformung mindestens eines Piezoelementes elektrische Energie für die Sensoranordnung, die Schnittstelle zur drahtlosen Datenkommunikation und/oder die Auswerteeinheit zu erzeugen.
  • Damit nutzt die Erfindung vorteilhaft den sogenannten piezoelektrischen Effekt aus, bei dem durch mechanische Deformation elektrische Ladung erzeugt wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Haushaltsgeräts ist das optionale mindestens eine Piezoelement ein piezokeramisches Biegeelement.
  • Die Form des Biegeelementes ist dabei erfindungsgemäß nicht eingeschränkt, es kann jegliche geometrische Form aufweisen. Bevorzugt ist es jedoch, wenn das Biegeelement flächig ausgestaltet ist, besonders bevorzugt in rechteckiger Form. Auch die Größe und die Auslenkung des Biegeelementes sind erfindungsgemäß nicht eingeschränkt. Sie werden im Allgemeinen von der Platzierung des Piezoelementes abhängen, sowie von der auf das Piezoelement ausgeübten mechanischen Belastung.
  • Jedenfalls umfasst ein piezokeramisches Biegeelement im Allgemeinen eine Biegestruktur und Elektroden. Die Biegestruktur kann auf unterschiedliche Arten realisiert werden, also beispielsweise eine Schichtstruktur sein. Die Biegestruktur kann auch eine Kombination aus einer oder zwei piezokeramischen Komponenten sein, die auch mindestens eine Zwischenlage aufweisen können. Die piezokeramischen Komponenten können dabei auch aus einzelnen Schichten und/oder Multischichten bestehen, deren Schichtdicke ebenfalls nicht eingeschränkt ist.
  • Auch das piezokeramische Material ist erfindungsgemäß nicht eingeschränkt, es kann sich beispielsweise um Bleizirkonattitanat handeln, aber auch jede andere Piezokeramik kann verwendet werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wäschetrockners weist jedenfalls das optional verwendete piezokeramische Biegeelement eine piezokeramische Schicht mit einer Schichtdicke von 100 bis 500 µm auf. Bevorzugt liegt die Schichtdicke im Bereich von 150 bis 250 µm, und ist beispielsweise 200 µm.
  • Vorzugsweise ist diese Schicht dann als Platte ausgebildet und weist jeweils an der Oberseite und der Unterseite eine Flächenelektrode auf, sowie jeweils eine Kontaktierung und zwei elektrische Anschlüsse.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wäschetrockners ist das mindestens eine optionale Piezoelement derart im oder am Wäschemitnehmer angeordnet, dass es durch den Aufprall von Wäschestücken auf mindestens einen Wäschemitnehmer während der Rotation der Trommel verformt werden kann. Vorzugsweise ist die Energieversorgungseinheit vollständig in den Wäschemitnehmer integriert, so dass die Sensoranordnung zusammen mit der Energieversorgungseinheit als ein kompaktes modulares Bauteil gefertigt werden kann.
  • Im Allgemeinen weisen Wäschetrockner auch mindestens eine Anzeigeeinheit auf, welche Informationen in Form von Texten, Bildern und/oder Zeichen, farbig und/oder schwarz-weiß, statisch und/oder animiert anzeigen kann. Vorzugsweise können über die Anzeigeeinheit Informationen und/oder Warnungen an einen Benutzer ausgegeben werden. Ganz besonders bevorzugt ist die Anzeigeeinheit jedoch eine externe Anzeigeeinheit, beispielsweise der Touchscreen eines Smartphones oder TabletPCs.
