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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wasserhahn zur automatischen Abgabe von Wasser mit einer von der Position eines Körperteils, insbesondere der Hände, eines Benutzers abhängigen Temperatur.
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Bekannte Wasserhähne benötigen zum Abgeben bzw. Mischen von warmem und/oder kaltem Wasser im Allgemeinen die Betätigung geeigneter Steuerelemente (Hebelmischer, Drehventile etc.), meist durch den Kontakt mit der Hand (oder einem anderen Körperteil) des Benutzers. Es sind auch Wasserhähne bekannt, die Wasser abgeben, wenn der Benutzer seine Hände unter den Wasserhahn hält, so dass ein Sensor aktiviert wird, der die Wasserabgabe auslöst. Solche Wasserhähne geben Wasser jedoch nur aus einem einzigen Auslass und meist nur bei einer einzigen, vorbestimmten Temperatur ab, so dass es nicht möglich ist, die Temperatur auf andere Weise als durch manuelle Einstellung der Steuerelemente (einmalig oder bei jeder Benutzung) zu regulieren.
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DE-U-8512039 beschreibt ein Steuerungssystem für einen Wasserhahn mit mehreren elektronischen Sensoren, die nebeneinander nahe dem Wasserhahn angeordnet sind. Die Sensoren sind in einer linearen Anordnung oder einer zweidimensionalen Matrix positioniert, und die effektiven Achsen schneiden sich an einem gemeinsamen Punkt. Jeder gemeinsame Punkt überwacht eine ihm zugeordnete Zone und liegt im Auslassbereich des Wasserhahns. Ebenso hat jeder Überwachungspunkt einen Absolutwert für die erforderliche Temperatur und einen Wert für die erforderliche Durchflussmenge, und wenn ein Körper in seinem Bereich erfasst wird, werden diese Werte für Temperatur und Durchflussmenge automatisch, zeitgleich und sofort eingestellt. Die Wasserabgabe beginnt bei Erkennung eines Körpers und wird beendet, wenn kein Körper (mehr) erkannt wird. Die Auslassdüse ist schräg angeordnet. Die Signale werden zur Steuerung der Warm- und Kaltwassermischung und für den Volumendurchfluss verwendet.
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DE69501877T2 beschreibt ein System mit nur einem elektronischen Sensor zur Steuerung der Wasserabgabe-Temperatur in Kombination mit einem Steuerventil-Block ohne die Funktion der Durchflussmengen-Steuerung anhand der Position der Hände des Benutzers.
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Die Vorrichtung aus
DE-U-8512039 hat zur Folge, dass die Wassertemperatur vom Wasservolumen (oder umgekehrt) abhängt. Folglich ist eine horizontale und/oder vertikale Bewegung in der Art erforderlich, dass die Hände mehr oder weniger weit vom Körper des Benutzers entfernt unter den Wasserauslass gehalten oder in unterschiedlicher Höhe zwischen Wasserauslass und Waschenbeckenboden (Abfluss) positioniert werden müssen. So ist es denkbar, dass abhängig von der Einbauhöhe des Wasserhahns in Kombination mit Körpergröße und Armlänge des Benutzers die gewünschte Temperatur und/oder Durchflussmenge nur schwer oder nicht erreicht werden kann. Dabei erfolgt aufgrund des schrägen Wasserauslasses und des dadurch mehr oder weniger gekrümmten Wasserstrahls die Regelung der Wassertemperatur zwingend über die vertikale Achse.
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Bei
DE69501877T2 muss aufgrund der Konzeption mit einem Wasserauslass in Kombination mit einem Sensor die Temperatur-Regelung ebenfalls über eine vertikale Bewegung erfolgen.
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Von herkömmlichen Wasserhähnen ist der Benutzer gewohnt, dass die Temperatur-Einstellung über Verstellung eines Hebels oder Drehventils oder einer ähnlichen Vorrichtung erfolgt. Die existierenden Lösungen der oben genannten Dokumente verbieten jedoch die Positionierung der Hände in horizontaler Achse von links nach rechts, da sich der eine vorhandene Wasserauslass mittig befindet und in seiner Strahlrichtung im Falle von
DE69501877T2 nur horizontal in der Tiefe gesteuert wird.
