DE102015007337A1

DE102015007337A1 - Sanitary facility with an ultrasonic cleaning

Info

Publication number: DE102015007337A1
Application number: DE102015007337.0A
Authority: DE
Inventors: Eckhard Gransow; Torsten Meier
Original assignee: Grohe AG
Current assignee: Grohe AG
Priority date: 2015-06-12
Filing date: 2015-06-12
Publication date: 2016-12-15
Also published as: WO2016198160A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sanitäreinrichtung, insbesondere Toilette, mit einem Sanitärbecken (5), das über ein Beckensiphon (5) mit einem Abflussrohr (13) verbindbar ist, welches Beckensiphon (5) mit, als Geruchssperre wirkendem Sperrwasser gefüllt ist, das zur Reinigung der Becken-Innenseite mit einem Ultraschallwandler (17) einer Ultraschalleinrichtung (19) zusammenwirkt, der in einem Reinigungsbetrieb (R) von einer elektronischen Steuereinheit (18) mit zumindest einer Reinigungsfrequenz (A, B, C) ansteuerbar ist. Erfindungsgemäß ist der Steuereinheit (18) zur Ermittlung der Reinigungsfrequenz (A, B, C) eine Auswerteeinheit (25) zugeordnet. In einem dem Reinigungsbetrieb (R) zeitlich vorgelagerten Suchlaufbetrieb (S) steuert die Steuereinheit (18) den Ultraschallwandler (17) mit variierenden Frequenzen an, wobei mittels der Auswerteeinheit (25) die dazu korrespondierenden elektrischen Leistungsaufnahmen oder damit korrelierende Werte erfassbar sind. Die Auswerteeinheit (25) ermittelt auf der Grundlage der erfassten elektrischen Leistungsaufnahmen die zumindest eine Reinigungsfrequenz (A, B, C).The invention relates to a sanitary device, in particular toilet, with a sanitary basin (5) which is connected via a pelvic siphon (5) with a drain pipe (13), which pelvic siphon (5) filled with, acting as odor barrier sealing water, which is used to clean the Inner side of the basin interacts with an ultrasound transducer (17) of an ultrasound device (19), which in a cleaning operation (R) can be controlled by an electronic control unit (18) having at least one cleaning frequency (A, B, C). According to the invention, the control unit (18) is assigned an evaluation unit (25) for determining the cleaning frequency (A, B, C). In a search mode (S) which precedes the cleaning operation (R), the control unit (18) activates the ultrasound transducer (17) with varying frequencies, wherein the corresponding electrical power consumption or correlating values can be detected by means of the evaluation unit (25). The evaluation unit (25) determines the at least one cleaning frequency (A, B, C) on the basis of the detected electrical power consumption.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sanitäreinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zur Reinigung einer solchen Sanitäreinrichtung nach dem Patentanspruch 16.The invention relates to a sanitary device according to the preamble of claim 1 and a method for cleaning such a sanitary device according to claim 16.

Bei der Ultraschallreinigung von Gegenständen wird die vom Ultraschall-Generator erzeugte Energie in einem Ultraschallwandler (zum Beispiel ein PZT-Schwinger) in mechanische Schwingungsenergie umgewandelt, die in einem Frequenzbereich zwischen 20 kHz bis 40 kHz liegt. Durch die entstehenden Schalldruckamplituden wird der molekulare Zusammenhang der Reinigungsflüssigkeit an vorhandenen Inhomogenitäten (das heißt Verunreinigungen am Reinigungsgut) zerrissen, wodurch sich aufgrund von Kavitation kleinste Bläschen in der Reinigungsflüssigkeit bilden, die sehr instabil sind. Bei der Implosion dieser Bläschen werden hohe Druckimpulse erzeugt.In the ultrasonic cleaning of objects, the energy generated by the ultrasonic generator is converted in an ultrasonic transducer (for example, a PZT oscillator) into mechanical vibration energy, which lies in a frequency range between 20 kHz to 40 kHz. Due to the resulting sound pressure amplitudes, the molecular relationship of the cleaning liquid to existing inhomogeneities (that is, impurities in the cleaning material) is torn, resulting in the formation of smallest bubbles in the cleaning liquid due to cavitation, which are very unstable. The implosion of these bubbles produces high pressure pulses.

Aus der DE 29 715 574 A1 ist eine gattungsgemäße Sanitäreinrichtung mit einem Sanitärbecken bekannt, bei dem eine solche Ultraschallreinigung angewendet wird. Das Sanitärbecken ist über ein Beckensiphon mit einem Abflussrohr verbunden. Zudem ist das Beckensiphon mit Sperrwasser gefüllt, das als eine Geruchssperre wirkt. Im Reinigungsbetrieb wird das Sperrwasser im Beckensiphon vom Ultraschallwandler mit Druckimpulse beaufschlagt, um Verunreinigungen von der mit dem Sperrwasser in Kontakt befindlichen Becken-Innenseite abzulösen. Hierzu kann der Ultraschallwandler im Reinigungsbetrieb von einer elektronischen Steuereinheit mit einer oder mit unterschiedlichen Reinigungsfrequenzen angesteuert. Darüber hinaus erfolgt jedoch keine automatische Anpassung der Reinigungsfrequenz an die Innengeometrie und des Wasserstandes sowie an den Verunreinigungsgrad im Sanitärbecken oder an andere Prozessparameter, die die Reinigungswirkung beeinflussen können.From the DE 29 715 574 A1 a generic sanitary device with a sanitary basin is known in which such ultrasonic cleaning is applied. The sanitary basin is connected via a basin siphon with a drain pipe. In addition, the pelvic siphon is filled with sealing water, which acts as an odor barrier. In the cleaning operation, the sealing water in the pelvic siphon is acted upon by the ultrasound transducer with pressure pulses to detach contaminants from the pelvic inside in contact with the sealing water. For this purpose, the ultrasonic transducer in the cleaning mode of an electronic control unit with one or controlled with different cleaning frequencies. In addition, however, there is no automatic adjustment of the cleaning frequency to the internal geometry and the water level and to the degree of contamination in the sanitary basin or other process parameters that may influence the cleaning effect.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Sanitäreinrichtung mit einer Ultraschall-Reinigungseinrichtung oder ein Reinigungsverfahren bereitzustellen, bei dem das Reinigungsergebnis im Vergleich zum Stand der Technik in einfacher Weise gesteigert werden kann.The object of the invention is to provide a sanitary device with an ultrasonic cleaning device or a cleaning method in which the cleaning result can be increased in a simple manner compared to the prior art.

