DE10219944C1

DE10219944C1 - Einrichtung zur berührungslosen Steuerung einer Dusche

Info

Publication number: DE10219944C1
Application number: DE2002119944
Authority: DE
Inventors: Horst Kunkel
Original assignee: Hansa Metallwerke AG
Current assignee: Hansa Metallwerke AG
Priority date: 2002-05-03
Filing date: 2002-05-03
Publication date: 2003-12-11
Anticipated expiration: 2022-05-04
Also published as: EP1362960A1

Abstract

Eine Einrichtung zur berührungslosen Steuerung einer Dusche umfaßt mehrere Sensoren (8a, 8b, 9, 10a, 10b), die alle alternierend in schneller zeitlicher Folge in einem ersten Betriebsmodus mit einem größeren Erfassungsbereich und einem zweiten Betriebsmodus mit einem kleineren Erfassungsbereich arbeiten. Die Reichweite der Erfassungsbereiche ist dabei so bemessen, daß sich der Benutzer der Dusche normalerweise innerhalb der großen Erfassungsbereiche, dagegen nicht innerhalb der kleineren Erfassungsbereiche, befindet. Die größeren Erfassungsbereiche aller Sensoren (8a, 8b, 9, 10a, 10b) dienen gemeinsam dazu, die Anwesenheit einer Person festzustellen, welche die Dusche benutzen will. Durch entsprechende Ausrichtung dieser Erfassungsbereiche können große und kleine Personen und Personen in unterschiedlichen Stellungen zuverlässig erfaßt werden. In den kleineren Erfassungsbereichen dagegen arbeiten die Sensoren (8a, 8b, 9, 10a, 10b) unabhängig voneinander. Bewegt der Benutzer der Dusche willentlich seine Hand in einen dieser Erfassungsbereiche, wird eine bestimmte logische Funktion ausgelöst, mit welcher ein Einfluß auf das zur Dusche fließende Wasser ausgeübt wird. Beispielsweise wird der Wasserstrom ein- oder ausgeschaltet, die Temperatur des Wassers erhöht oder erniedrigt oder die Menge vergrößert oder verkleinert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur berührungs losen Steuerung einer Dusche mit

a) einem ersten Sensor, der altenierend in schneller Folge in einem ersten Betriebsmodus mit einem größeren Erfassungsbereich und in einem zweiten Betriebsmodus mit einem kleineren Erfassungsbereich arbeitet, wobei die Reichweiten der Erfassungsbereiche so bemessen sind, daß sich der Benutzer der Dusche normalerweise innerhalb des größeren Erfassungsbe reichs, dagegen nicht innerhalb des kleineren Er fassungsbereichs befindet;
b) einem ersten Detektionsschaltkreis, der so lange ein Ausgangssignal erzeugt, wie während des ersten Betriebsmodus die Anwesenheit einer Person oder eines Gegenstands in dem größeren Erfassungsbereich des ersten Sensors festgestellt wird;
c) einem elektrisch betätigten Ventil, welches den Wasserstrom durch die Dusche steuert;
d) einer von dem ersten Detektionsschaltkreis ange steuerten Treiberschaltung, welche die zum Betrieb des elektrisch betätigten Ventils erforderlichen Signale bereitstellt;
e) einem ersten logischen Schaltkreis, der eine bestimmte Beeinflussung des zu der Dusche fließenden Wassers auslöst, wenn der erste Detektionsschaltkreis während des zweiten Betriebsmodus die Anwesenheit einer Person oder eines Gegenstands in dem kleineren Erfassungs bereich feststellt.

Eine derartige Einrichtung zur berührungslosen Steuerung einer Dusche ist aus der DE 41 06 539 C2 bekannt. Hier ist nur ein einziger Sensor vorgesehen, der in zwei Betriebsmoden arbeiten kann: In dem ersten Betriebsmodus, der einem größeren Erfassungsbereich entspricht, wird die Anwesenheit einer Person festgestellt. Mit Hilfe des in dem ersten Betriebsmodus arbeitenden Sensors wird also das elektrisch betätigte Ventil so lange geöffnet und der Wasserstrom durch die Dusche so lange aufrecht erhalten, wie der Benutzer anwesend ist.

Der zweite Betriebsmodus des Sensors, welcher dem kleineren Erfassungsbereich entspricht, wird dazu genutzt, den Wasserstrom zur Dusche kurzzeitig unterbrechen zu können, z. B. während der Zeit, in der sich der Benutzer einseifen möchte, ohne deshalb die Duschkabine zu verlassen.