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Beide vorliegenden Dokumente der existierenden Lösungen beschreiben also Systeme mit nur einem Wasserauslass in Kombination mit einem bzw. mehreren Sensoren zur Steuerung von Temperatur und/oder Durchflussmenge.
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Ein weiteres Defizit herkömmlicher oder teil-automatischer Wasserhähne besteht in der Tatsache, dass zur Verstellung der Wassertemperatur der Wasserstrahl verlassen werden muss, um ein entsprechendes Einstellmittel zu bestätigen. Dadurch entsteht zwangsläufig ein ökonomischer und ökologischer Nachteil aufgrund des in dieser Zeit ungenutzten Wasservolumens.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Wasserhahn zur Verfügung zu stellen, der Wasser in einer gewünschten Temperatur – in Abhängigkeit von der Position eines Körperteils, insbesondere der Hände, eines Benutzers abgeben kann, ohne dass eine Betätigung eines Steuerelements nötig ist bzw. ohne dass die Hände den Wasserstrahl verlassen müssen, um eine Temperaturanpassung vorzunehmen. Darüber hinaus sollte idealerweise eine Einhand-Bedienung möglich sein. Der Zweck ist, die Nachteile der existierenden Lösungen zu beseitigen und die Benutzung des Wasserhahns bequemer, hygienischer, aber vor allem intuitiver zu machen und gleichzeitig das ungenutzte Wasservolumen während des bisher nötigen Vorgangs zur Regulierung der Wassertemperatur zu reduzieren bzw. zu eliminieren. Ein typisches Anwendungsgebiet dieses Wasserhahns ist in Waschräumen, die der Öffentlichkeit zugänglich sind (Restaurants, öffentliche Toiletten, Büros, Gemeinschaftseinrichtungen, öffentliche Verkehrsmittel usw.) oder in komfort-betonten Bereichen des täglichen Lebens wie z. B. der Hotellerie.
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Die oben beschriebene Problemstellung wird mit den in Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen der vorliegenden Erfindung gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch einen Wasserhahn zur automatischen Abgabe von Wasser gelöst, der Wasser mit einer von der Position eines Körperteils, insbesondere der Hände, eines Benutzers abhängigen Temperatur abgibt. Dieser besteht aus einer Wasserhahn-Armatur sowie einem Wasserhahnkopf, der wenigstens zwei, vorzugweise mehrere Wasserauslässe zur Abgabe von Wasser aufweist. Damit ist es möglich, Wasser nicht nur mittig unter dem Wasserhahn abzugeben, sondern den Austrittsort des Wassers wie gewünscht zu steuern. Jedem Wasserauslass sind ein oder mehrere Einstellmittel zum Öffnen und/oder Schließen und/oder zur Einstellung der Stärke des Wasseraustritts aus dem Wasserauslass zugeordnet. Damit ist es möglich, Wasser gezielt definierten Auslässen zuzuleiten. Um die Temperatur des abgegebenen Wassers steuern zu können, besitzt der Wasserhahn mindestens ein Mittel zur Temperatureinstellung des den Wasserauslässen zugeführten Wassers. Darüber hinaus weist dieser einen Positionssensor oder mehrere Positionssensoren zur Erfassung der Position eines Körperteils, insbesondere der Hände, eines Benutzers auf. Eine Steuereinrichtung steuert dabei das Einstellmittel oder die Einstellmittel der Wasserauslässe und das Mittel zur Temperatureinstellung in Abhängigkeit von der durch den Positionssensor oder die Positionssensoren gemessenen Position eines Körperteils, insbesondere der Hände, eines Benutzers. Der Begriff Wasserhahn meint dabei alle gängigen Bezeichnungen (Armaturen, Mischbatterien etc.) und Anwendungsgebiete (Bad, Küche, Garten etc.) von Wasserhähnen.