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 oder des Patentanspruches 16 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.The object is solved by the features of claim 1 or claim 16. Preferred embodiments of the invention are disclosed in the subclaims.

Die Erfindung beruht auf dem Sachverhalt, dass durch eine automatische oder selbsttätige Anpassung der Reinigungsfrequenz des Ultraschallwandlers an die aktuellen Prozessbedingungen das Reinigungsergebnis beträchtlich steigerbar ist. Vor diesem Hintergrund ist gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 weist die Ultraschallreinigungseinrichtung eine Auswerteinheit auf, mittels der im Hinblick auf die aktuellen Prozessparameter optimale Reinigungsfrequenzen bestimmbar sind. Erfindungsgemäß erfolgt vor dem eigentlichen Reinigungsbetrieb ein Suchlaufbetrieb, in dem der Ultraschallwandler mit unterschiedlichen Frequenzen angesteuert wird. Die Auswerteeinheit erfasst die dazu korrespondierende elektrische Leistungsaufnahme des Ultraschallwandlers oder einen damit korrelierenden Wert, das heißt bevorzugt die Ist-Stromaufnahme des Ultraschallwandlers. Auf der Grundlage der erfassten elektrischen Leistungsaufnahme ermittelt die Auswerteeinheit zumindest eine Reinigungsfrequenz, die optimal an die Becken-Innengeometrie oder an weitere Prozessparameter angepasst ist, die das Reinigungsergebnis beeinflussen können.The invention is based on the fact that by an automatic or automatic adjustment of the cleaning frequency of the ultrasonic transducer to the current process conditions, the cleaning result is considerably increased. Against this background, according to the characterizing part of patent claim 1, the ultrasonic cleaning device has an evaluation unit, by means of which optimum cleaning frequencies can be determined with regard to the current process parameters. According to the invention, a scanning operation is carried out before the actual cleaning operation, in which the ultrasonic transducer is driven with different frequencies. The evaluation unit detects the corresponding electric power consumption of the ultrasonic transducer or a value correlating therewith, that is to say preferably the actual current consumption of the ultrasonic transducer. On the basis of the detected electrical power consumption, the evaluation unit determines at least one cleaning frequency, which is optimally adapted to the inner basin geometry or to further process parameters that can influence the cleaning result.

Aus sämtlichen erfassten Wertepaaren, bestehend aus Frequenz mit dazu korrespondierenden Leistungsaufnahme, werden von der Auswerteeinheit die Frequenzen mit der höchsten Leistungsaufnahme als Reinigungsfrequenzen festgelegt. Die Auswerteeinheit ist in Signalverbindung mit der Steuereinheit, so dass die ermittelten Reinigungsfrequenzen als Sollvorgabe signaltechnisch zur Steuereinheit übermittelbar werden.From all recorded value pairs, consisting of frequency with corresponding power consumption, the evaluation unit determines the frequencies with the highest power consumption as cleaning frequencies. The evaluation unit is in signal connection with the control unit, so that the determined cleaning frequencies can be transmitted to the control unit as a setpoint signal.

Die elektrische Leistungsaufnahme ist insbesondere abhängig von der Resonanz im Sperrwasser sowie abhängig von der Innengeometrie des Sanitärbeckens. Erfindungsgemäß wird daher mittels integrierter Messung der Leistungsaufnahme bei unterschiedlichen Frequenzen die optimale Reinigungsfrequenz ermittelt und über Software eingestellt.The electrical power consumption is dependent in particular on the resonance in the sealing water as well as on the internal geometry of the sanitary basin. Therefore, according to the invention, the optimum cleaning frequency is determined by means of integrated measurement of the power consumption at different frequencies and set via software.

Eine Reinigungswirkung an der Innenseite des Sanitärbeckens erfolgt, wenn die Ultraschallfrequenz der Resonanzfrequenz des mit dem Sperrwasser gefüllten Beckensiphons entspricht. Für die Reinigung ist ein radialer Schwingungsmodus von Vorteil, damit die gesamte Becken-Innenfläche gereinigt wird. Anhand von Berechnungsformeln tritt ein Radialmodus exemplarisch bei 40 kHz auf, wenn der Radius zum Beispiel 22,9 mm/40,09 mm/60,7 mm/79,7 mm oder 98,4 mm beträgt.A cleaning action on the inside of the sanitary basin takes place when the ultrasonic frequency corresponds to the resonance frequency of the pelvic siphon filled with the sealing water. For cleaning, a radial vibration mode is an advantage, so that the entire inner surface of the tank is cleaned. Using computational formulas, a radial mode exemplarily occurs at 40 kHz when the radius is, for example, 22.9 mm / 40.09 mm / 60.7 mm / 79.7 mm or 98.4 mm.