Bei dieser bekannten Einrichtung ist der Erfassungsbereich, über den die Anwesenheit einer Person festgestellt wird, verhältnismäßig klein. Kinder oder besonders schlanke Personen werden möglicherweise nicht erkannt. Wenn der Benutzer sich innerhalb der Duschkabine bückt oder in anderer Weise in den Randbereich des Erfassungsbereichs gerät, kann dies von der Einrichtung dahingehend mißver standen werden, als hätte sich der Benutzer aus der Duschkabine entfernt.

Nachteilig bei der bekannten Einrichtung ist ferner, daß nur eine einzige Art der Beeinflussung des zu der Dusche fließenden Wassers möglich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrich tung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit ihr eine zuverlässigere Erfassung der Anwesenheit von Personen und eine variablere Beeinflussung des zu der Dusche strömenden Wassers möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

a) mindestens ein weiterer Sensor vorgesehen ist, welcher in gleicher Weise wie der erste Sensor in zwei unter schiedlichen Betriebsmoden, die unterschiedlich großen Erfassungsbereichen entsprechen, betrieben werden kann;
b) dem mindestens einen weiteren Sensor ein weiterer Detektionsschaltkreis zugeordnet ist, der ebenfalls so lange ein Ausgangssignal erzeugt, wie im ersten Betriebsmodus die Anwesenheit einer Person oder eines Gegenstands in dem größeren Erfassungsbereich des weiteren Sensors festgestellt wird, wobei dieses Ausgangssignal ebenfalls die Treiberschaltung ansteuert;
c) dem mindestens einen weiteren Sensor ein weiterer logischer Schaltkreis zugeordnet ist, der eine andere Beeinflussung des zu der Dusche fließenden Wassers als der erste logische Schaltkreis auslöst, wenn der weiterer Detektionsschaltkreis in dem zweiten Betriebsmodus die Anwesenheit einer Person oder eines Gegenstands in dem kleineren Erfassungsbereich des weiteren Sensors feststellt.

Erfindungsgemäß wird also die aus der DE 41 06 539 C2 bekannte Kombination eines ersten, in zwei unterschied lichen Betriebsmoden mit unterschiedlich großen Erfassungs bereichen arbeitenden Sensors mit einem Detektionsschalt kreis und einem zugeordneten logischen Schaltkreis gewis sermaßen vervielfacht, wobei jeder dieser Sensoren in dem zweiten Betriebsmodus, der dem kleineren Erfassungs bereich entspricht, unabhängig von den anderen arbeitet und in unterschiedlicher Weise das Wasser beeinflußt, welches zur Brause fließt. In dem ersten Betriebsmodus, in welcher der größere Erfassungsbereich vorliegt, arbeiten jedoch alle Sensoren zusammen, so daß sich effektiv zur Bestimmung der Anwesenheit eines Benutzers in der Nähe der Dusche ein Gesamt-Erfassungsbereich ergibt, der die Summe aller Einzel-Erfassungsbereiche der einzelnen Sensoren und damit sehr viel größer als beim Gegenstand der DE 41 06 539 C2 ist. Die Einzel-Erfassungsbereiche können dabei bewußt in unterschiedlichen Winkeln ausge richtet werden, so daß sie den gesamten Raum, in dem sich möglicherweise ein Benutzer befinden kann, optimal und vollständig "ausleuchten". Auch kleinere Personen oder sich bückende Personen können zuverlässig erfaßt werden. Ein Abschalten des Wasserstroms, das auf einem Irrtum bei der Feststellung der Anwesenheit einer Person beruht, kann nicht mehr vorkommen.

Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung dient der erste Sensor wie bei der oben erwähnten DE 41 06 539 C2 in seinem ersten Betriebsmodus dazu, nach Art eines Wechsel schalters die Wasserströmung zu der Dusche ein- und auszuschalten.

Der logische Schaltkreis von mindestens einem weiteren Sensor beeinflußt vorzugsweise in dem zweiten Betriebs modus die Temperatur des zu der Dusche fließenden Wassers.

Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, daß der logische Schaltkreis eines weiteren Sensors in dem zweiten Betriebs modus die Menge des zu der Dusche fließenden Wassers beeinflußt.

