DE10006670A1 - Vorrichtung zum Auslösen eines Spülvorgangs eines Urinals oder WC - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zum Auslösen eines Spülvorgangs eines Urinals oder WC enthält ein Siphon (2), an dessen Außenseite wenigstens eine Elektrode (18) eines Sensors angeordnet ist. Die Vorrichtung soll dahingehend weitergebildet werden, daß bei einfacher Konstruktion eine hohe Funktionssicherheit für das Auslösen eines Spülvorgangs bei Benutzung des Urinals oder WC sichergestellt ist. Es wird vorgeschlagen, daß der Sensor als Überlaufsensor ausgebildet ist und daß die wenigstens eine Elektrode (18) unterhalb der Überlaufstelle oder des Überlaufbereichs (10) an der Außenseite des Siphons (2) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auslösen eines Spülvorgangs eines Urinals oder eines WC gemäß den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Aus der Offenlegungsschrift DE 32 28 061 ist eine Vorrichtung mit an einer Außenober­ fläche eines Siphons angeordneten Elektroden bekannt, welche eine durch den ver­ änderlichen Verunreinigungsgrad der Flüssigkeit im Siphon variable Kapazität bilden. Die Elektroden sind mit einem elektronischen Steuergerät verbunden, über welches ein Magnetventil zum Auslösen eines Spülvorganges ansteuerbar ist. Die Elektroden bilden zweckmäßig eine variable Kapazität eines Schwingkreises im Steuergerät, und bei einer Verunreinigung des Wassers im Siphon ändert sich das Dielektrikum des Kondensators, wodurch eine Verschiebung der Frequenz eines Rechteckgenerators im Steuergerät erfolgt. Bei einer bestimmten, einstellbaren Schwelle wird der Spülvorgang ausgelöst und nach einer ebenfalls vorwählbaren Verzögerungszeit wieder beendet. Die Elektroden sind im Bereich des Auslaufrohres des Siphons an dessen Außenseite angeordnet und weisen entsprechend dem Durchmesser des Ablaufrohres einen vergleichsweise großen Abstand zu dem mit Wasser gefüllten Teil des Siphons auf. Der derart ausgebildete und angeordnete kapazitive Sensor besitzt eine geringe Empfindlichkeit, und es sind zusätzli­ che Maßnahmen erforderlich, um einerseits Fehlauslösungen zu vermeiden und anderer­ seits bei einer Benutzung des Urinals oder des WC die erforderliche Auslösung eines Spülvorganges zu gewährleisten. Die Elektroden sind über eine vergleichsweise lange Signalleitung mit dem Steuergerät verbunden, welches in der Nähe des genannten Magnetventils angeordnet ist, wobei infolge von eingestreuten Störsignalen auf die Signalleitung in der Praxis Fehlauslösungen zu befürchten sind.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung dahinge­ hend weiterzubilden, daß bei einfacher Konstruktion eine hohe Funktionssicherheit für das Auslösen eines Spülvorgangs bei Benutzung des Urinals oder WC sicher gestellt ist. Ferner soll die Einstreuung von Störsignalen auf die Signalleitung auf ein Minimum reduziert werden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch einen einfachen und funktions­ gerechten Aufbau aus, wobei die wenigstens eine Elektrode Bestandteil eines Über­ laufsensors zur Detektion der Benutzung des Urinals oder des WC ist. Die wenigstens eine Elektrode bzw. der Überlaufsensor ist an der Außenseite des Siphons im Bereich der Überlaufstelle der innerhalb des Siphons befindlichen Flüssigkeit angeordnet, und zwar insbesondere unterhalb der Überlaufstelle oder des Überlaufbereiches. Findet ein Überlauf insbesondere über eine Kante oder ein Bogenstück im Siphon statt, so kommt es zu einer kurzzeitigen Benetzung der innenliegenden Oberfläche oberhalb der Elek­ trode mit der Folge einer Kapazitätsänderung. Der erfindungsgemäße kapazitive Über­ laufsensor ist außen am Siphon unmittelbar im Bereich der Überlaufstelle angeordnet. In bevorzugter Weise ist dort ferner eine Elektronikeinheit zur Signalaufbereitung und Auswertung vorgesehen, wobei nur eine sehr kurze Signalleitung zwischen den Elek­ troden und der Elektronikeinheit vorhanden ist, so daß praktisch keine nachteiligen Störsignale in die Signalleitung eingestreut werden können. Um einen Überlauf aufgrund einer Benutzung des Urinals oder WC von einem Überlauf aufgrund von Druckschwan­ kungen zu unterscheiden, findet in zweckmäßiger Weise in der Elektronikeinheit eine Auswertung des Sensorsignals statt. In besonders vorteilhafter Weise ist die Innenfläche des Siphons zumindest im Überlaufbereich, an dessen Außenseite die wenigstens eine Elektrode angeordnet ist, wasserabweisend (hydrophob) ausgebildet, so daß Fehlsignale infolge anhaftender Flüssigkeit vermieden werden und nur ein tatsächlich erfolgender Überlauf bei Benutzung des Urinals oder WC sensiert wird. Die Elektrode besteht in vorteilhafter Weise aus einem metallischen Werkstoff, welcher gegenüber der in sanitä­ ren Räumen vorherrschenden hohen Luftfeuchtigkeit resistiv ist, wie insbesondere aus Aluminium oder Kupfer. Die Elektrode liegt außen direkt an dem insbesondere aus Kunststoff bestehenden Siphon an und ist an diesem befestigt, wobei ein die Empfind­ lichkeit nachteilig beeinflussender Luftspalt nicht vorhanden ist. In zweckmäßiger Weise deckt die Elektrode oder decken die Elektroden im wesentlichen den gesamten Über­ laufbereich des Siphons ab. In zweckmäßiger Weise ist die Elektrode oder sind die Elektroden dem in Fließrichtung hinter dem Überlaufbereich liegenden Abschnitt eines Fallrohres und/oder des Bogenstücks oder dergleichen zugeordnet.