In einer bevorzugten technischen Umsetzung kann im Suchlaufbetrieb die Steuereinheit den Ultraschallwandler mit einer kontinuierlichen Frequenzveränderung ansteuern. In diesem Fall kann besonders bevorzugt die Steuereinheit die Ultraschallfrequenz von einer unteren Grenzfrequenz bis zu einer oberen Grenzfrequenz insbesondere linear erhöhen. Gleichzeitig erfasst die Auswerteeinheit den sich ergebenden zeitlichen Leistungsaufnahme-Verlauf. Die Auswerteeinheit ist bevorzugt so ausgelegt, dass eine Frequenz an einem Scheitelpunkt im zeitlichen Leistungsaufnahme-Verlauf als Reinigungsfrequenz festlegbar ist. Ein solcher Scheitelpunkt ist ein „Peak” im Leistungsaufnahme-Verlauf, bei dem die Leistungsaufnahme vor und nach dem Scheitelpunkt an Seitenflanken nach unten abfällt.In a preferred technical implementation, the control unit can control the ultrasonic transducer with a continuous frequency change in the search mode. In this case, the control unit can particularly preferably increase the ultrasonic frequency from a lower limit frequency up to an upper limit frequency, in particular linearly. At the same time, the evaluation unit detects the resulting temporal power consumption curve. The evaluation unit is preferably designed so that a frequency at a vertex in the temporal power consumption curve as Cleaning frequency is fixed. Such a vertex is a "peak" in the power consumption history where the power consumption drops before and after the vertex on sidewalls.

Wie oben erwähnt, erfolgt die Ultraschallreinigung zweistufig, und zwar mit einem Suchlaufbetrieb und einem zeitlich daran anschließenden Reinigungsbetrieb. Um die Gesamtdauer der Ultraschallreinigung zu reduzieren, ist es bevorzugt, wenn die Ermittlung der optimalen Reinigungsfrequenz im Suchlaufbetrieb zeitlich verkürzt stattfindet oder gegebenenfalls nur nach einer bestimmten Anzahl von Ultraschall-Reinigungsvorgängen erfolgt. Vor diesem Hintergrund kann die Auswerteeinheit eine Datenbank aufweisen, in der die ermittelte Reinigungsfrequenz hinterlegbar ist und für einen zukünftigen Reinigungsbetrieb vorgehalten werden kann.As mentioned above, the ultrasonic cleaning is carried out in two stages, namely with a search operation and a temporally subsequent cleaning operation. In order to reduce the total duration of the ultrasonic cleaning, it is preferred if the determination of the optimum cleaning frequency in the scan mode takes place in a shortened time or, if appropriate, takes place only after a certain number of ultrasonic cleaning operations. Against this background, the evaluation unit may have a database in which the determined cleaning frequency can be stored and maintained for a future cleaning operation.

Wie oben erwähnt, korreliert die elektrische Leistungsaufnahme mit der Ist-Stromaufnahme des Ultraschallwandlers. Vor diesem Hintergrund kann die Ultraschalleinrichtung messtechnisch einfach eine Strommesseinheit aufweisen, mit der eine mit der elektrischen Leistungsaufnahme korrelierende Stromaufnahme erfassbar ist und diese zur Auswerteeinheit weiterleitbar ist.As mentioned above, the electrical power consumption correlates with the actual current consumption of the ultrasonic transducer. Against this background, the ultrasound device can metrologically simply have a current measuring unit, with which a current consumption correlating with the electrical power consumption can be detected and this can be forwarded to the evaluation unit.

Im Hinblick auf ein einwandfreies Reinigungsergebnis ist die Positionierung des zumindest einen Ultraschallwandlers von großer Bedeutung. Bevorzugt kann das Sanitärbecken eine, das Sperrwasser-Volumen begrenzende Keramikwand aufweisen, die mit einer Montageöffnung durchsetzt ist. In der Montageöffnung der Begrenzungswand kann der Ultraschallwandler positioniert sein, und zwar unter Zwischenlage eines schwingungsentkoppelnden Dichtelementes zwischen dem Ultraschallwandler und dem Öffnungsrand der Montageöffnung. Der Ultraschallwandler kann zudem an seiner, dem Sperrwasser zugewandten Seite eine schallschwingende Platte aufweisen, die unmittelbar in Kontakt mit dem Sperrwasser ist. Die schallschwingende Platte kann dabei bevorzugt flächenbündig mit dem daran angrenzenden Öffnungsrandbereich der Begrenzungswand-Innenseite ausgerichtet sein.With regard to a perfect cleaning result, the positioning of the at least one ultrasonic transducer is of great importance. The sanitary basin may preferably have a ceramic wall delimiting the volume of water in the barrier water, which is penetrated by a mounting opening. In the mounting opening of the boundary wall of the ultrasonic transducer can be positioned, with the interposition of a vibration-decoupling sealing element between the ultrasonic transducer and the opening edge of the mounting hole. The ultrasonic transducer may also have on its, the sealing water facing side a sound-vibrating plate which is in direct contact with the sealing water. The sound-vibrating plate can preferably be aligned flush with the adjoining opening edge region of the boundary wall inside.

Zur weiteren Steigerung des Reinigungsergebnisses kann die Sanitäreinrichtung eine Wasserdüse aufweise. Mittels der Wasserdüse kann während des Reinigungsbetriebes ein mit Gas gefüllten Mikrobläschen angereichertes Reinigungswasser erzeugt und in das Sanitärbecken einströmen. Die Mikrobläschen können bevorzugt durch Kavitation erzeugt sein. Während des Reinigungsbetriebes implodieren diese Mikrobläschen und erzeugen dadurch kraftvolle Druckimpulse, die den Reinigungsvorgang an der Keramik-Innenseite unterstützen.To further increase the cleaning result, the sanitary device may have a water nozzle. By means of the water nozzle, a gas-filled microbubbles can be generated during the cleaning operation enriched cleaning water and flow into the sanitary basin. The microbubbles may preferably be generated by cavitation. During the cleaning operation, these microbubbles implode, generating powerful pressure pulses that assist the cleaning process on the inside of the ceramic.

Je nach Kurvenverlauf im zeitlichen Leistungsaufnahme-Verlauf können mehrere Scheitelpunkte vorliegen, deren zugeordnete Frequenzen von der Auswerteeinheit als Reinigungsfrequenzen festlegbar sind. Bei Vorliegen von mehreren Reinigungsfrequenzen kann die Steuereinheit im Reinigungsbetrieb den Ultraschallwandler zeitlich hintereinander mit den Reinigungsfrequenzen ansteuern.Depending on the curve in the temporal power consumption curve, there may be a plurality of vertexes whose associated frequencies can be defined by the evaluation unit as cleaning frequencies. In the presence of several cleaning frequencies, the control unit can control the ultrasonic transducer in time with the cleaning frequencies in succession in the cleaning operation.

