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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Bewegungseinrichtung zum Bewegen
eines Verschlusselements zum Verschließen einer Abflussöffnung,
insbesondere einer Abflussöffnung einer Spüle
oder eines Waschtisches, wobei die Bewegungseinrichtung eine elektromagnetische
Antriebsvorrichtung zum Antreiben einer Bewegung des Verschlusselements von
einer Offenstellung, in welcher das Verschlusselement die Abflussöffnung
freigibt, in eine Schließstellung, in welcher das Verschlusselement
die Abflussöffnung verschließt, umfasst und wobei
die elektromagnetische Antriebsvorrichtung eine Magnetspule umfasst,
an welche eine elektrische Spannung anlegbar ist.
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Eine
solche Bewegungseinrichtung ist aus der
DE 42 41 023 A1 bekannt.
Bei einer solchen Bewegungseinrichtung wird die Magnetspule der
elektromagnetischen Antriebsvorrichtung mit einer zeitlich konstanten
elektrischen Spannung beaufschlagt, um das Verschlusselement von
der Offenstellung in die Schließstellung zu bewegen und
anschließend in der Schließstellung zu halten.
Durch Abschalten dieser elektrischen Spannung wird das Verschlusselement
von der Schließstellung in die Offenstellung zurückbewegt.
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Hierbei
ist von Nachteil, dass aufgrund der zeitlich konstanten, während
des Schließvorgangs und während der gesamten Zeit,
in der sich das Verschlusselement in der Schließstellung
befindet, an die Magnetspule angelegten elektrischen Spannung ein
hoher Dauerstrom durch die Magnetspule fließt, so dass
die bekannte Bewegungseinrichtung einen hohen Energieverbrauch aufweist.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bewegungseinrichtung
zum Bewegen eines Verschlusselement zum Verschließen einer
Abflussöffnung der eingangs genannten Art zu schaffen,
welche das Verschlusselement rasch und zuverlässig von
der Offenstellung in die Schließstellung bewegt und dennoch
einen geringen Energieverbrauch aufweist.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Bewegungseinrichtung mit den Merkmalen des
Oberbegriffs von Anspruch 1 erfindungsgemäß dadurch
gelöst, dass die Bewegungseinrichtung eine Steuereinrichtung
umfasst, mittels welcher die an die Magnetspule angelegte Spannung
derart steuerbar ist, dass die in der Schließstellung des
Verschlusselements angelegte Haltespannung niedriger ist als die
höchste Schließspannung, die während
des Schließvorgangs angelegt wird.
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Durch
die Reduzierung der an die Magnetspule bei in der Schließstellung
befindlichem Verschlusselement angelegten Haltespannung gegenüber
der während des Schließvorgangs angelegten maximalen
Schließspannung wird erreicht, dass bei in der Schließstellung
befindlichem Verschlusselement ein geringerer Strom durch die Magnetspule fließt
und somit der Stromverbrauch der Bewegungseinrichtung verringert
und die Magnetspule geschont wird.
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Andererseits
steht bei der erfindungsgemäßen Bewegungseinrichtung
während des Schließvorgangs des Verschlusselements
eine ausreichend hohe Schließkraft zur Verfügung,
um das Verschlusselement rasch von der Offenstellung in die Schließstellung
zu bewegen.
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Die
Haltespannung wird dabei vorzugsweise so gewählt, dass
die bei Anlegen dieser Haltespannung an die Magnetspule erzeugte
magnetische Anziehungskraft gerade noch groß genug ist,
um das Verschlusselement in der Schließstellung zurückzuhalten.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Bewegungseinrichtung ist vorgesehen, dass die Haltespannung in der
Schließstellung des Verschlusselements im wesentlichen
zeitlich konstant ist.
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Um
den Schließvorgang des Verschlusselements zügig
durchführen zu können, ist es von Vorteil, wenn
die Schließspannung während des Schließvorgangs
bis auf einen Wert oberhalb der Haltespannung ansteigt.
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Dabei
kann die Schließspannung während des Schließvorgangs
im wesentlichen kontinuierlich oder stufenförmig, in mehreren
Stufen, ansteigen.
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Bei
einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen,
dass die Schließspannung während des Schließvorgangs
treppenförmig, d. h. in einer Vielzahl jeweils im wesentlichen
etwa gleich hoher Stufen, bis auf eine maximale Schließspannung ansteigt.