Die Beeinflussung von Temperatur und/oder Menge des Wassers kann dabei mittels zweier Sensoren geschehen, von denen der eine für die Erhöhung des entsprechenden Werts und der andere für die Erniedrigung des entsprechen den Werts zuständig ist.

Besonders bevorzugt wird diejenige Ausführungsform der Erfindung, bei welcher sowohl das Ein- und Ausschalten als auch die Vergrößerung oder Verringerung von Temperatur und Menge des Wassers möglich ist. Diese Ausführungsform enthält fünf Sensoren, die beispielsweise nach Art des Würfelbilds "fünf" angeordnet sein können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen

Fig. 1 schematisch die Draufsicht auf eine in eine Wand einer Brausekabine eingelassene Einrichtung zur berührungslosen Steuerung einer Dusche mit den Erfassungsbereichen der zugehörigen Sensoren;

Fig. 2 einen Schnitt durch Fig. 1 gemäß der dortigen Linie II-II.

In Fig. 1 ist das Sichtpanel einer Einrichtung zur berührungslosen Steuerung einer Dusche mit dem Bezugs zeichen 1 gekennzeichnet. Es schließt einen in der Wand 2 einer Duschkabine eingelassenen Einbauraum nach außen wasserdicht ab. In dem Sichtpanel 1 befinden sich fünf elliptische Fenster 3, 4, 5, 6 und 7. Das erste Fenster 3 ist etwa in der Mitte des recheckigen Sichtpanels 1, die weiteren Fenster 4, 5, 6, 7 sind in der Nähe der Ecken des Sichtpanels 1 angeordnet, so daß in etwa das bekannte Würfelbild "fünf" entsteht.

Wie Fig. 2 deutlich macht, ist hinter jedem der Fenster 3, 4, 5, 6, 7 jeweils eine Sende- und Empfangsdiode 8a, 8b, 9, 10a, 10b angeordnet, von denen in Fig. 2 die den Fenstern 3, 5 und 6 zugeordneten Sende- und Empfangsdioden 8b, 9, 10b erkennbar sind. Jeder dieser Sende- und Empfangs dioden 8a, 8b, 9, 10a, 10b ist über ein Kabel 11, 12, 13 mit einer Steuerelektronik verbunden, deren Funktion weiter unten deutlich wird.

In Fig. 1 sind neben den Bezugszeichen für die Fenster 3 bis 7 in Klammern die Bezugszeichen der Sende- und Empfangsdioden 8a, 8b, 9, 10a, 10b angegeben, die sich hinter diesen Fenstern befinden.

Die in der Mitte des Sichtpanels 1 angeordnete, durch das Fenster 3 Infrarotlicht ausstrahlende und über das Fenster 3 reflektierte Infrarotstrahlung empfangende Sende- und Empfangsdiode 9 arbeitet grundsätzlich in der selben Weise, wie dies für die in Fig. 2 der oben erwähnten DE 41 06 539 C2 beschrieben wurde. Auf diese Druckschrift wird daher Bezug genommen. Im einzelnen bedeutet dies:
Die Sende- und Empfangsdiode 9 wird in schnellem Wechsel in zwei unterschiedlichen Moden betrieben: In der ersten dieser Moden wird - beispielsweise durch Wahl des zur Lichterzeugung die Sende- und Empfangsdiode 9 durchflie ßenden Stroms, durch Einstellung der Empfindlichkeit des Empfängers, der die Empfangssignale der Sende- und Empfangsdiode 9 auswertet, oder durch Wahl der Ansprech schwelle der entsprechenden Elektronik ein verhältnis mäßig großer Erfassungsbereich für die Sende- und Empfangs diode 9 eingestellt. Dieser verhältnismäß große Erfassungs bereich ist in den Fig. 1 und 2 jeweils als entspre chende "Keule" dargestellt. In diesem Modus dient die Sende- und Empfangsdiode 9 zur Erfassung der Anwesenheit eines Benutzers in der Duschkabine. Wird also die Anwesenheit einer Person in diesem Erfassungsbereich festgestellt, so veranlaßt die nicht dargestellte Steuerelektronik, daß Wasser zur Dusche fließt und aus dem Duschkopf aus treten kann.