Zur weiteren Verbesserung des Reinigungsergebnisses kann die Sanitäreinrichtung eine Stauklappe aufweisen, mittels der ein Wasserdurchlauf durch das Beckensiphon blockierbar ist. In der Geschlossenstellung der Stauklappe wird somit der Sperrwasserspiegel im Sanitärbecken erhöht. Auf diese Weise erhöht sich auch die Kontaktfläche zwischen dem Sperrwasser und der Becken-Innenseite, wodurch eine flächenmäßig größere Ultraschall-Reinigungswirkung erzeugt wird.To further improve the cleaning result, the sanitary device may have a storage flap, by means of which a water passage through the basin siphon can be blocked. In the closed position of the damper thus the barrier water level is increased in the sanitary basin. In this way, the contact area between the sealing water and the inner side of the basin increases, whereby an areal greater ultrasonic cleaning effect is generated.

Aus Sicherheitsgründen kann das Sanitärbecken eine Überlaufleitung aufweisen, mittels der ab Erreichen eines oberen Grenz-Sperrwasserspiegels das Sperrwasser unter Überbrückung der geschlossenen Stauklappe in das Abwassernetz abfließbar ist.For safety reasons, the sanitary basin may have an overflow line, by means of the above from reaching an upper limit-Sperrwasserspiegels the sealing water can be drained by bridging the closed damper in the sewer network.

Durch den Einbau der Ultraschallreinigungs-Komponenten, nämlich Ultraschallwandler, Überlaufleitung sowie Stauklappe, ergibt sich eine komplexe Bauteil-Geometrie des Sanitärbeckens, die fertigungstechnisch schwierig herstellbar ist. Zur Vereinfachung der Bauteil-Geometrie des Sanitärbeckens können die für die Ultraschallreinigung erforderlichen Zusatzkomponenten zu einer vom Sanitärbecken separaten Vormontageeinheit zusammengefasst sein. Die Vormontageeinheit kann ein zum Beispiel aus Kunststoff gefertigtes Gehäuse aufweisen, in dem der Ultraschallwandler, die Stauklappe sowie die Überlaufleitung integriert sind. Zudem kann das Gehäuse der Vormontageeinheit Anbindungspunkte aufweisen, mit deren Hilfe die Vormontageeinheit in eine korrespondierende Anschlusskontur des Sanitärbeckens montierbar ist.By installing the ultrasonic cleaning components, namely ultrasonic transducer, overflow line and damper, results in a complex component geometry of the sanitary basin, which is difficult to produce manufacturing technology. To simplify the component geometry of the sanitary basin, the additional components required for ultrasonic cleaning can be combined to form a pre-assembly unit separate from the sanitary basin. The preassembly unit can have a housing, for example made of plastic, in which the ultrasonic transducer, the stowage flap and the overflow line are integrated. In addition, the housing of the pre-assembly unit can have attachment points with the aid of which the pre-assembly unit can be mounted in a corresponding connection contour of the sanitary basin.

Besonders bevorzugt ist es, wenn im Gehäuse der Vormontageeinheit ein Durchflusskanal bereitgestellt ist, der mit seinen Mündungsöffnungen strömungstechnisch einfach in den Abwasserweg vom Sanitärbecken zum Abflussrohr integrierbar ist. An der Durchflusskanalwand kann der Ultraschallwandler angeordnet sein. Zudem kann die Stauklappe innerhalb des Durchflusskanals positioniert sein.It is particularly preferred if a flow channel is provided in the housing of the preassembling unit, which can be fluidly integrated with its outlet openings into the sewage path from the sanitary basin to the drainage pipe. At the flow channel wall of the ultrasonic transducer can be arranged. In addition, the damper can be positioned within the flow channel.

In gängiger Praxis kann das wandhängende Sanitärbecken Bestandteil einer WC-Installationsvorrichtung sein, bei der der Spülkasten in einer Unter-Putz-Bauweise ausgeführt ist. In der Einbaulage ragt das Sanitärbecken in den Raum hinein, um eine optimale Benutzung zu gewährleisten. Durch den Einsatz der Ultraschallreinigung-Komponenten kann die Ausladung des Sanitärbeckens sich vergrößern, welches aber in den üblicherweise kleinen Räumen störend ist.In current practice, the wall-hung sanitary basin may be part of a toilet installation device in which the cistern is designed in a sub-plaster construction. In the installation position, the sanitary basin protrudes into the room to ensure optimum use. By the Use of ultrasonic cleaning components can increase the radius of the sanitary basin, which is disturbing in the usually small rooms.

Zur Reduzierung der Bautiefe kann die oben erwähnte Vormontageeinheit, in der die zur Ultraschallreinigung erforderlichen Zusatzkomponenten integriert sind, zumindest teilweise sichtgeschützt in die unter Putz verbaute WC-Installationsvorrichtung hineinverlagert sein.To reduce the installation depth, the abovementioned pre-assembly unit, in which the additional components required for ultrasonic cleaning are integrated, can be displaced into the plaster-installed WC installation device, at least partially protected from view.

Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.The advantageous embodiments and / or further developments of the invention explained above and / or reproduced in the dependent claims can be used individually or else in any desired combination with one another, for example in the case of clear dependencies or incompatible alternatives.

Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.The invention and its advantageous embodiments and further developments and advantages thereof are explained in more detail below with reference to drawings.