  • Der Wäschetrockner umfasst eine Auswerteeinheit für die Auswertung der Sensorsignale. Diese kann in den Wäschemitnehmern oder an einer anderen Stelle im Wäschetrockner angeordnet sein. Art und Ausgestaltung der Auswerteeinheit sind nicht eingeschränkt. Sie kann beispielsweise ein Teil des mindestens einen Sensors sein, also in diesen implementiert sein. Es kann sich aber auch um eine eigenständige Prozessoreinheit handeln. Die Auswerteeinheit ist dabei jedenfalls eingerichtet, Sensorsignale auszuwerten und an die Steuereinrichtung zu übermitteln.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wäschetrockners sind auch Auswerteroutinen in der Auswerteeinheit hinterlegt und die Auswerteeinheit ist eingerichtet, anhand beispielsweise eines Soll/Ist-Vergleichs und/oder anhand von Kalibrationswerten/-kurven von der oder den Sensoranordnungen gemessene Sensorsignale nicht nur auszuwerten, sondern auch zu bewerten und erst dann an die Steuereinrichtung zu übermitteln, wenn dies der Bewertung nach vorgesehen ist. Also beispielsweise, wenn ein hinterlegter Sollwert durch den Istwert überschritten oder unterschritten wird.
  • Insbesondere für einen Haushalt mit vernetzten Geräten weist der erfindungsgemäße Wäschetrockner vorzugsweise eine zusätzliche Schnittstelle zur drahtlosen Datenübertragung auf, wobei der Wäschetrockner dann vorzugsweise mittels einer externen Bedieneinheit, beispielsweise einem Smartphone und/oder einem Tablet-PC vorzugsweise über eine App bedient werden kann. Insbesondere bevorzugt ist der erfindungsgemäße Wäschetrockner dann auch in ein Heimnetzwerk mit mindestens einem weiteren Haushaltsgerät integriert.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Haushaltsgeräts weist der Wäschemitnehmer zusätzlich einen Energiespeicher auf. Der Energiespeicher ist erfindungsgemäß nicht eingeschränkt und kann technisch auf jegliche Weise realisiert werden, also beispielsweise ein Akkumulator sein. Der Energiespeicher kann zudem beispielsweise in ein Piezoelement implementiert sein oder auch eigenständig ausgebildet sein. Jedenfalls dient der Energiespeicher dazu, die von der Energieversorgungseinheit erzeugte Energie zu speichern und bei Bedarf die Sensoranordnung und ggf. Auswerteeinheit etc. mit elektrischer Energie zu versorgen.
  • Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Verfahren zum Betrieb eines Wäschetrockners mit einer Steuereinrichtung, einer Trommel zur Aufnahme von Wäschestücken, in welcher mindestens ein Wäschemitnehmer angeordnet ist, wobei sich im Wäschemitnehmer eine Sensoranordnung mit mindestens zwei Sensoren, eine autarke Energieversorgungseinheit und eine Schnittstelle zur drahtlosen Datenkommunikation befinden, und mindestens einer Auswerteeinheit für Sensorsignale der Sensoranordnung, wobei Steuereinrichtung und Sensoranordnung eingerichtet sind, drahtlos miteinander zu kommunizieren, und in mindestens einem Wäschemitnehmer ein Beschleunigungssensor, und mindestens eine Elektrode eines Leitfähigkeitssensors und/oder ein Luftfeuchtesensor angeordnet ist und die Steuereinrichtung eingerichtet ist, um bei einer Rotation der Trommel eine Position des Wäschemitnehmers zu bestimmen, so dass die vom Leitfähigkeitssensor und/oder Luftfeuchtesensor gemessenen Sensorsignale der Position des Wäschemitnehmers zugeordnet werden können, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
    • (a) Rotieren der Trommel;
    • (b) Detektieren von Sensorsignalen des Beschleunigungssensors, und der mindestens einen Elektrode des Leitfähigkeitssensors und/oder des Luftfeuchtesensors; und
    • (d) Auswerten der Sensorsignale der im Schritt (b) verwendeten Sensoren der Sensoranordnung durch die Auswerteeinheit in Hinblick auf die Beladung der Trommel mit Wäschestücken und/oder den Trocknungsgrad der Wäschestücke, wobei die vom Leitfähigkeitssensor und/oder Luftfeuchtesensor gemessenen Sensorsignale der Position des Wäschemitnehmers zugeordnet werden, und Übermitteln der dabei erhaltenen Auswertungsergebnisse an die Steuereinrichtung.