In dem zweiten Modus wird die Sende- und Empfangsdiode 9 mit einem kleinen Erfassungsbereich betrieben, erneut, indem entweder der Strom, der zur Lichterzeugung durch die Sende- und Empfangsdiode 9 fließt, oder die Empfind lichkeit des nachgeschalteten Verstärkers oder auch die Schaltschwelle, die diesem Verstärker zugeordnet ist, entsprechend eingestellt wird. Dieser kleinere Erfassungs bereich ist so bemessen, daß eine "normal" in der Dusch kabine stehende Person nicht unbeabsichtigt in diesen Erfassungsbereich eindringt. Die Person muß vielmehr eine willentliche Bewegung, beispielsweise mit der Hand, ausführen, um in dem zweiten Modus der Sende- und Empfangs diode 9 ein Auslösen zu bewirken.

Dieses Auslösen hat, wie dies in der DE 41 06 539 C2 ausführlich beschrieben ist, zur Folge, daß nach Art eines Wechselschalters der Wasserfluß zum Duschkopf abwechselnd freigegeben oder gesperrt wird. Bewegt also der Benutzer seine Hand das erste Mal in diesen kleineren Erfassungsbereich der Sende- und Empfangsdiode 9, so wird der Wasserstrom zum Duschkopf unterbrochen, beispielsweise, damit sich Benutzer einseifen kann. Der Benutzer kann nunmehr seine Hand aus dem Erfassungsbereich der Sende- und Empfangsdiode 9 nehmen. Ist der Einseifvorgang abge schlossen, dringt der Benutzer mit seiner Hand wieder in den kleinen Erfassungsbereich der Sende- und Empfangsdiode 9 ein und löst damit die erneute Freigabe des Wasserstroms zum Duschkopf aus.

Auch die weiteren Sende- und Empfangsdioden 8a, 8b, 10a, 10b werden in schneller Folge in zwei unterschiedlichen Moden betrieben, die sich durch die Größe des Erfassungs bereichs unterscheiden. In demjenigen Modus, in welchem der größere Erfassungsbereich auftritt, dienen auch die weiteren Sende- und Empfangsdioden 8a, 8b, 10a, 10b der Erfassung einer Person in der Duschkabine, erfüllen also die selbe Funktion, wie dies oben für die Sende- und Empfangsdiode 9 im ersten Betriebsmodus beschrieben wurde. Die Ausgangssignale der Detektionskreise aller Sende- und Empfangsdioden 8a, 8b, 9, 10a, 10b werden in diesem Betriebsmodeus einem Oder-Glied der Steuerelektronik zugeführt. So lange dieses Oder-Glied ein Ausgangssignal erzeugt, wird das Magnetventil, welches den Wasser fluß zum Duschkopf steuert, offengehalten. Dies bedeutet, daß das Wasser zum Duschkopf fließt, wenn die Anwesenheit des Benutzers in einem einzigen Erfassungsbereich aller Sende- und Empfangsdioden 8a, 8b, 9, 10a, 10b festgestellt wird. Als Erfassungsbereich für die Anwesenheit eines Benutzers in der Duschkabine wird also die Summe aller Einzel-Erfassungsbereiche aller Sende- und Empfangsdioden 8a, 8b, 9, 10a, 10b genutzt. Durch entsprechende Einstel lung der Winkel, in der sich die die Erfassungsbereiche repräsentierenden "Keulen" erstrecken, können also auch kleinere Personen oder Personen, die sich in Bück- oder Hockstellung befinden, zuverlässig erfaßt werden.

In dem Betriebsmodus, in dem die weiteren Sende- und Empfangsdioden 8a, 8b, 10a, 10b den kleineren Erfassungs bereich besitzen, erfüllen diese unterschiedliche Funktio nen:
Bewegt der Benutzer seine Hand in den Erfassungsbereich der hinter dem Eintrittsfenster 4 in Fig. 1 befindlichen Sende- und Empfangsdiode 8a, so hat dies zur Folge, daß die Temperatur des zum Duschkopf fließenden Wassers reduziert wird, und zwar so lange mit einer bestimmten Geschwindigkeit, wie sich die Hand in dem entsprechenden Erfassungsbereich befindet. Nimmt der Benutzer seine Hand aus dem Erfassungsbereich dieser Sende- und Empfangs diode 8a, so bleibt die Temperatur des fließenden Wassers konstant. Bewegt der Benutzer seine Hand in den Erfassungs bereich der hinter dem Fenster 5 befindlichen Sende- und Empfangsdiode 8b, so wird die Temperatur des zum Dusch kopf fließenden Wassers mit einer bestimmten Geschwindig keit so lange erhöht, wie die Anwesenheit der Hand des Benutzers in diesem Erfassungsbereich festgestellt wird.