Es zeigen:Show it:

1 in einer Seitenansicht eine WC-Installationsvorrichtung, die in eine Vorwand eines Toilettenraums unter Putz verbaubar ist; 1 in a side view of a toilet installation device that is built into a pretext of a toilet room under plaster;

2 und 3 jeweils Diagramme, anhand derer ein Suchlaufbetrieb sowie ein Reinigungsbetrieb der im Sanitärbecken integrierten Ultraschallreinigung veranschaulicht ist; 2 and 3 in each case diagrams on the basis of which a search operation and a cleaning operation of the integrated in the sanitary basin ultrasonic cleaning is illustrated;

4 in einer Detailansicht einen in einer Keramikwand des Sanitärbeckens verbauten Ultraschallwandler; 4 in a detailed view of an installed in a ceramic wall of the sanitary basin ultrasonic transducer;

5 bis 8 jeweils Schnittansichten des Sanitärbeckens mit unterschiedlich positionierten Ultraschallwandlern; 5 to 8th each sectional views of the sanitary basin with differently positioned ultrasonic transducers;

9 ein Sanitärbecken gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; 9 a sanitary basin according to a second embodiment;

10 und 11 ein Sanitärbecken gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel; 10 and 11 a sanitary basin according to a third embodiment;

12 und 13 ein Sanitärbecken mit darin integrierbarer Vormontageeinheit; 12 and 13 a sanitary basin with pre-assembly unit which can be integrated therein;

14 und 15 jeweils Ansichten entsprechend der 12 und 13 mit einer teilweise sichtgeschützt hinter einer Vorwand positionierten Vormontageeinheit. fourteen and 15 each views according to the 12 and 13 with a partially sighted behind a pretext positioned pre-assembly.

In der 1 ist schematisch eine WC-Installationsvorrichtung 1 für einen Toilettenraum gezeigt. Die WC-Installationsvorrichtung 1 ist in einer Unter-Putz-Bauweise ausgeführt, so dass in der nicht dargestellten Einbaulage lediglich ein von einer Vorwand 3 (z. B. 5 bis 8) nach vorne abragendes WC-Becken 5 sowie eine manuell druckbetätigbare Betätigungsplatte 7, mit der ein Spülvorgang einleitbar ist, sichtbar sind. Demgegenüber ist ein Installationsrahmen 6, ein Spülkasten 9, ein Spülrohr 11 sowie ein Abflussrohr 13 sichtgeschützt hinter der Vorwand 3 verbaut. Die Innenseite des WC-Beckens 5 ist die über ein Beckensiphon 15 mit dem zu einem Abwassernetz führenden Abflussrohr 13 verbunden. Der Beckensiphon 15 ist mit, als Geruchsperre wirkendem Sperrwasser (zum Beispiel 5 bis 11) gefüllt. Zudem ist in der 1 im Sanitärbecken 5 ein Ultraschallwandler 17 verbaut, der Bestandteil einer Ultraschall-Reinigungseinrichtung 19 ist. Die einzelnen Bausteine der Ultraschall-Reinigungseinrichtung 19 sind in der 1 in einem Blockschaltdiagramm als Funktionsbausteine in grob vereinfachter Darstellung angedeutet, die keinen realitätsgetreuen Aufbau der Ultraschalleinrichtung 19 wiedergibt.In the 1 is schematically a toilet installation device 1 shown for a toilet room. The toilet installation device 1 is executed in a sub-plaster construction, so that in the installation position, not shown, only one of a pretext 3 (eg 5 to 8th ) to the front protruding toilet bowl 5 and a manually pressure actuated actuator plate 7 with which a flushing process can be initiated, are visible. In contrast, there is an installation framework 6 , a cistern 9 , a flush pipe 11 as well as a drainpipe 13 visible behind the pretext 3 installed. The inside of the toilet bowl 5 is the one about a pelvic siphon 15 with the leading to a sewer network drainpipe 13 connected. The pelvic siphon 15 is with, acting as an odor barrier sealing water (for example 5 to 11 ) filled. Moreover, in the 1 in the sanitary basin 5 an ultrasonic transducer 17 installed, the part of an ultrasonic cleaning device 19 is. The individual components of the ultrasonic cleaning device 19 are in the 1 in a block diagram as function blocks in a rough simplified representation, the no realistic design of the ultrasonic device 19 reproduces.

So ist in der 1 der Ultraschallwandler 17 in Signalverbindung mit einer Strommesseinheit 21, mittels der die Stromaufnahme I während eines Reinigungsbetriebes R (3) erfassbar ist. Die Strommesseinheit 21 ist über eine Signalleitung 23 mit einer Auswerteeinheit 25 in Verbindung. In der Auswerteeinheit 25 wird auf der Grundlage der erfassten Stromaufnahme I(t) eine Reinigungsfrequenz A, B, C ermittelt, bei der der Ultraschallwandler 17 ein optimales Reinigungsergebnis erzielt.So is in the 1 the ultrasonic transducer 17 in signal connection with a current measuring unit 21 , by means of which the current consumption I during a cleaning operation R ( 3 ) is detectable. The current measuring unit 21 is via a signal line 23 with an evaluation unit 25 in connection. In the evaluation unit 25 is determined on the basis of the detected current consumption I (t) a cleaning frequency A, B, C, wherein the ultrasonic transducer 17 achieved an optimal cleaning result.