  • Die Steuereinrichtung kann dann die erhaltenen Auswertungsergebnisse in geeigneter Form weiter verarbeiten und/oder auf einer in der Regel vorhandenen Anzeigeeinheit einem Benutzer des Wäschetrockners anzeigen. Beispielsweise kann ein Trocknungsprogramm für eine effizientere und/oder gleichmäßigere Trocknung modifiziert werden. Alternativ oder in Ergänzung hierzu kann auch ein Trocknungsende genauer auf der Anzeigeeinheit des Wäschetrockners angezeigt werden.
  • Im Prozessluftkanal eines Wäschetrockners ist im Allgemeinen ein Gebläse zur Beförderung der Prozessluft vorhanden. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist daher in einem Prozessluftkanal des Wäschetrockners ein Gebläse angeordnet und es wird der folgende Schritt (c) vor dem Schritt (d) durchgeführt:
    (c) Messen der Stärke der in die Trommel gelangenden Luftströmung und Berücksichtigung der Stärke der gemessenen Luftströmung bei der Auswertung im darauf folgenden Schritt (d).
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann Schritt (b) vorzugsweise sowohl durch die Steuereinrichtung initiiert werden als auch selbständig durch die Sensoranordnung erfolgen, ohne Initiation durch die Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung kann also beispielsweise ein Signal zur Erfassung von Sensorsignalen an die mindestens eine Sensoranordnung übermitteln und dadurch Schritt (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens einleiten. Es kann aber beispielsweise auch in der Auswerteeinheit eine Routine hinterlegt sein, selbständig eine Messung zu initiieren und dadurch Schritt (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens einzuleiten.
  • Die Erfindung hat zahlreiche Vorteile. Durch die ortsabhängige Messung verschiedener physikalischer Eigenschaften in der Trommel eines Wäschetrockners, sei es in Abhängigkeit vom Ort des Wäschemitnehmers bei einer Drehung der Trommel oder in Ausführungsformen der Erfindung zusätzlich in Richtung des Wäschemitnehmers, ist es möglich, Trocknungsprogramme noch besser zu optimieren, indem präzise auf den Trocknungsgrad der Wäschestücke und die Beladung der Trommel mit Wäschestücken geschlossen werden kann. Diese Informationen können überdies auf bequeme Weise, nämlich drahtlos aus der Trommel heraus übermittelt werden. In Ausführungsformen der Erfindung kann durch die Verwendung mikromechanischer Sensoren eine Sensoranordnung besonders flexibel und platzsparend ausgelegt werden. Eine Vielzahl unterschiedlicher Sensortypen können dabei in variabler Anzahl in die Sensoranordnung implementiert werden. Besonders vorteilhaft ist zudem, dass durch die kleinteilige Bauweise mikromechanischer Sensoren viele Messsignale ortsbezogen für dieselbe Messstelle detektiert werden können. Somit ist eine besonders genaue Korrelation aller Werte möglich. Durch die autarke Energieversorgungseinheit ist zudem keine elektrische oder mechanische Kontaktierung zwischen der Steuereinheit und der Sensoranordnung notwendig. Die Verwendung von Low-Power-Drahtlos-Schnittstellen in Ausführungsformen gewährleistet überdies aufgrund des geringen Energieverbrauchs eine hohe Lebensdauer bei einem optionalen Batteriebetrieb.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsformen. Hierbei wird Bezug genommen auf die Figuren 1 und 2.
    • Figur 1 zeigt einen senkrechten Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Wäschetrockner, der als Kondensationstrockner ausgestaltet ist.