Die beiden unteren, hinter den Fenstern 6, und 7 des Sichtpanels 1 angeordneten Sende- und Empfangsdioden 10a, 10b dienen in vergleichbarer Weise dazu, die Menge des fließenden Wassers einzustellen: Bewegt der Benutzer seine Hand in den (kleinen) Erfassungsbereich der hinter dem Fenster 7 befindlichen Sende- und Empfangsdiode 10a, so wird die Menge des zu dem Duschkopf fließenden Wassers mit einer bestimmten Geschwindigkeit so lange reduziert, wie der Benutzer seine Hand in diesem Erfassungsbereich hält. Umgekehrt wird die Menge des fließenden Wassers mit einer bestimmten Geschwindigkeit so lange erhöht, wie der Benutzer seine Hand in den (kleinen) Erfassungs bereich der hinter dem Fenster 6 angeordneten Sende- und Empfangsdiode 10b einbringt.

Claims

1. Einrichtung zur berührungslosen Steuerung einer Dusche mit

a) einem ersten Sensor, der alternierend in schneller zeitlicher Folge in einem ersten Betriebsmodus mit einem größeren Erfassungsbereich und einem zweiten Betriebsmodus mit einem kleineren Erfassungsbereich arbeitet, wobei die Reichweiten der Erfassungsbereiche so bemessen sind, daß sich der Benutzer der Dusche normalerweise innerhalb des größeren Erfassungsbereichs, dagegen nicht innerhalb des kleineren Erfassungsbe reichs befindet;
b) einem ersten Detektionsschaltkreis, der so lange ein Ausgangssignal erzeugt, wie in dem ersten Betriebs modus die Anwesenheit einer Person oder eines Gegen stands in dem größeren Erfassungsbereich des ersten Sensors festgestellt wird;
c) einem elektrisch betätigten Ventil, welches den Wasserstrom durch die Dusche steuert;
d) einer von dem ersten Detektionsschaltkreis angesteuer ten Treiberschaltung, welche die zum Betrieb des elektrisch betätigten Ventils erforderlichen Signale bereitstellt;
e) einem ersten logischen Schaltkreis, der eine bestimmte Beeinflussung des zu der Dusche fließenden Wassers auslöst, wenn der erste Detektionsschaltkreis in dem zweiten Betriebsmodus die Anwesenheit einer Person oder eines Gegenstands in dem kleineren Erfassungs bereich feststellt;

dadurch gekennzeichnet, daß

a) mindestens ein weiterer Sensor (8a, 8b, 10a, 10b) vorgesehen ist, welcher in gleicher Weise wie der erste Sensor (9) in zwei unterschiedlichen Betriebsmoden, die unterschiedlich großen Erfassungsbereichen entsprechen, betrieben werden kann;
b) dem mindestens einen weiteren Sensor (8a, 8b, 10a, 10b) ein weiterer Detektionsschaltkreis zugeordnet ist, der ebenfalls so lange ein Ausgangssignal erzeugt, wie während des ersten Betriebsmodus die Anwesenheit einer Person oder eines Gegenstands in dem größeren Erfassungsbereich des weiteren Sensors (8a, 8b, 10a, 10b) festgestellt wird, wobei dieses Ausgangssignal ebenfalls die Treiberschaltung ansteuert;
c) dem mindestens einen weiteren Sensor (8a, 8b, 10a, 10b) ein weiterer logischer Schaltkreis zugeordnet ist, der eine andere Beeinflussung des zu der Dusche fließenden Wassers als der erste logische Schaltkreis auslöst, wenn der weitere Detektionsschaltkreis in dem zweiten Betriebsmodus die Anwesenheit einer Person oder eines Gegenstands in dem kleineren Erfassungs bereich des weiteren Sensors feststellt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, dem ersten Sensor (9) zugeordnete logische Schaltkreis in dem zweiten Betriebsmodus das Ein- und Ausschalten des Wasserflusses zu der Dusche steuert.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß mindestens ein weiterer Sensor (8a, 8b) vorgesehen ist, dessen logischer Schaltkreis in dem zweiten Betriebsmodus die Temperatur des zu der Dusche fließenden Wassers beeinflußt.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein weiterer Sensor (10a, 10b) vorgesehen ist, dessen logischer Schaltkreis in dem zweiten Betriebsmodus die Menge des zu der Dusche fließenden Wassers beeinflußt.