Erfindungsgemäß ist der Ultraschall-Reinigungsvorgang aufgeteilt in einen Suchlaufbetrieb S (2) und in den Reinigungsbetrieb R (3). Der Start der Ultraschallreinigung erfolgt z. B. sensorgesteuert oder durch das Schließen des Toilettendeckels. Nach der Aktivierung der Ultraschallreinigung wird ein Suchlaufbetrieb S durchgeführt. Im Suchlaufbetrieb S steuert die Steuereinheit 18 den Ultraschallwandler 17 in kontinuierlicher Frequenzveränderung an, und zwar ausgehend von einer unteren Grenzfrequenz, die in der 2 beispielhaft bei ca. 20 kHz liegt, bis zu einer oberen Grenzfrequenz, die in der 2 bei ca. 60 kHz liegt. In der 2 wird die Frequenzveränderung linear durchgeführt, wodurch sich ein geradliniger Frequenzverlauf mit konstanter Steigung ergibt. Die sich an den Scheitelpunkten des zeitlichen Stromaufnahme-Verlaufes I(t) einstellenden Frequenzen A, B, C werden von der Auswerteeinheit 25 als Reinigungsfrequenzen festgelegt. Diese Reinigungsfrequenzen A, B, C werden als Sollvorgabe zur Steuereinheit 18 übermittelt. Der nachfolgende Reinigungsbetrieb R wird dann auf der Grundlage der ermittelten Reinigungsfrequenzen A, B, C durchgeführt. Wie aus der 3, unteres Diagramm, hervorgeht, steuert die Steuereinheit 18 den Ultraschallwandler 17 zeitlich hintereinander mit den unterschiedlichen Reinigungsfrequenzen A, B, C an. Die jeweiligen Reinigungsfrequenzen A, B, C werden dabei jeweils für ein vorgegebenes Zeitintervall konstant gehalten. In der 4 ist der Ultraschallwandler 17 in einer Einbaulage gezeigt. Demzufolge ist eine Keramikwand 27 des Sanitärbeckens 5, die ein Sperrwasser-Volumen begrenzt, mit einer Montageöffnung 29 durchsetzt. In der Montageöffnung 29 ist der Ultraschallwandler 17 positioniert, und zwar unter Zwischenlage eines schwingungsentkoppelnden Dichtelementes 31. Der Ultraschallwandler 17 weist auf seiner, dem Sperrwasser zugewandten Seite eine schallschwingende Platte 33 auf, die in etwa flächenbündig mit der Keramikwand-Innenseite abschließt. Die schallschwingende Platte 33 ist in unmittelbarem Kontakt mit dem Sperrwasser.According to the invention, the ultrasonic cleaning process is divided into a search mode S (FIG. 2 ) and in the cleaning operation R ( 3 ). The start of the ultrasonic cleaning z. B. sensor controlled or by closing the toilet lid. After the activation of the ultrasonic cleaning, a search operation S is performed. In search mode S controls the control unit 18 the ultrasonic transducer 17 in a continuous frequency change, starting from a lower limit frequency, in the 2 By way of example, at about 20 kHz, up to an upper limit frequency, in the 2 at about 60 kHz. In the 2 the frequency change is performed linearly, resulting in a rectilinear frequency response with constant slope. The at the vertices of the temporal current consumption curve I (t) adjusting frequencies A, B, C are from the evaluation 25 set as cleaning frequencies. These cleaning frequencies A, B, C are used as a target value for the control unit 18 transmitted. The subsequent cleaning operation R is then carried out on the basis of the determined cleaning frequencies A, B, C. Like from the 3 , bottom diagram, shows, controls the control unit 18 the ultrasonic transducer 17 in chronological succession with the different cleaning frequencies A, B, C on. The respective cleaning frequencies A, B, C are kept constant in each case for a predetermined time interval. In the 4 is the ultrasonic transducer 17 shown in a mounting position. As a result, a ceramic wall 27 the sanitary basin 5 , which limits a sealed water volume, with a mounting hole 29 interspersed. In the mounting hole 29 is the ultrasonic transducer 17 positioned, with the interposition of a vibration-decoupling sealing element 31 , The ultrasonic transducer 17 has on its, the sealing water side facing a sound-vibrating plate 33 on, which closes approximately flush with the ceramic wall inside. The sound-vibrating plate 33 is in direct contact with the sealing water.

In den 5 bis 8 sind unterschiedliche Einbaulagen des Ultraschallwandlers 17 gezeigt. In der 5 ist der Ultraschallwandler 17 zwischen den beiden Siphon-Schenkeln des Beckensiphons 15 positioniert. In der 6 sind an gegenüberliegenden Seitenwänden des Beckensiphons 15 jeweils ein Ultraschallwandler 17 positioniert. In der 7 ist der Ultraschallwandler 17 sichtgeschützt in einem hinterschnittigen Bereich zwischen dem Beckensiphon 15 und der Vorwand 3 positioniert. In der 8 ist der Ultraschallwandler 17 im Bereich eines, dem WC-Becken 5 zugewandten Siphonschenkel des Beckensiphons 15 positioniert.In the 5 to 8th are different mounting positions of the ultrasonic transducer 17 shown. In the 5 is the ultrasonic transducer 17 between the two siphon legs of the pelvic siphon 15 positioned. In the 6 are on opposite side walls of the pelvic siphon 15 one ultrasonic transducer each 17 positioned. In the 7 is the ultrasonic transducer 17 Protected from view in an undercut area between the basin siphon 15 and the pretext 3 positioned. In the 8th is the ultrasonic transducer 17 in the area of one, the toilet bowl 5 facing siphon legs of the pelvic siphon 15 positioned.

Zur weiteren Verbesserung des Reinigungsergebnisses ist das Sanitärbecken 5 in der 9 zusätzlich mit einer Wasserdüse 35 ausgebildet. Mittels der Wasserdüse 35 wird das in das Sanitärbecken 5 einströmende Reinigungswasser, zum Beispiel durch Kavitation, mit gasgefüllten Mikrobläschen 37 angereichert, wodurch der Reinigungseffekt beträchtlich gesteigert werden kann.To further improve the cleaning result is the sanitary basin 5 in the 9 additionally with a water nozzle 35 educated. By means of the water nozzle 35 that will be in the sanitary basin 5 incoming cleaning water, for example by cavitation, with gas-filled microbubbles 37 enriched, whereby the cleaning effect can be considerably increased.