Der Überlaufsensor enthält in einer ersten Ausführungsform zwei Elektroden, welche derart positioniert sind, daß die innere Oberfläche des Siphons in der Höhe der Elek­ troden nur während eines Überlaufs benetzt wird. In einer alternativen Ausgestaltung enthält der Überlaufsensor nur eine Elektrode, wobei über das im Siphon befindliche Wasser die Erdung bzw. weitere Verbindung mit der Elektronikeinheit erfolgt. Hierbei ist die Elektrode derart positioniert, daß die innere Oberfläche des Siphons über der Elektrode nur während eines Überlaufs benetzt wird. Als Bezugspotential für diese Elektrodenanordnung dient das Massepotential, wobei das Wasser bzw. die Flüssigkeit im Siphon insbesondere über ein Dichtungsgummi geerdet wird, welches in vorteilhafter Weise einen nicht zu großen Übergangswiderstand, zweckmäßig in der Größenordnung von einigen kΩ aufweist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die wenigstens eine Elektrode und die genannte Elektronikeinheit in einem Hohlraum des Siphons angeordnet. Dieser Hohlraum befindet sich außerhalb des vom Wasser bzw. der Flüssigkeit durchström­ baren Innenraumes des Siphons, zweckmäßig unterhalb der Überlaufstelle. Von der Elektronikeinheit ist ein Kabel herausgeführt, welches zum Anschluß an eine Strom­ versorgung und/oder zur Verbindung mit dem elektrisch betätigbaren Ventil zum Aus­ lösen eines Spülvorganges dient. Die Signalleitung zwischen der wenigstens einen Elektrode und der Elektronikeinheit ist gleichfalls innerhalb des Hohlraumes angeordnet und ist erfindungsgemäß sehr kurz ausgebildet.

Weiterbildungen und besondere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen sowie der weiteren Beschreibung angegeben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten besonderen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Eine Ansicht des Siphons mit integriertem Überlaufsensor,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Siphon entlang Schnittlinie A gemäß Fig. 1,

Fig. 3-5 Ausführungsbeispiele der Auswerteelektronik.

Fig. 1 zeigt das Siphon 2, welches als ein Kunststoffkörper ausgebildet ist und einen Einlaufstutzen 4, ein Bogenteil 5 und ein Auslauf- oder Fallrohr 6 enthält. Der Einlauf­ stutzen 4 ist in bekannter Weise mit dem Auslauf eines Urinals oder eines WC verbind­ bar, wobei das ausströmende Wasser oder die Flüssigkeit das Siphon gemäß den Pfeilen 8, 9 durchströmt. Solange keine Benutzung des Urinals oder WC erfolgt und ferner kein Spülvorgang ausgelöst ist, steht das Wasser oder die Flüssigkeit im Siphon bis zur Überlaufstelle oder zum Überlaufbereich 10, wie es mit der strichpunktierten Linie 12 eingedeutet ist. Unterhalb der Überlaufstelle 10 enthält das Siphon 2 einen Hohlraum 14, welcher auf der hinter der Zeichenebene liegenden Rückseite des Siphons offen ist. Zumindest die im Bereich des Bogenstücks 5 bzw. der Überlaufstelle 10 befindliche innere Oberfläche 16 des Siphons 2 ist in vorteilhafter Weise wasserabweisend ausge­ bildet. Bei Benutzung des Urinals oder WC fließt das Wasser oder die Flüssigkeit über die Überlaufstelle 10 hinweg, benetzt die innere Oberfläche 16 und fließt durch das Fallrohr 6 nach unten ab.