    • Figur 2 zeigt einen Ausschnitt aus einer Trommel, bei dem ein Wäschemitnehmer mit einem darin angeordneten Sensorsystem vergrößert gezeigt ist.
  • Figur 1 zeigt einen senkrechten Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Wäschetrockner, der als Kondensationstrockner ausgestaltet ist, wobei die Pfeile die Fließrichtung der Prozessluft anzeigen. Andere Ausführungsformen sind denkbar.
  • Der in Figur 1 dargestellte Wäschetrockner 1 weist eine um eine horizontale Achse drehbare Trommel 3 für die Aufnahme von zu trocknenden, hier nicht gezeigten, Wäschestücken, auf, innerhalb welcher Mitnehmer 5,22 zur Bewegung von Wäschestücken während einer Trommeldrehung angebracht sind. Die Prozessluft wird im Prozessluftkanal 2 mittels eines Prozessluftgebläses 6 über einen Luft-Luft-Wärmetauscher 14 und eine elektrische Heizung 4 durch die Trommel 3 geführt. Dabei wird von der elektrischen Heizung 4 erwärmte Luft durch den Trommeleingang 19 von hinten, d.h. von der einer Tür 12 gegenüber liegenden Seite der Trommel 3, durch deren gelochten Boden in die Trommel 3 geleitet.
  • Nach Austritt aus der Trommel 3 strömt die mit Feuchtigkeit beladene Prozessluft durch die Befüllöffnung der Trommel 3 durch ein Flusensieb 11 innerhalb der die Befüllöffnung verschließenden Tür 12. Anschließend wird der Prozessluftstrom in der Tür 12 nach unten durch den Trommelausgang 18 in den Prozessluftkanal 2 umgelenkt und zum Luft-Luft-Wärmetauscher 14 geleitet, durch den Kühlluft in einem Kühlluftkanal 15 mittels eines Kühlluftgebläses 16 befördert werden kann. Im Luft-Luft-Wärmetauscher 14 kondensiert infolge Abkühlung ein mehr oder weniger großer Teil der von der Prozessluft aus den Wäschestücken aufgenommenen Feuchtigkeit und wird in einer Kondensatwanne 17 aufgefangen.
  • Die Steuerung des Trockners 1 erfolgt über eine Steuereinrichtung 8, die vom Benutzer über eine Bedieneinheit 7 geregelt werden kann.
  • In den beiden hier gezeigten Wäschemitnehmern 5,22 des Wäschetrockners 1 befinden sich jeweils eine Sensoranordnung 23 mit jeweils vier Sensoren 24,25,26,27, hier als Tripelsensoren ausgestaltet, sowie einem Beschleunigungssensor 31 eine autarke Energieversorgungseinheit 28, eine Schnittstelle 29 zur drahtlosen Kommunikation sowie eine Auswerteeinheit 30 für Sensorsignale der Sensoranordnung 23, wobei Steuereinrichtung 8 und Sensoranordnung 23 eingerichtet sind, drahtlos miteinander zu kommunizieren. Dabei kann die Kommunikation über die zwischengeschaltete Auswerteeinheit 30 erfolgen. Die Tripelsensoren 24,25,26,27 der Sensoranordnung basieren auf den gleichen Messprinzipien (Temperatur, Druck, Luftfeuchte) und sind entlang der Wäschemitnehmer 5,22 angeordnet.
  • Die Sensoren 24 und 25 können aber auch als Leitfähigkeitssensoren ausgestaltet sein, wobei eine Elektrode 24 sowie eine Gegenelektrode 25 verwendet werden können. Elektrode 24 sowie Gegenelektrode 25 können im selben Wäschemitnehmer oder auf verschiedenen Wäschemitnehmern angeordnet sein.
  • Erfindungsgemäß kann unter Verwendung des Beschleunigungssensors 31 anhand der gemessenen Sensorsignale bestimmt werden, ob sich ein in einer bestimmten Winkelposition befindlicher Wäschemitnehmer noch im Kontakt mit bzw. in der Nähe zu Wäschestücken befindet.