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Die
während des Öffnungsvorgangs, bei welchem das
Verschlusselement von der Schließstellung in die Offenstellung
zurückbewegt wird, an die Magnetspule angelegte Öffnungsspannung
ist vorzugsweise gleich groß wie oder niedriger als die
Haltespannung.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass die während des Öffnungsvorgangs
angelegte Öffnungsspannung von dem Wert der Haltespannung
bis auf null abnimmt.
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Dabei
kann die Öffnungsspannung während des Öffnungsvorgangs
im wesentlichen kontinuierlich oder stufenförmig, in mehreren
Stufen, abnehmen.
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Insbesondere
kann vorgesehen sein, dass die Öffnungsspannung während
des Öffnungsvorgangs treppenförmig, d. h. mit
einer Vielzahl jeweils im wesentlichen gleich hoher Stufen, bis
auf null abnimmt.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Bewegungseinrichtung ist vorgesehen, dass die Bewegungseinrichtung
ein Rückstellelement umfasst, welches das Verschlusselement
in die Offenstellung vorspannt. Dadurch wird erreicht, dass im Falle
eines Stromausfalles, wenn an der Magnetspule keine elektrische
Spannung anliegt, das Rückstellelement das Verschlusselement
in die Offenstellung zurückbewegt, so dass bei Stromausfall die
Abflussöffnung geöffnet ist und auch bei Wasserzufuhr
zu der Spüle oder zu dem Waschtisch kein Wasser überlaufen
kann.
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Ein
solches Rückstellelement kann insbesondere ein Federelement,
beispielsweise eine Druck-Schraubenfeder, umfassen.
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Die
Haltespannung, welche in der Schließstellung des Verschlusselements
an die Magnetspule angelegt wird, wird vorzugsweise so gewählt,
dass die von der Haltespannung erzeugte magnetische Haltekraft größer
ist als oder gleich groß ist wie die Rückstellkraft
des Rückstellelements.
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Um
den Energieverbrauch der Bewegungseinrichtung niedrig zu halten,
ist es günstig, wenn die Haltespannung so gewählt
ist, dass die von der Haltespannung erzeugte magnetische Haltekraft
nur geringfügig größer, insbesondere
um höchstens ungefähr 10%, größer
ist als die Rückstellkraft des Rückstellelements
bei in der Schließstellung befindlichem Verschlusselement.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden
Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Bewegungseinrichtung zum Bewegen
eines Verschlusselements zum Verschließen der Abflussöffnung
einer Spüle, die eine Steuereinrichtung, eine Betätigungseinrichtung
und eine elektromagnetische Antriebsvorrichtung für das
Verschlusselement umfasst;
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2 eine
schematische perspektivische Darstellung einer Spüle mit
einer Bewegungseinrichtung zum Bewegen des Verschlusselements zum Verschließen
der Abflussöffnung;
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3 eine
schematische Draufsicht von unten auf die Spüle aus 2;
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4 eine
schematische Ansicht von hinten der Spüle aus den 2 und 3;
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5 eine
schematische Seitenansicht von links der Spüle aus den 2 bis 4;
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6 einen
schematischen Schnitt durch eine Abflussventilanordnung, die eine
Abflussöffnung mit einem Verschlusselement und eine elektromagnetische
Antriebsvorrichtung zum Bewegen des Verschlusselements umfasst,
wobei sich das Verschlusselement in einer Schließstellung
befindet;
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7 ein
schematisches Spannungs-Zeit-Diagramm, welches den zeitlichen Verlauf
der an eine Magnetspule der elektromagnetischen Antriebsvorrichtung
angelegten elektrischen Spannung zeigt, wobei diese Spannung zu
Beginn des Schließvorgangs des Verschlusselements sprunghaft
ansteigt und zu Beginn des Öffnungsvorgangs des Verschlusselements
sprunghaft abfällt;
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8 ein
der 7 entsprechendes schematisches Spannungs-Zeit-Diagramm
für eine alternative Ausführungsform, bei welcher
die an die Magnetspule angelegte elektrische Spannung während des
Schließvorgangs des Verschlusselements treppenförmig
ansteigt und während des Öffnungsvorgangs des
Verschlusselements treppenförmig abfällt; und
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9 einen
schematischen Schnitt durch die Abflussventilanordnung einer weiteren
Ausführungsform einer Bewegungseinrichtung zum Bewegen
des Verschlusselements zum Verschließen der Abflussöffnung
einer Spüle, bei welchem ein Anker der elektromagnetischen
Antriebsvorrichtung in einer zur Bewegungsrichtung des Verschlusselements senkrechten
Richtung verschoben wird.