Unterhalb der Überlaufstelle 10, und zwar außerhalb des vom Wasser oder der Flüssig­ keit durchströmbaren Innenraumes des Siphons 2, ist eine Elektrode 18 an der Außen­ fläche des Siphons angeordnet. In vorteilhafter Weise ist die Elektrode 18 direkt an der Außenfläche des Siphons angeordnet, und zwar insbesondere innerhalb des genannten Hohlraumes 14. Die Elektrode 18 ist insbesondere in Fließrichtung der Flüssigkeit nach oder hinter dem Überlaufbereich 10 vorgesehen, so daß eine Benetzung der darüber liegenden inneren Oberfläche nur bei einem Überlauf erfolgt. In dem Hohlraum 14 ist ferner die hier nur schematisch angedeutete Elektronikeinheit 20 vorgesehen, welche über eine gleichfalls ausschließlich innerhalb des Hohlraumes 14 angeordnete, kurze Signalleitung 22 mit der Elektrode 18 verbunden ist. Die Elektronikeinheit 20 steht über eine hier nicht weiter dargestellte elektrische Leitung mit einer Stromversorgung und ferner mit einem elektrisch ansteuerbaren Ventil zum Auslösen eines Spülvorganges in Verbindung. In vorteilhafter Weise ist die Elektrode 18 unterhalb der Überlaufstelle 10 an der Außenseite des anschließenden Teils des Bogenstücks 5 bzw. des Fallrohres 6 angeordnet.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch das Siphon mit dem Einlaufstutzen 4 und dem Fallrohr 6, wobei mit den Pfeilen 8, 9 wiederum die Fließrichtung des Wassers angedeutet ist. Es ist nun der zur Rückseite 24 des Siphons offene Hohlraum 14 gut zu erkennen. Wie ersichtlich, erstreckt sich die Elektrode 18 im Hohlraum 14 im wesentlichen über die gesamte Breite der Überlaufstelle 10 und ist über die kurze Signalleitung 22 mit der hier schematisch als ein Block dargestellten Elektronikeinheit 20 verbunden. Die bereits erwähnte elektrische Anschlußleitung 26 der Elektronikeinheit 20 ist an der Rückseite aus dem Hohlraum 14 herausgeführt. Wie mit gestrichelten Linien 28 angedeutet, können im Rahmen der Erfindung anstelle der erläuterten einen Elektrode auch zwei Elektroden vorgesehen sein, wobei wiederum die innere Oberfläche des Siphons in Höhe dieser Elektroden nur während eines Überlaufs der Flüssigkeit benetzt wird.

Fig. 3 zeigt ein Prinzipschaltbild der Elektronikeinheit, welche als ein ladungsempfindli­ cher Verstärker ausgebildet ist. Mit CM ist die Kapazität der oben erläuterten Meßelek­ trode unter dem Überlauf bezeichnet. Bei Benetzung des Überlaufbereichs mit Flüssig­ keit wird der Wert der Kapazität CM vergrößert. Die den ladungsempfindlichen Verstärker anregende Spannung U1 hat einen über die Zeit periodischen Verlauf, beispielsweise sinus-, dreieck- oder rechteckförmig, und besitzt eine Frequenz von wenigen kHz. Es ist ferner ein Verstärker 30, insbesondere ein Operationsverstärker OP vorgesehen, welcher mit einer Verstärkungskapazität CV beschaltet ist. Die Werte der Kapazitäten CM und CP liegen typischerweise im Bereich von einigen Piko-Farad. Die Amplitude der Ausgangs­ spannung UAV des ladungsempfindlichen Verstärkers ist proportional zum Wert der Kapazität CM der Meßelektrode.

Fig. 4 zeigt eine Variante des ladungsempfindlichen Verstärkers gemäß Fig. 3, wobei mit CM wiederum die Kapazität der Meßelektrode unter dem Überlaufbereich bezeichnet ist, wobei jene an der anderen Seite vorteilhaft mit dem Bezugspotential bzw. mit Masse verbunden ist. Die anregende Spannung U1 besitzt gleichfalls einen über der Zeit periodischen Verlauf mit einer Frequenz von wenigen kHz. Mit CK ist eine Koppel­ kapazität und mit CV die Verstärkungskapazität bezeichnet, wobei die Kapazitäten CM, CK und CV typischerweise Werte von einigen Piko-Farad aufweisen. Der zwischen den Kapazitäten CM bzw. CK und der anregenden Spannung U1 liegende Widerstand R1 ist sehr hochohmig, in der Größenordnung von vielem Mega-Ohm, ausgebildet und ist somit zusammen mit U1 als Stromquelle aufzufassen. Bei Vergrößerung der Kapazität CM infolge einer Benetzung des Überlaufes mit Flüssigkeit wird die Amplitude der Ausgangspannung UAV verkleinert.