  • Bei der hier gezeigten Ausführungsform sind zwei weitere Sensoren am Trommeleingang und am Trommelausgang angeordnet, um für eine noch präzisere Ausgestaltung eines Trocknungsprogrammes weitere Sensorsignale zur Verfügung zu stellen. Zu diesem Zweck sind hier zwei Tripelsensoren 9, 10, nämlich ein Tripelsensor 9 am Trommelausgang 18 und ein Tripelsensor 10 am Trommeleingang 19, mit der Steuereinrichtung 8 verbunden. Die Tripelsensoren können jeweils eine relative Luftfeuchtigkeit, eine Temperatur und den Luftdruck der Prozessluft messen und damit wichtige zusätzlich Sensorsignale liefern, so dass die Restfeuchte der Wäschestücke und insbesondere auch eine Beladung der Trommel 3 mit Wäschestücken noch besser ermittelt werden kann. Hierzu ist im Kondensationstrockner auch eine Zeitmesseinrichtung 20 vorhanden.
  • Bei der in der Figur 1 gezeigten Ausführungsform werden das Prozessluftgebläse 6 und die Trommel 3 durch den Antriebsmotor 13 angetrieben. Der Antriebsmotor 13 ist bei dieser Ausführungsform ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC).
  • Eine Anzeigeeinheit 21 ermöglicht die Anzeige einer Restlaufzeit des Trocknungsprogrammes im Hinblick auf einen vom Benutzer gewählten Restfeuchtewert der Wäschestücke, beispielsweise bügeltrocken, die Anzeige der ermittelten Beladung oder sonstiger Zustände des Wäschetrockners oder die Anzeige des Status des Trocknungsprogrammes, beispielsweise in farblich differenzierter Form.
  • Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus einer Trommel, bei dem ein Wäschemitnehmer mit einem darin angeordneten Sensorsystem vergrößert gezeigt ist.
  • Der Ausschnitt, der insbesondere eine Schnittansicht durch einen Teil einer Trommel des Wäschetrockners 1 von Fig. 1 ist, zeigt einen auf der Trommel angeordneten Wäschemitnehmer 5,22 mit einer Sensoranordnung mit einer autarken Energieversorgungseinheit 28. Von der Sensoranordnung ist bei dieser Schnittansicht nur ein Beschleunigungssensor 31 sowie ein Tripelsensor 24 (Druck, Temperatur, Luftfeuchte) sichtbar. Im Wäschemitnehmer 9,22 sind außerdem eine Auswerteeinheit 30 sowie eine Low-Power-Bluetooth-Schnittstelle 29 für die drahtlose Datenübertragung vorhanden.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    Trockner
    2
    Prozessluftkanal
    3
    Trommel
    4
    (Elektrische) Heizung
    5
    Erster Mitnehmer
    6
    Prozessluftgebläse, Gebläse
    7
    Bedieneinheit
    8
    Steuereinrichtung
    9
    Sensor für die Messung von Temperatur, relativer Feuchte und/oder Luftdruck am Trommelausgang
    10
    Sensor für die Messung von Temperatur, relativer Feuchte und/oder Luftdruck am Trommeleingang
    11
    Flusensieb
    12
    Tür, Zugangstür zur Trommel
    13
    drehzahlvariabler Antriebsmotor; insbesondere BLDC-Motor
    14
    Wärmetauscher; insbesondere Luft-Luft-Wärmetauscher
    15
    Kühlluftkanal
    16
    Kühlluftgebläse
    17
    Kondensatwanne
    18
    Trommelausgang
    19
    Trommeleingang
    20
    Zeitmessvorrichtung, Uhr
    21
    (Optische) Anzeigeeinheit
    22
    Zweiter Wäschemitnehmer
    23
    Sensoranordnung
    24
    Erster Sensor; Einzel-, Dual- oder Tripelsensor
    25
    Zweiter Sensor; Einzel-, Dual- oder Tripelsensor
    26
    Dritter Sensor; Einzel-, Dual- oder Tripelsensor
    27
    Vierter Sensor; Einzel-, Dual- oder Tripelsensor
    28
    Autarke Energieversorgungseinheit