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Gleiche
oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren
mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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Eine
in den 1 bis 6 dargestellte, als Ganzes mit 100 bezeichnete
Spüle umfasst eine im wesentlichen horizontale Spülenfläche 102,
in welcher ein Hauptbecken 104 und ein kleineres und weniger
tiefes Zusatzbecken 106 angeordnet sind und über
welche sich eine hinter dem Zusatzbecken 106 angeordnete
Batteriebank 107 erhebt.
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Das
Zusatzbecken 106 ist an seinem Boden mit einer Abflussöffnung 108 versehen.
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Das
Hauptbecken 104 ist an seinem Boden mit einer Abflussöffnung 110 versehen.
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Wie
am besten aus 6 zu ersehen ist, ist die Abflussöffnung 110 des
Hauptbeckens 104 am Boden 126 einer Abflussöffnungsvertiefung 112 angeordnet,
welche sich vom Boden 114 einer Verschlusselement-Aufnahmevertiefung 116 aus
nach unten vorstülpt.
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Die
Verschlusselement-Aufnahmevertiefung 116 stülpt
sich ihrerseits vom Boden 118 des Hauptbeckens 104 aus
nach unten vor.
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Die
Abflussöffnung 110 ist mittels eines Verschlusselements 120 verschließbar,
welches im wesentlichen rotationssymmetrisch um eine vertikale Verschlusselementachse 122 ausgebildet
ist.
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Das
Verschlusselement 120 umfasst einen im wesentlichen zylindrischen
Verschlusselement-Grundkörper 124, der ein mittiges
Durchgangsloch im Boden 126 der Abflussöffnungsvertiefung 112 durchsetzt.
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Das
mittige Durchgangsloch am Boden 126 der Abflussöffnungsvertiefung 112 ist
von mehreren weiteren Durchgangslöchern 128 umgeben,
durch welche Wasser aus der Abflussöffnungsvertiefung 112 nach
unten in ein gewinkeltes Abflussrohrstück 130 austreten
kann.
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Der
obere Abschnitt der Verschlusselementgrundkörpers 124 ist
kragenförmig von einem Siebkorbelement 132 umgeben.
Das Siebkorbelement 132 ist mit längs dessen Umfangs äquidistant
verteilten Siebdurchgangsöffnungen 134 versehen.
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Unterhalb
des Siebkorbelements 132 ist eine den Verschlusselementgrundkörper 124 ebenfalls kragenförmig
umgebende Dichtmanschette 136 angeordnet, von deren äußerem
Rand aus eine die Dichtmanschette 136 ringförmig
umgebende, elastische Dichtlippe 138 absteht.
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Wie
aus 6 zu ersehen ist, liegt diese Dichtlippe 138 in
der Schließstellung des Verschlusselements 120 am
inneren Rand des Bodens 114 der Verschlusselement-Aufnahmevertiefung 116 an
und verhindert so in der Schließstellung, dass Wasser aus
der Verschlusselement-Aufnahmevertiefung 116 in die Abflussöffnungsvertiefung 112 gelangt.
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Das
Verschlusselement 120, die Verschlusselement-Aufnahmevertiefung 116 und
die Abflussöffnungsvertiefung 112 bilden zusammen
eine Abflussventilanordnung 139.
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Unterhalb
des Bodens 126 der Abflussöffnungsvertiefung 112 ist
der Verschlusselementgrundkörper 124 in einer
hohlzylindrischen Haltehülse 140 längs
der Verschlusselementachse 122 verschieblich geführt.
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Am
unteren Ende 142 des Verschlusselementgrundkörpers 124 greift
ein oberes Ende einer Kolbenstange 144 eines Ankers 146 an,
welcher längs einer mit der Mittelachse des Verschlusselements 120 koaxialen
Spulenachse 149 verschiebbar in einem mittigen Hohlraum 152 einer
Magnetspule 154 eines als Ganzes mit 148 bezeichneten
Elektromagneten gehalten ist.