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Eine zweckmäßige Weiterbildung ist derart ausgeprägt, dass die Steuereinrichtung zur Verarbeitung von Signalen des Positionssensors oder der Positionssensoren und zur hierauf basierenden Steuerung des oder der Einstellmittel und des Mittels zur Temperatureinstellung so ausgebildet ist, dass das oder die Einstellmittel selektiv Wasser an einen oder mehrere in Abhängigkeit von den Signalen des Positionssensors oder der Positionssensoren und damit der Position des Körperteils, insbesondere der Hände, des Benutzers vorgegebene Wasserauslässe abgeben. Parallel dazu wird das Mittel zur Temperatureinstellung in Abhängigkeit von den Signalen des Positionssensors oder der Positionssensoren und damit der Position des Körperteils, insbesondere der Hände, des Benutzers angesteuert, so dass es eine vorgegebene Temperatur des abgegebenen Wassers einstellt.
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Vorteilhafterweise können die Auslassöffnungen in wenigstens einer Reihe oder in wenigstens einer Matrix am Wasserhahnkopf angeordnet sein.
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Die Auslassöffnungen können dabei in einer Ebene an der Unterseite des Wasserhahnkopfes angeordnet sein.
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Das oder die Einstellmittel zum Öffnen und/oder Schließen und/oder zur Einstellung der Stärke des Wasseraustritts aus dem Wasserauslass können Ventile, insbesondere Magnetventile, sein oder umfassen. Optional umfasst oder ist das Mittel zur Temperatureinstellung des den Wasserauslässen zugeführten Wassers ein Regelventil. Vorteilhafterweise sind der Positionssensor oder die Positionssensoren an der Wasserhahn-Armatur oder am Wasserhahnkopf oder nahe dem Wasserhahnkopf vorgesehen. In einer Ausbildungsform können der Positionssensor oder die Positionssensoren induktive und/oder kapazitive und/oder optische Näherungssensoren, insbesondere Lichtreflexionssensoren, und/oder Lichtschranken sein. In einer zweckmäßigen Weiterbildung kann jedem Wasserauslass mindestens ein Positionssensor zugeordnet sein.
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Vorteilhafterweise ist jedem Wasserauslass genau ein Sperrmittel zum Öffnen und Schließen des Wasserauslasses als Einstellmittel zugeordnet, wobei die Steuereinrichtung derart zum Öffnen und Schließen der Sperrmittel ausgebildet ist, dass bei Erfassung eines Körperteils, insbesondere der Hände, eines Benutzers durch den Positionssensor oder die Positionssensoren in Abhängigkeit von den Signalen des Positionssensors oder der Positionssensoren die Sperrmittel selektiv geöffnet oder geschlossen sind und/oder werden. Optional kann die Steuereinrichtung so ausgebildet sein, dass das Mittel zur Temperatureinstellung derart angesteuert wird, dass die Temperatur des den Wasserauslässen zugeführten Wassers in Abhängigkeit von dem oder den gerade offenen Wasserauslässen unterschiedlich eingestellt wird.