    29
    Schnittstelle für drahtlose Datenübertragung, Low-Power-Bluetooth-Schnittstelle
    30
    Auswerteeinheit
    31
    Beschleunigungssensor

Claims (15)

  1. Wäschetrockner (1) mit einer Steuereinrichtung (8), einer Trommel (3) zur Aufnahme von Wäschestücken, in welcher mindestens ein Wäschemitnehmer (5,22) angeordnet ist, wobei sich im Wäschemitnehmer (5,22) eine Sensoranordnung (23) mit mindestens zwei Sensoren (24,25,26,27,31), eine autarke Energieversorgungseinheit (28) und eine Schnittstelle (29) zur drahtlosen Kommunikation befinden, und mindestens einer Auswerteeinheit (30) für Sensorsignale der Sensoranordnung (23), wobei Steuereinrichtung (8) und Sensoranordnung (23) eingerichtet sind, drahtlos miteinander zu kommunizieren, dadurch gekennzeichnet, dass im Wäschemitnehmer (5,22) ein Beschleunigungssensor (31), und mindestens eine Elektrode eines Leitfähigkeitssensors (24,25) und/oder ein Luftfeuchtesensor (26) angeordnet sind, und die Steuereinrichtung (8) eingerichtet ist, um bei einer Rotation der Trommel (3) eine Position des Wäschemitnehmers (5,22) zu bestimmen, so dass die vom Leitfähigkeitssensor (24,25) und/oder Luftfeuchtesensor (26) gemessenen Sensorsignale der Position des Wäschemitnehmers (5,22) zugeordnet werden können.
  2. Wäschetrockner (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungssensor (31) ein mikromechanischer Beschleunigungssensor (31) mit drei Messachsen ist.
  3. Wäschetrockner (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenelektrode (25) des Leitfähigkeitssensors (24,25) auf dem gleichen Wäschemitnehmer (5) oder einem unterschiedlichen Wäschemitnehmer (22) angeordnet ist.
  4. Wäschetrockner (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Gegenelektrode des Leitfähigkeitssensors (24,25) ein Trommelmantel der Trommel (3) herangezogen wird.
  5. Wäschetrockner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) eingerichtet ist, um anhand der vom Leitfähigkeitssensor (24,25) und/oder Feuchtesensor (26) gemessenen Sensorsignale eine Wäschefeuchte und/oder Beladung der Trommel (3) mit Wäschestücken zu bestimmen.
  6. Wäschetrockner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Sensoren (24,25,26,27) der Sensoranordnung (23) auf dem gleichen Messprinzip basieren und entlang des Wäschemitnehmers (5,22) angeordnet sind.
  7. Wäschetrockner (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Messprinzip ausgewählt ist unter den physikalischen Eigenschaften Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Druck und/oder Leitfähigkeit, so dass mindestens zwei Sensoren jeweils ein Temperatursensor, Luftfeuchtesensor, Drucksensor, Leitfähigkeitssensor oder eine beliebige Kombination von diesen sind.
  8. Wäschetrockner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei Sensoren (24,25,26,27) entlang des mindestens einen Wäschemitnehmers (5,22) angeordnet sind.
  9. Wäschetrockner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensoren Mehrfachsensoren verwendet werden, die gleichzeitig auf mehreren Messprinzipien basieren.
  10. Wäschetrockner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) eingerichtet ist, um anhand der von den Sensoren (24,25,26,27) gemessenen Sensorsignale und/oder der örtlichen Gradienten der Sensorsignale in Richtung des Wäschemitnehmers (5,22) die Beladung der Trommel (3) mit Wäschestücken und/oder den Trocknungsgrad der Wäschestücke zu bestimmen.