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An
dem Anker 146 ist ein in radialer Richtung abstehender,
scheibenförmiger Bund 156 vorgesehen, an dessen
Unterseite das obere Ende einer Druck-Schraubenfeder 158 anliegt,
die sich mit ihrem unteren Ende an einer unteren Stirnwand 160 eines im
wesentlichen hohlzylindrischen Gehäuses 164 des
Elektromagneten 148 abstützt.
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Diese
Druck-Schraubenfeder 158 wirkt als ein Rückstellelement 162,
welches den Anker 146 in seine obere Endstellung und damit
das Verschlusselement 120 in seine (nicht dargestellte)
Offenstellung vorspannt, in welcher das Verschlusselement 120 die Abflussöffnung 110 freigibt.
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Am
der unteren Stirnwand 160 des Gehäuses 164 zugewandten
unteren Ende des Ankers 146 ist ein elastisch verformbares
Pufferelement 166 angeordnet, welches dazu dient, den Aufprall
des Ankers 146 an der Stirnwand 160 am Ende des
Schließvorgangs des Verschlusselements 120 zu
dämpfen.
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Das
Pufferelement 166 kann beispielsweise aus einem Gummimaterial,
aus einem Silikonmaterial und/oder aus einem Schaumstoffmaterial
gebildet sein.
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Die
Magnetspule 154 des Elektromagneten 148 ist über
zwei Stromleitungen 168a, 168b mit einer Steuereinrichtung 188 (siehe 1)
verbunden, mittels welcher die an die Magnetspule angelegte elektrische
Spannung steuerbar ist.
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Im
Spannungs- und somit stromlosen Zustand des Elektromagneten 148 drückt
die Druck-Schraubenfeder 158 den Anker 146 nach oben,
so dass das Verschlusselement 116 und damit das Siebkorbelement 132 mit
der Dichtmanschette 136 nach oben in die Offenstellung
angehoben werden, in welcher das Verschlusselement 120 die
Abflussöffnung 110 freigibt.
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Wird
die Magnetspule 154 des Elektromagneten 148 hingegen
von der Steuereinrichtung 188 mit einer elektrischen Spannung
beaufschlagt, so zieht das von der stromdurchflossenen Magnetspule 154 erzeugte
Magnetfeld den Anker 146 gegen die Rückstellkraft
der Druck-Schraubenfeder 158 nach unten, so dass das mit
dem oberen Ende des Ankers 146 verbundene Verschlusselement 120 in
die in 6 dargestellte Schließstellung bewegt
wird, in welcher das Verschlusselement 120 die Abflussöffnung 110 verschließt.
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Das
Anschlagen des Ankers 146 an der unteren Stirnwand 160 des
Gehäuses 164 des Elektromagneten 148 wird
dabei durch das Pufferelement 166 gedämpft, wodurch
das sonst vorhandene klackende Anschlaggeräusch vermindert
oder sogar ganz unterdrückt wird.
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Das
Pufferelement 166 könnte statt am unteren Ende
des Ankers 146 auch an der Innenseite der unteren Stirnwand 160 angeordnet
sein.
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Der
detaillierte zeitliche Verlauf der elektrischen Spannung, die an
die Magnetspule 154 angelegt wird, wird nachstehend noch
unter Bezugnahme auf die 7 und 8 im einzelnen
erläutert werden.
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Die
Steuereinrichtung 188 umfasst einen programmierbaren Mikrocontroller 170 und
einen Spannungsregler 172, die beide in einem Gehäuse 190 der
Steuereinrichtung 188 angeordnet sind.
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Der
Spannungsregler 172 ist über ein Anschlusskabel 174 mit
einem Netzteil 176 verbunden, welches seinerseits an eine
Steckdose 178 des öffentlichen Stromnetzes angeschlossen
ist.
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Das
Netzteil 176 transformiert die Spannung des öffentlichen
Stromnetzes auf eine Sicherheitskleinspannung herunter, welche dem
Spannungsregler 172 zur Verfügung gestellt wird.
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Der
Spannungsregler 172 versorgt den Mikrocontroller 170 und
den Elektromagneten 148 mit der erforderlichen Betriebsspannung.