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Ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der 1, 2 und 3 erläutert. Es zeigt:
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1 den Wasserhahn bei Wasserabgabe (Kaltwasser)
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2 die Unterseite des Wasserhahn-Kopfes
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3 die schematische Darstellung des Funktionsprinzips
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Der „automatische Wasserhahn” umfasst die Wasserhahn-Armatur 1, die oberhalb des Waschbeckens 5 angebracht ist, sowie die Mittel zur Steuerung der Wassertemperatur 9 und der Wasserauslässe 10, die im Gehäuse des Wasserhahns 1 integriert oder hinter/unter dem Waschbecken 5 angebracht sein können. Der Kopf des Wasserhahns 2 weist eine definierte Breite auf, die es dem Benutzer ermöglicht, z. B. seine Hände 3 an einer bestimmten horizontalen Position unter dem Wasserhahn-Kopf 2 zu positionieren. Die im dargestellten Ausführungsbeispiel links unter dem Wasserhahn-Kopf platzierten Hände 3 werden durch die im Kopf integrierten Sensoren 6 erkannt und mithilfe der Mittel zur Auswertung der Sensoren 11, Steuerung der Wasserauslässe 10 sowie zur Steuerung der Wassertemperatur 9 die gewünschte Wassertemperatur (links entspricht kalt) in Kombination mit den Wasserauslässen (im linken Bereich des Wasserhahn-Kopfes) eingestellt. Das Mittel zur Steuerung der Wassertemperatur 9 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel einen motorbetriebenen Thermostaten, der an die Kalt- und Warmwasser-Zuleitung 8 angeschlossen und durch die Steuereinheit 11 so angesteuert wird, dass dem Mittel zur Steuerung der Auslässe 10 Wasser in gewünschter Temperatur zugeführt wird. Die Auswertung der Hand-Position sowie die damit verbundene Ansteuerung der Temperatur und Auslässe 7 erfolgt dabei dynamisch, das heißt: Ändert der Benutzer die Position seiner Hände unter dem Wasserhahnkopf 2, folgt der Wasserstrahl/folgen die Wasserstrahlen 4 den Händen des Benutzers 3 und ändert/ändern dabei gleichzeitig seine/ihre Temperatur. Dies wird durch ein selektives Öffnen bzw. Schließen der Auslässe 7 erreicht. Dabei ist es – abhängig von der Programmierung der Steuereinheit 11 – möglich, Auslässe 7 jeweils einzeln oder mehrere zeitgleich zu öffnen. Dies wird durch Magnetventile 10, die sich direkt im Wasserhahn-Kopf befinden, oder durch mehrere Zuleitungen, die über extern angebrachte Magnetventile 10 mit Wasser in der gewünschten Temperatur versorgt werden, bewerkstelligt. An Stelle der Magnetventile 10 können zusätzlich oder alternativ motorbetriebene Ventile eingesetzt werden, die zusätzlich eine Durchflussmengen-Regulierung ermöglichen. 2 zeigt die Unterseite des Wasserhahn-Kopfes, der die Wasserauslässe 7 in definierter Anzahl enthält. Außerdem ist das/sind die Mittel zur Erkennung der Hände bzw. deren Position 6 unter dem Wasserhahnkopf 2 in selbigen integriert. Die Anordnung der Sensoren kann an die jeweilige Form des Wasserhahnkopfes angepasst werden – vertikal oder horizontal geschwungen oder in Form einer Matrix; im vorliegenden Ausführungsbeispiel geradlinig auf einer horizontalen Ebene (siehe 2). Dabei können die Erfassungsmethoden der Sensoren 6 auf unterschiedlicher technischer Grundlage beruhen (kapazitive/induktive/optische Sensoren). Das Ausführungsbeispiel verwendet beispielsweise Lichtreflektions-Sensoren. Wird der Erfassungsbereich der Sensoren 6 während oder nach der Benutzung des Wasserhahns verlassen, wird die Wasserabgabe unterbrochen bzw. gestoppt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wasserhahn-Armatur
- 2
- Wasserhahn-Kopf
- 3
- Körperteil des Benutzers (Hand)
- 4
- Wasserstrahl(en)
- 5
- Waschbecken
- 6
- Sensor(en)
- 7
- Wasserauslass
- 8
- Kalt- und Warmwasser-Zuleitung
- 9
- Mittel zur Steuerung der Wassertemperatur
- 10
- Einstellmittel zum Öffnen und/oder Schließen und/oder zur Einstellung der Stärke des Wasseraustritts (Ventile)
- 11
- Steuereinrichtung zur Verarbeitung von Signalen des Positionssensors oder der Positionssensoren (6) und zur hierauf basierenden Steuerung des oder der Einstellmittel (10) und des Mittels zur Temperatureinstellung (9)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 8512039 U [0003, 0005]
- DE 69501877 T2 [0004, 0006, 0007]