Schließlich zeigt Fig. 5 eine besondere Weiterbildung der Elektronikeinheit, welche einen Korrelator zur Störsignalunterdrückung enthält. Hierzu wird das Ausgangssignal UAV der oben erläuterten Schaltungsbeispiele mit dem anregenden Signal der Verstärkerschal­ tung multipliziert, beispielsweise mit U1. Der Gleichanteil des Multiplikationsergebnisses des Multiplizierers 32 wird mit dem nachgeschalteten Mittelwertbildner 34 als Spannung UK herausgefiltert. Störgrößen im Ausgangssignal UAV werden mittels des derart ausgebildeten Korrelators somit wirksam unterdrückt.

Bezugszeichen

2

Siphon

4

Einlaufstutzen

5

Bogenstück

6

Auslauf-/Fallrohr

8

,

9

Pfeil

10

Überlaufstelle/Überlaufbereich

12

strichpunktierte Linie

14

Hohlraum

16

innere Oberfläche

18

Elektrode/Meßelektrode

20

Elektronikeinheit

22

Signalleitung

24

Rückseite

26

Anschlußleitung

28

gestrichelte Linie

30

Verstärker

32

Multiplizierer

34

Mittelwertbildner

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Auslösen eines Spülvorgangs eines Urinals oder WC, enthaltend ein Siphon (2), an dessen Außenseite wenigstens eine Elektrode (18) eines Sensors angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor als Überlaufsensor ausgebildet ist und daß die wenigstens eine Elektrode (18) unterhalb der Überlaufstelle oder des Überlaufbereichs (10) an der Außenseite des Siphons (2) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Elektrode (18) über eine kurze Signalleitung (22) mit einer Elektronikeinheit (20) verbun­ den ist, und/oder daß die Elektronikeinheit (20) in unmittelbarer Nähe des Überlauf­ bereichs (10) im oder an dem Siphon (2) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (18) und/oder die Elektronikeinheit (20) in einem Hohlraum (14) des Siphons (2) an­ geordnet sind, wobei der genannte Hohlraum (14) außerhalb des von der Flüssigkeit durchströmbaren Innenraum des Siphons (2) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (18) unter der inneren Oberfläche (16), über welche die Flüssigkeit fließen kann, angeordnet ist, und/oder daß zumindest die innere Oberfläche (16) des Siphons (2) hydrophob ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (18) dem Teil des Überlaufbereiches (10) und/oder der inneren Oberfläche (16) zugeordnet ist, welcher Teil in Strömungsrichtung der Flüssigkeit hinter dem Überlaufbereich (10) liegt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung der mittels der wenigstens einen Elektrode (18) erfaßbaren Signale mittels eines ladungsempfindlichen Verstärkers (30) erfolgt, und/oder daß dem ladungsempfindlichen Verstärker (30) eine anregende Spannung (U1) mit einem über die Zeit periodi­ schen Verlauf zuführbar ist, und/oder daß die anregende Spannung (U1) eine Frequenz von wenigen kHz aufweist, und/oder daß die Elektrode (18) bzw. die Meßelektrode (CM) und/oder eine Verstärkungskapazität (CV) Werte in der Größenordnung von einigen Piko- Farad aufweisen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die anregende Spannung (U1) einerseits über einen Widerstand (R1) und andererseits direkt an der Elektrode (18) bzw. Meßelektrode CM anliegt und/oder daß der Elektrode (18) bzw. der Meßelektrode (CM) an dem Verbindungspunkt mit dem genannten Widerstand (R1) eine Koppelkapazität (CK) nachgeschaltet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung mittels einer kapazitiven Meßbrücke erfolgt, welche einen ersten Zweig mit einer Referenzkapazität (CR) und einen zweiten Zweig mit der Elektrode (18) bzw. der Meßelektrode (CM) enthält, an welchen anregende Spannungen (U1) und (U2) mit einem über der Zeit periodischen Verlauf und/oder mit einer Frequenz von wenigen kHz anliegen, wobei zur ersten anregenden Spannung (U1) die zweite anregende Spannung (U2) invertiert ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Störsignalunterdrückung ein Korrelator vorgesehen ist, und/oder daß der Korrelator einen Multiplizierer (32) und einen Mittelwertbildner (34) enthält, wobei dem Korrelator und/oder dem Multiplizierer (32) zum einen die anregende Spannung (U1) oder (U2) und zum anderen das Ausgangssignal (UAV) der vorgeschalteten Auswerteeinheit zugeführt werden.