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Der
Mikrocontroller 170 empfängt Signale von einer
Betätigungseinrichtung 194, die über
eine Signalleitung 192 mit dem Mikrocontroller 170 verbunden
ist.
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Ferner
empfängt der Mikrocontroller 170 Signale von einem
Füllstandssensor 180, der über eine Signalleitung 182 mit
dem Mikrocontroller 170 verbunden ist.
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Die
Betätigungseinrichtung 194 umfasst ein Betätigungselement 196,
welches beispielsweise an der Unterseite der Batteriebank 107 angeordnet
ist.
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Das
Betätigungselement 196 ist insbesondere als ein
"touch-control"-Sensor ausgebildet und umfasst einen Sensor 198,
der beispielsweise als ein kapazitiver Sensor oder als ein piezoelektrischer
Sensor ausgebildet sein kann.
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Der
Sensor 198 kann in eine passende Ausnehmung an der Unterseite
der Spüle 100 oder in eine an der Spüle 100 vorgesehene
Durchgangsbohrung eingesetzt sein.
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Zur
Verwendung an einer Spüle 100 aus einem elektrisch
nicht leitenden Material, insbesondere aus einem Kunststoffmaterial,
aus einem Verbundwerkstoff oder aus einem Natursteinmaterial, eignet sich
insbesondere ein kapazitiver Sensor 198. Ein solcher kapazitiver
Sensor nimmt eine Kapazitätsänderung wahr, die
dadurch entsteht, dass ein Benutzer der Spüle 100 ein
Körperteil, beispielsweise einen Finger, in den Detektionsbereich
des Sensors 198 einbringt.
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Zur
Verwendung an einer Spüle 100 aus einem elektrisch
leitfähigen Material, insbesondere aus einem Chrom-Nickel-Edelstahl,
eignet sich insbesondere ein piezoelektrischer Sensor 198,
der auf den Druck reagiert, der bei einer Berührung der
Oberseite der Spüle 100 im Detektionsbereich des
Sensors 198 durch ein Körperteil, beispielsweise
einen Finger, des Benutzers erzeugt wird.
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Ein
solcher piezoelektrischer Sensor kann auch im Falle einer Spüle 100 aus
einem nicht elektrisch leitfähigen Material verwendet werden.
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In
jedem Fall, d. h. bei Verwendung eines kapazitiven oder eines piezoelektrischen
Sensors 198, erhält der Mikrocontroller 170 der
Steuereinrichtung 188 über die Signalleitung 192 bei
Ansprechen des Sensors 198 ein Signal, in Abhängigkeit
von welchem der Mikrocontroller 170 den Spannungsregler 172 ansteuert.
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Der
Füllstandssensor 180 umfasst ein beispielsweise
als kapazitiver Sensor ausgebildetes Sensorelement 184,
das an dem Becken 104 der Spüle 100 montiert
ist und als Wassermelder dient, welcher bei einer Veränderung
der Kapazität durch das Ansteigen des Wasserpegels bis
in die Nähe des Sensorelements 184 ein elektrisches
Signal erzeugt, das an den Mikrocontroller 170 der Steuereinrichtung 188 weitergeleitet
wird.
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Wenn
dieses Signal eine vorgegebene Mindestdauer überschreitet
und somit anzeigt, dass sich das Wasser in dem Becken 104 dauerhaft
auf der Höhe des Sensorelements 184 befindet,
so steuert der Mikrocontroller 170 der Steuereinrichtung 188 den
Spannungsregler 172 so an, dass das Verschlusselement 120 durch
Abschalten des Elektromagneten 148 in die Offenstellung
bewegt wird.
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Auf
diese Weise wird die Abflussöffnung 110 des Beckens 104 freigegeben,
so dass das Wasser aus diesem Becken ablaufen kann und ein Überlaufen
des Wassers verhindert wird.
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Das
Sensorselement 184 kann insbesondere anstelle des herkömmlichen Überlaufventils
auf der entsprechenden Höhe montiert werden.
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Der
Anker 146 und der Elektromagnet 148 mit der Magnetspule 154 bilden
zusammen eine elektromagnetische Antriebsvorrichtung 202 für
das Verschlusselement 120.