  11. Wäschetrockner (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) eingerichtet ist, um zur Bestimmung der Beladung der Trommel (3) mit Wäschestücken und/oder des Trocknungsgrades der Wäschestücke die Stärke der in die Trommel (3) gelangende Luftströmung zu berücksichtigen.
  12. Wäschetrockner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens zwei Wäschemitnehmer (5,22) aufweist, in denen sich eine Sensoranordnung (23) mit mindestens zwei Sensoren (24,25,26,27,31), eine autarke Energieversorgungseinheit (28) und eine Schnittstelle (29) zur drahtlosen Datenkommunikation befinden.
  13. Wäschetrockner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Sensoranordnung (23) und die Steuereinrichtung (8) und/oder die Auswerteeinheit (30) eingerichtet sind, um über eine Low-Power-Bluetooth-Verbindung drahtlos miteinander zu kommunizieren.
  14. Verfahren zum Betrieb eines Wäschetrockners (1) mit einer Steuereinrichtung (8), einer Trommel (3) zur Aufnahme von Wäschestücken, in welcher mindestens ein Wäschemitnehmer (5,22) angeordnet ist, wobei sich im Wäschemitnehmer (5,22) eine Sensoranordnung (23) mit mindestens zwei Sensoren (24,25,26,27,31), eine autarke Energieversorgungseinheit (28) und eine Schnittstelle (29) zur drahtlosen Datenkommunikation befinden, und mindestens einer Auswerteeinheit (30) für Sensorsignale der Sensoranordnung (23), wobei Steuereinrichtung (8) und Sensoranordnung (23) eingerichtet sind, drahtlos miteinander zu kommunizieren, und in mindestens einem Wäschemitnehmer (5,22) ein Beschleunigungssensor (31), und mindestens eine Elektrode eines Leitfähigkeitssensors (24,25) und/oder ein Luftfeuchtesensor (26) angeordnet ist und die Steuereinrichtung (8) eingerichtet ist, um bei einer Rotation der Trommel (3) eine Position des Wäschemitnehmers (5,22) zu bestimmen, so dass die vom Leitfähigkeitssensor (24,25) und/oder Luftfeuchtesensor (26) gemessenen Sensorsignale der Position des Wäschemitnehmers (5,22) zugeordnet werden können, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
    (a) Rotieren der Trommel (3);
    (b) Detektieren von Sensorsignalen des Beschleunigungssensors (31), und der mindestens einen Elektrode des Leitfähigkeitssensors (24,25) und/oder des Luftfeuchtesensors (26); und
    (d) Auswerten der Sensorsignale der im Schritt (b) verwendeten Sensoren (24,25,26,27,31) der Sensoranordnung (23) durch die Auswerteeinheit (30) in Hinblick auf die Beladung der Trommel (3) mit Wäschestücken und/oder den Trocknungsgrad der Wäschestücke, wobei die vom Leitfähigkeitssensor (24,25) und/oder Luftfeuchtesensor (26) gemessenen Sensorsignale der Position des Wäschemitnehmers (5,22) zugeordnet werden, und Übermitteln der dabei erhaltenen Auswertungsergebnisse an die Steuereinrichtung (8).
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Prozessluftkanal (2) des Wäschetrockners (1) ein Gebläse (8) angeordnet ist und der folgende Schritt (c) vor dem Schritt (d) durchgeführt wird:
    (c) Messen der Stärke der in die Trommel (3) gelangenden Luftströmung und Berücksichtigung der Stärke der gemessenen Luftströmung bei der Auswertung im darauf folgenden Schritt (d).
EP19203310.8A 2018-11-13 2019-10-15 Wäschetrockner mit beschleunigungssensor und verfahren zu seinem betrieb Active EP3653782B1 (de)

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