Wie aus den 10 und 11 hervorgeht, kann das Sanitärbecken 5 zusätzlich eine Stauklappe 39 aufweisen, mittels der das Beckensiphon 15 blockierbar ist. In der 10 ist die Stauklappe 39 in ihrer Offenstellung, so dass ein ungestörter Wasserablauf erfolgen kann. In der 11 ist die Stauklappe 39 in ihrer Geschlossenposition, wodurch sich Sperrwasser aufstaut und der Sperrwasserspiegel im Sanitärbecken 5 im Reinigungsbetrieb R gesteigert wird. Zusätzlich weist das Sanitärbecken 5 in den 10 und 11 eine Überlaufleitung 41 auf, mittels der ab Erreichen eines oberen Grenz-Sperrwasserspiegels das Sperrwasser unter Überbrückung der geschlossenen Stauklappe 39 in das Abwassernetz abfließbar ist.Like from the 10 and 11 As can be seen, the sanitary basin 5 in addition a stowage flap 39 by means of which the pelvic siphon 15 is blockable. In the 10 is the damper 39 in their open position, so that an undisturbed water drainage can take place. In the 11 is the damper 39 in their closed position, which dammed up water and the sealing water level in the sanitary basin 5 in cleaning operation R is increased. In addition, the sanitary basin 5 in the 10 and 11 an overflow pipe 41 on, by means of reaching from an upper limit-Sperrwasserspiegels the sealing water while bridging the closed damper 39 is drained into the sewage network.

In den 10 und 11 sind der Ultraschallwandler 17, die Stauklappe 39 sowie die Überlaufleitung 41 unmittelbar im Keramikmaterial des Sanitärbeckens verbaut. Dies führt zu einer komplexen Bauteil-Geometrie des Sanitärbeckens 5, die fertigungstechnisch schwierig herstellbar ist. Vor diesem Hintergrund sind in den 12 bis 15 der Ultraschallwandler 17, die Stauklappe 39 sowie die Überlaufleitung 41 in einer Vormontageeinheit 43 zusammengefasst. Die Vormontageeinheit 43 kann ein Kunststoff-Gehäuse 45 aufweisen, in dem die Komponenten 17, 39, 41 verbaut sind. Zudem kann das Kunststoff-Gehäuse 45 der Vormontageeinheit 43 außenseitige Anbindungspunkte zur Montage in einer Anschlusskontur 47 des Sanitärbeckens 5 aufweisen. In der 12 begrenzt die Anschlusskontur 47 einen Freiraum 49, in den die Vormontageeinheit 43 einsetzbar ist.In the 10 and 11 are the ultrasonic transducer 17 , the damper 39 as well as the overflow line 41 installed directly in the ceramic material of the sanitary basin. This leads to a complex component geometry of the sanitary basin 5 , which is difficult to produce in terms of manufacturing technology. Against this background are in the 12 to 15 the ultrasonic transducer 17 , the damper 39 as well as the overflow line 41 in a pre-assembly unit 43 summarized. The pre-assembly unit 43 can be a plastic case 45 in which the components 17 . 39 . 41 are installed. In addition, the plastic housing 45 the pre-assembly unit 43 Outside connection points for mounting in a connection contour 47 the sanitary basin 5 exhibit. In the 12 limits the connection contour 47 a free space 49 in which the pre-assembly unit 43 can be used.

Wie aus den 12 und 13 weiter hervorgeht, ist durch das Kunststoffgehäuse 45 ein Durchflusskanal 49 geführt, der in der Zusammenbaulage (13) einen Teilabschnitt des Beckensiphons 15 bildet. Der Ultraschallwandler 17 ist unmittelbar an einer Durchflusskanalwand positioniert, während die Stauklappe 39 innerhalb des Durchflusskanals 49 schwenkbar angeordnet ist.Like from the 12 and 13 further shows, is through the plastic housing 45 a flow channel 49 guided in the assembly ( 13 ) a section of the basin siphon 15 forms. The ultrasonic transducer 17 is positioned directly on a flow channel wall, while the damper 39 within the flow channel 49 is arranged pivotally.

In der 13 ist die Vormontageeinheit 43 außerhalb der Vorwand 3 am Sanitärbecken 5 montiert. Entsprechend weist das Sanitärbecken 5 eine vergleichsweise große Bautiefe Δt auf. Zur Reduzierung der Bautiefe Δt kann die Vormontageeinheit 43 weitgehend sichtgeschützt in die unter Putz verbaute WC-Installationsvorrichtung 1 hineinverlagert sein, wie es in der 14 und 15 angedeutet ist.In the 13 is the pre-assembly unit 43 outside the pretext 3 at the sanitary basin 5 assembled. Accordingly, the sanitary basin 5 a comparatively large construction depth Δt. To reduce the overall depth .DELTA.t, the pre-assembly 43 largely protected from sight into the built under plaster toilet installation device 1 be in it, as it is in the fourteen and 15 is indicated.

Die Ultraschallreinigung kann zeitgesteuert erfolgen. Nach dem Reinigungsbetrieb R erfolgt ein Nachspülen mit klarem Wasser. Zur weiteren Steigerung können während der Reinigung dem Sperrwasser Zusatzstoffe zugeführt werden.The ultrasonic cleaning can be time-controlled. After cleaning operation R rinse with clear water. To further increase additives can be added to the barrier water during cleaning.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: WC-InstallationsvorrichtungToilet installation device
33: Vorwandpretext
55: Sanitärbeckensanitary Sinks
66: Installationsrahmeninstallation frame
77: Betätigungsplatteoperating plate
99: Spülkastencistern
1111: Spülrohrflush pipe
1313: Abflussrohrwaste pipe
1515: BeckensiphonBeckensiphon
1717: Ultraschallwandlerultrasound transducer
1818: Steuereinheitcontrol unit
1919: Ultraschalleinrichtungultrasonic device
2121: Stromaufnahme-MesseinheitPower consumption measuring unit
2323: Signalleitungsignal line
2525: Auswerteeinheitevaluation
2727: Begrenzungswandboundary wall
2929: Montageöffnungmounting hole
3131: Dichtelementsealing element
3333: schallschwingende Plattesound-vibrating plate
3535: Wasserdüsewater nozzle
37 37: Mikrobläschenmicrobubbles
3939: Stauklappejam door
4141: ÜberlaufleitungOverflow pipe
4343: Vormontageeinheitpreassembly
4545: Gehäusecasing
4747: Anschlusskonturconnecting contour
4949: DurchflusskanalFlow channel
SS: SuchlaufbetriebSearch mode
RR: Reinigungsbetriebcleaning operation
Δt.delta.t: Bautiefeoverall depth