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Die
elektromagnetische Antriebsvorrichtung 202, die Steuereinrichtung 188,
die Betätigungseinrichtung 194 und der Füllstandssensor 180 bilden
zusammen eine Bewegungseinrichtung 204 zum Bewegen des
Verschlusselements 120 der Abflussventilanordnung 139.
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Wenn
die von dem Spannungsregler 172 an die Magnetspule 154 des
Elektromagneten 148 angelegte elektrische Spannung null
ist, wirkt auf den Anker 146 aus ferromagnetischem Material
keine Magnetkraft, sondern nur die Rückstellkraft der Druck-Schraubenfeder 158,
so dass sich das Verschlusselement 120 in der Offenstellung
befindet.
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Wenn
nun der Mikrocontroller 170 der Steuereinrichtung 188 von
dem Betätigungselement 196 ein Betätigungssignal
erhält, welches aufgrund der im Steuerungsprogramm des
Mikrocontrollers 170 festgelegten Bedingungen als ein reguläres
Betätigungssignal erkannt wird, steuert der Mikrocontroller 170 aufgrund
dieses Betätigungssignals den Spannungsregler 172 so
an, dass die an die Magnetspule 154 angelegte Spannung
zum Zeitpunkt t1 sprunghaft von null bis
auf die Maximalspannung UM erhöht
wird, wie dies in 7 dargestellt ist.
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Dadurch
wird von der Magnetspule 154 die maximale Magnetkraft erzeugt,
mit welcher der Anker 146 in den Hohlraum 152 im
Innern der Magnetspule 154 hineingezogen wird. Diese magnetische Anziehungskraft
ist deutlich größer als die Rückstellkraft
der Druck-Schraubenfeder 158, so dass der Anker 146 nach
unten gezogen wird, bis er mit dem Pufferelement 166 an
der unteren Stirnwand 160 des Gehäuses 164 des
Elektromagneten 148 anschlägt. Durch diese Abwärtsbewegung
des Ankers 146 wird auch das Verschlusselement 120 von
der Offenstellung in die in 6 dargestellte
Schließstellung bewegt.
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Nach
Erreichen der Schließstellung wird die an die Magnetspule 154 angelegte
Spannung zu einem Zeitpunkt t2 auf eine
Haltespannung UM reduziert.
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Die
Haltespannung UH ist dabei so gewählt, dass
die bei Anlegen dieser Haltespannung an die Magnetspule 154 erzeugte
Magnetkraft gerade noch größer ist als die Rückstellkraft
der Druck-Schraubenfeder 158 in der Schließstellung
des Verschlusselements 120.
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Durch
die Reduzierung der an die Magnetspule 154 in der Schließstellung
des Verschlusselements 120 angelegten Haltespannung UH gegenüber der während
des Schließvorgangs angelegten maximalen Schließspannung
UM wird erreicht, dass bei in der Schließstellung
befindlichem Verschlusselement ein geringerer Strom durch die Magnetspule 154 fließt
und somit der Stromverbrauch der Bewegungseinrichtung 204 verringert
und die Magnetspule 154 geschont wird.
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Andererseits
steht während des Schließvorgangs des Verschlusselements 120 eine
ausreichend hohe Schließkraft zur Verfügung.
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Wird
bei in der Schließstellung befindlichem Verschlusselement 120 das
Betätigungselement 196 erneut betätigt
oder erhält der Mikrocontroller 170 von dem Füllstandssensor 180 ein
Signal, welches ein drohendes Überlaufen des Wassers im
Becken 104 anzeigt, so steuert der Mikrocontroller 170 der Steuereinrichtung 188 eine
Bewegung des Verschlusselements 120 von der in 6 dargestellten Schließstellung
in die Offenstellung, indem der Spannungsregler 172 so
angesteuert wird, dass die an die Magnetspule 154 angelegte
Spannung zu einem Zeitpunkt t3 wieder sprunghaft
auf null abgesenkt wird.
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Hierdurch
entfällt die auf den Anker 146 wirkende magnetische
Anziehungskraft, welche den Anker 146 in der Schließstellung
zurückhält, und der Anker 146 bewegt
sich unter der Einwirkung der Rückstellkraft der Druck-Schraubenfeder 158 nach
oben aus der Magnetspule 154 heraus. Gleichzeitig bewegt
sich das Verschlusselement 120 von der Schließstellung
in die Offenstellung.