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 29715574 A1 [0003]

Claims

Sanitary facility, in particular toilet, with a sanitary basin ( 5 ) via a basin siphon ( 5 ) with a drain pipe ( 13 ), which pelvic siphon ( 5 ) is filled with sealing water acting as an odor barrier, which is used for cleaning the inner side of the basin with an ultrasonic transducer ( 17 ) an ultrasonic device ( 19 ) interacting in a cleaning operation (R) of an electronic control unit ( 18 ) is controllable with at least one cleaning frequency (A, B, C), characterized in that the control unit ( 18 ) for determining the cleaning frequency (A, B, C) an evaluation unit ( 25 ) and that in a cleaning operation (R) temporally upstream scanning operation (S), the control unit ( 18 ) the ultrasonic transducer ( 17 ) with varying frequencies, whereby by means of the evaluation unit ( 25 ) the corresponding electrical power consumption or values correlating therewith (I (t)) can be detected, and in that the evaluation unit ( 25 ) determines the cleaning frequency (A, B, C) on the basis of the detected electrical power consumption.

Sanitary device according to claim 1, characterized in that the evaluation unit ( 25 ) determines the frequency with the highest power consumption as cleaning frequency (A, B, C) from all detected value pairs of frequency and corresponding power consumption.

Sanitary device according to claim 1 or 2, characterized in that in the search mode (S), the control unit ( 18 ) the ultrasonic transducer ( 17 ) with continuous frequency change, in particular linearly increasing from a lower limit frequency up to an upper limit frequency, and that the evaluation unit ( 25 ) detects the time course of the power consumption, wherein the at a vertex of the temporal power consumption curve (I (t)) resulting frequency as a cleaning frequency (A, B, C) can be determined.

Sanitary device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the of the evaluation unit ( 25 ) determined cleaning frequency (A, B, C) as a target input to the control unit ( 18 ), and / or that the evaluation unit ( 25 ) has a database in which the determined cleaning frequency (A, B, C) is storable and in particular for a future cleaning operation (R) is vorhaltbar.

Sanitary device according to one of the preceding claims, characterized in that the ultrasonic device ( 19 ) a current measuring unit ( 21 ), with which a current consumption (I (t)) correlating with the electrical power consumption can be detected and these are fed to the evaluation unit ( 25 ) is forwarded.

Sanitary appliance according to one of the preceding claims, characterized in that the sanitary basin ( 5 ) a barrier wall volume limiting ceramic wall ( 27 ) of the sanitary basin ( 5 ) with a mounting opening ( 29 ) is penetrated, in which the ultrasonic transducer ( 17 ), with the interposition of a vibration-decoupling sealing element ( 31 ) between the ultrasonic transducer ( 17 ) and the opening edge of the mounting opening ( 29 ).

Sanitary device according to claim 6, characterized in that the ultrasonic transducer ( 17 ) on its, the sealing water-facing side a sound-vibrating plate ( 33 ), which is in direct contact with the sealing water, and in particular that the sound-vibrating plate ( 33 ) is aligned flush with the adjacent thereto edge edge region of the ceramic wall inside.

Sanitary device according to one of the preceding claims, characterized in that the sanitary device a water nozzle ( 35 ) by means of which a gas-filled microbubbles ( 37 ) enriched cleaning water is generated, and that the cleaning water in the cleaning operation (R) in the sanitary basin ( 5 ) flows in.

Sanitary appliance according to one of the preceding claims, characterized in that, when determining two or more cleaning frequencies (A, B, C), the control unit ( 18 ) in the cleaning operation (R) the ultrasonic transducer ( 17 ) in time with the cleaning frequencies (A, B, C) controls.

Sanitary device according to one of the preceding claims, characterized in that the sanitary device a stowage flap ( 39 ), by means of a water passage through the basin siphon ( 5 ) is blockable, and that in the closed position of the damper ( 39 ) the barrier water level in the sanitary basin ( 5 ) can be increased.

Sanitary appliance according to claim 10, characterized in that the sanitary basin ( 5 ) an overflow pipe ( 41 ), by means of the above from reaching an upper limit-Sperrwasserspiegels the sealing water while bridging the closed stowage flap ( 39 ) is drained into the sewage network.

Sanitary device according to claim 11, characterized in that the ultrasonic transducer ( 17 ), the stowage flap ( 39 ) and the overflow pipe ( 41 ) to one of the sanitary basin ( 5 ) separate pre-assembly unit ( 43 ) are summarized.

Sanitary device according to claim 12, characterized in that the sanitary basin ( 5 ) a connection contour ( 47 ), at which the pre-assembly unit ( 43 ) is mountable.

Sanitary device according to claim 12 or 13, characterized in that the pre-assembly unit ( 43 ) a flow channel ( 49 ), which in the assembly position a subsection of the pelvic siphon ( 5 ), and that the ultrasonic transducer ( 17 ) is arranged on a flow channel wall and / or that the storage flap ( 39 ) within the flow channel ( 49 ) is arranged.

Sanitary device according to one of claims 13 or 14, characterized in that the sanitary basin ( 5 ) Part of a WC installation device ( 1 ), which is executed in Unter-Putz-Bauweise, and that the sanitary basin ( 5 ) on an excuse ( 3 ) and the pre-assembly unit ( 43 ) at least partially protected in the plaster installed in the toilet installation device ( 1 ) is shifted into.

Method for cleaning a sanitary device according to one of the preceding claims, in which the ultrasonic transducer ( 17 ) of the ultrasonic device ( 19 ) in a cleaning operation (R) with at least one cleaning frequency (A, B, C) is controlled, characterized in that in a cleaning operation (R) temporally upstream scanning operation (S) of the ultrasonic transducer ( 17 ) is driven with varying frequencies, that by means of the evaluation unit ( 25 ) the corresponding electric power consumption or a value correlating therewith (I (t)) is detected, and in that the evaluation unit ( 25 ) determines the cleaning frequency (A, B, C) on the basis of the detected electrical power consumption.