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Im
Fall eines Stromausfalles liegt an der Magnetspule 154 keine
elektrische Spannung an, so dass die Druck-Schraubenfeder 158 in
diesem Fall den Anker 146 und damit das Verschlusselement 120 in
die Offenstellung bewegt.
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Dadurch
ist gewährleistet, dass bei Stromausfall die Abflussöffnung 110 geöffnet
ist und auch bei Wasserzufuhr zum Hauptbecken 104 dasselbe
nicht überlaufen kann.
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In 8 ist
der zeitliche Verlauf der an die Magnetspule 154 angelegten
elektrischen Spannung bei einer alternativen Ausführungsform
der Bewegungseinrichtung 204 dargestellt, bei welcher die
an die Magnetspule 154 angelegte Spannung zu Beginn des
Schließvorgangs bzw. zu Beginn des Öffnungsvorgangs
nicht sprunghaft geändert, sondern so moduliert wird, dass
eine übermäßige Beschleunigung des Ankers 146 während
des Schließvorgangs und während des Öffnungsvorgangs
vermieden und somit die Bewegungsgeschwindigkeit des Verschlusselements 120 bei
der Annäherung an die Schließstellung und bei
der Annäherung an die Offenstellung reduziert wird.
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Dieser
alternative zeitliche Verlauf der an die Magnetspule 154 angelegten
elektrischen Spannung wird durch eine entsprechende Programmierung
des Mikrocontrollers 170 der Steuereinrichtung 188 erhalten,
welcher seinerseits den Spannungsregler 172 entsprechend
ansteuert.
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Wenn
sich das Verschlusselement 120 in der Offenstellung befindet
und der Mikrocontroller 170 der Steuereinrichtung 188 von
dem Betätigungselement 196 ein Betätigungssignal
erhält, welches aufgrund der im Steuerungsprogramm des
Mikrocontrollers 170 festgelegten Bedingungen als ein reguläres Betätigungssignal
erkannt wird, steuert der Mikrocontroller 170 aufgrund
dieses Betätigungssignals eine Bewegung des Verschlusselements 102 von
der Offenstellung in die Schließstellung, indem er den Spannungsregler 172 so
ansteuert, dass die an die Magnetspule 154 angelegte Spannung
während des Schließvorgangs zwischen zwei Zeitpunkten
t1 und t2 stufenförmig,
mit mehreren aufeinanderfolgenden Stufen, von null bis auf die maximale
Schließspannung UM ansteigt.
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Insbesondere
kann dieser Spannungsanstieg treppenförmig, d. h. mit einer
Vielzahl von jeweils etwa gleich hohen Anstiegsstufen, erfolgen,
wie in 8 dargestellt.
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Alternativ
hierzu kann der Spannungsanstieg während des Schließvorgangs
auch kontinuierlich, d. h. ohne Sprünge, erfolgen.
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Durch
das allmähliche Ansteigen der an die Magnetspule 154 angelegten
Spannung wird eine ebenso allmählich ansteigende magnetische
Anziehungskraft auf den Anker 146 erzeugt, so dass der Anker 146 unter Überwindung
der Rückstellkraft der Druck-Schraubenfeder 158 langsam
nach unten in die Magnetspule 154 hineingezogen wird, ohne
stark zu beschleunigen.
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Dadurch
prallt der Anker 146 in seiner unteren Endlage nicht so
heftig gegen den Anschlag an der unteren Stirnwand 160 des
Gehäuses 164 des Elektromagneten 148,
so dass kein störendes Anschlaggeräusch erzeugt
wird.
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Das
Verschlusselement 120 wird zusammen mit der Abwärtsbewegung
des Ankers 146 von der Offenstellung in die in 6 dargestellte
Schließstellung bewegt.
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Nach
Erreichen der Schließstellung des Verschlusselement 120 wird
die an die Magnetspule 154 angelegte Spannung von der maximalen
Schließspannung UM zu einem Zeitpunkt t3 auf
die kleinere Haltespannung UH reduziert.
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Wird
bei in der Schließstellung befindlichem Verschlusselement 120 das
Betätigungselement 196 erneut betätigt
oder erhält der Mikrocontroller 170 von dem Füllstandssensor 180 ein
Signal, das ein drohendes Überlaufen des Wasser in dem
Becken 104 anzeigt, so steuert der Mikrocontroller 170 der Steuereinrichtung 188 eine
Bewegung des Verschlusselements 120 von der Schließstellung
in die Offenstellung, indem er den Spannungsregler 172 so ansteuert,
dass die an die Magnetspule 154 angelegte elektrische Spannung
während des Öffnungsvorgangs des Verschlusselements 120 zwischen
einem Zeitpunkt t4 und einem Zeitpunkt t5 stufenförmig, in mehreren Stufen,
von der Haltespannung UH bis auf null abfällt.
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Insbesondere
kann vorgesehen sein, dass der Abfall der Spannung von der Haltespannung
UH auf null treppenförmig, d. h.
mit einer Vielzahl dazwischenliegender jeweils etwa gleich hoher
Stufen, erfolgt, wie in 8 dargestellt.
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Alternativ
hierzu kann auch vorgesehen sein, dass der Abfall der an die Magnetspule 154 angelegten
Spannung während des Öffnungsvorgangs des Verschlusselement 120 kontinuierlich,
d. h. stufenlos, erfolgt.
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Durch
das allmähliche Absinken der an die Magnetspule 154 angelegten
Spannung nimmt die auf den Anker 146 wirkende magnetische
Anziehungskraft ebenso allmählich ab, so dass der Anker 146 von
der Rückstellkraft der Druck-Schraubenfeder 158 nur
langsam, ohne stark zu beschleunigen, aus der Magnetspule 154 heraus
bewegt wird. Ebenso langsam bewegt sich das Verschlusselement 120 von
der Schließstellung in die Offenstellung, so dass ein Überschießen
des Verschlusselements über die gewünschte Offenstellung
nach oben hinaus verhindert wird.
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Ebenso
wird der Anschlag des Ankers 146 gegen einen Anschlag am
oberen Ende des Gehäuses 164 des Elektromagneten 148 gedämpft,
so dass insbesondere kein störendes Anschlaggeräusch
erzeugt wird.
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Im übrigen
stimmt diese zweite Ausführungsform einer Bewegungseinrichtung 204 hinsichtlich Aufbau
und Funktion mit der ersten Ausführungsform überein,
auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
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Eine
in 9 dargestellte dritte Ausführungsform
einer Bewegungseinrichtung 204 zum Bewegen des Verschlusselements 120 unterscheidet sich
von den vorstehend erläuterten Ausführungsformen
dadurch, dass der Anker 146 nicht direkt auf den Verschlusselementgrundkörper 124 einwirkt,
sondern dass ein außerhalb der Magnetspule 154 angeordnetes
freies Ende des Ankers 146 mit einem freien Ende eines
ersten Hebelarmes 210 eines um eine horizontale Drehachse 206 drehbar
gehaltenen Umlenkhebels 208 verbunden ist, welcher einen
weiteren (nicht dargestellten) Hebelarm aufweist, der gegenüber
dem ersten Hebelarm 210 um ungefähr 90° versetzt
ist und auf das untere Ende des Verschlusselementgrundkörpers 124 so
einwirkt, dass das Verschlusselement 120 nach oben in die
Offenstellung bewegt wird, wenn der Anker 146 aus der Magnetspule 154 heraus
(in der 9 nach links) bewegt wird, und
dass das Verschlusselement 120 nach unten in die Schließstellung
bewegt wird, wenn der Anker 146 in die Magnetspule 154 (in 9 nach rechts)
hineingezogen wird.
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Auf
diese Weise kann eine elektromagnetische Antriebsvorrichtung 202 zum
Antreiben der Bewegung des Verschlusselements 120 auch
dann benutzt werden, wenn unterhalb der Abflussventilanordnung 139 kein
oder nur wenig Raum für die Anordnung des Elektromagneten 148 zur
Verfügung steht.
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Bei
dieser Ausführungsform der Bewegungseinrichtung 204 ist
die Bewegungsrichtung 212 des Ankers 146 um ungefähr
90° gegenüber der Bewegungsrichtung 214 des
Verschlusselements 120 verkippt.
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Im übrigen
stimmt die in 9 dargestellte dritte Ausführungsform
einer Bewegungseinrichtung 204 hinsichtlich Aufbau und
Funktion mit den beiden ersten Ausführungsformen, die in
den 1 bis 8 dargestellt sind, überein,
auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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