DE1784772C - Steuervorrichtung für eine Wasser Zulaufeinrichtung an einem Waschbecken od.dgl - Google Patents

Description

dockt in oder unier dem Waschbecken angeln acht sein.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, stellen die |-"iihlerll und 21 mit einem Annäherungsschalter 16 in Verbindung, der auf Kapazitätsänderuiiüen der Fühler anspricht. Der Annäherungsschalter 16 enthüll eine Schutzschaltung, die gewährleistet, daß die Zuleitung von den Fühlern nirgendwo geerdet ist. l-'ine solche Schutzschaltung wird üblicherweise für empfindliche kapazitätsmessungen verwendet und ist in der Technik bekannt. Mit der nicht geerdeten Schutzschaltung verbundene Gegenstände haben nur einen vernachlässigbar kleinen Einfluß auf die Fühler. Der Annäherungsschalter 16 steuert die nachstehend erläuterte Vorrichtung entsprechend den auftretenden Kapazitätsänderun«en.

Mit dem Ausgang des Annäherungsschalter 16 ist ein Relais 19 verbunden, das eine Spule 40 und einen kontaktarm 44 besitzt. Wenn das ReIaI* 11 abnefal- :.n ist (der in der Zeichnung dargestell-e Zustand), ist tier Kontaktarm 44 von dem Kontakt 3^l> getrennt. Eine Net/spunnungsquelle IS ist dauernd an die Primärwicklung/' eines Transformator^ 26 angeschlossen. Die Sekundärwicklung S des 1 ransformators 26 steht mit einer herkömmlichen Vollweg-Gleichrichterlirücke 25 in Verbindung. Fin an den Gleiehspaninmgsaiisgangsklemnien der Gleichriehterbrücke 25 anliegender Kondensator 24 dient als Filier für die an ilen Relaisspulen 20 und 30 der Relais 60 und 70 anliegenden Gleichspannung.

Wenn sich die Steuervorrichtung nach Fig. 2 im Ruhezustand befindet, d.h. in dem Y F i g. 2 gezeigten Zustand, liegt an der Primärwicklung /' des Transformators 36, die mit dem Kontakt 39 des Relais 19 in Verbindung steht, keine Spannung an. Die Sekundärwicklung S des Transformators 26 liefert also praktisch keine Spannung über den aus einem Gleichrichter 35, einem Belastungswiüerstand 33 und einem Kondensator 34 bestehenden Gleichriehterkreis an die Basis-Emitter-Strecke eines Transistors 52. Die Basis des Transistors 52 führ! also praktisch keinen Strom. Der gesperrte Transistor 52 hat keinen Einfluß auf den Zustand eines Transistors 53. dessen Basis einen über den Widerstand 55 fließenden Strom aufnimmt, so daß Transistor 53 leite¹. Wenn der Transistor 52 zu einem späteren Zeitpunkt in den lcilendc.i Zustand geschaltet wird, steht der Emitter des Transistors 53 mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 55 und dem Kollektor des Transistors 52 in Verbindung so daß der Basisstrom ■!es Transistors 53 auf einen sehr niedrigen Wert abfällt und der Transistor 53 dadurch gesperrt wird.

Wenn die Steuervorrichtung nach der Fig. 2 im Ruhezustand ist, während ein merklicher Strom zur Basis des Transistors 53 fließt, wird die Relaisspulc 20 des Relais 60 durch den vom Transformator 26 gelieferten Strom erregt, der von der Gleichrichterbrücke 25 über die Relaisspule 20 des Relais 60 und die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 53 zurück zur Gleichrichterbrücke 25 fließt. Wenn der Anker 27 des Rcl;»s 60 am Kontakt 28 anliegt, steht der Fühler 11 mit der Eingangsklemme 43 des Annäherungsschalters 16 in Verbindung. Der Fühler 11 ist also bereit, auf 'ine Kapazitätsänderung anzusprechen, die dann auftritt, wenn ein Benutzer seine Hände in die Nähe des Wasserauslaufs 13 bringt. Die Relaisspule 30 des Relais 70, die über einen parallel •zu der Relaisspulc 20 des Relais 60 verlaufenden Schaltkreis mit dem Ti ausformaior 26 und der Gleichrichleibrücke 25 verbunden ist. wird nicht errem. tla /ur Basis des Transistors 52 kein ausreichend hoher Strom Hießt und der Transistor 52 daher gesperrt ist. Das Relais 70 bleibt also im abgefallenen Zustand. Dadurch bleibt auch der Fühler 21 von der Eingaiiüsklemme 43 des Vniiäherungsschalters 16 getrennt, da der Anker 37 nicht am Kontakt 38 anliegt. Die Relais 60 und 70 können herkömmlicher Bauart sein, vorzugsweise verwendet man jedoch Relais, deren Kontakte schon auf sehr geringe Ströme ansprechen. Die Kondensatoren 50. 51. 56 und 57 dienen zur Unterdrückung erhöhter Einschallspannunsten.

Wenn ein Benutzer mit seinen Händen in die Nähe di> '. fillers, Il kommt, schaltet der AnnäherungN-schalter 16 ilas Relais 19 ein, wodurch über d> 1: Kontakt 39 die Netzspannuii:'si|uelle 18 mit dem Transformator 36 verbunden wird. Dadurch ilk'.ll über den Glcichrichtcrkrei^ mit dem Gleichrichter 35 Strom zum Basis-Emitter-Kreis des Trasistor* 52. wokirch der Transistor 52 leitend wird. 1 licrdurcl, wird das Relais 70 erregt und demzufolge der Fühlu 21 mit der Kingangsklemme 43 des Annäherung^

»5 schalters 16 über den Anker 37 und den Koniakt 38 des Relais 70 verbunden.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der Steuervorrichtung nach Fig. 2 erläutert.

Wenn ein Benutzer sich dem Waschbecken 10

3Q nähert und seine Hände unter den Wasserablauf 13 hält, ändert sich auf Grund der vorhandenen Hände die Kapazität zwischen Fühler 11 und Erdpotential, so daß der Annäherungsschalter 16 betätigt wird, der über den Anker 27 und den Kontakt 28 des Relais 60 mit dem Fühler 11 verbunden ist. Hierdurch werden das Relais 19 und das Magnetventil 17 erregt. Bekanntermaßen steuert das Magnetventil 17 den Wassemilauf zum Wasserauslauf 13, so daß Wasser zu (ließen beginnt. Der Kontaktarm 44 des Relais 19 schließt den Kontakt 39, so daß die Relaisspule 30 des Relais 70 durch den Transistor 52 erregt wird, und zwar über den Schaltkreis, der den 'Transformator 36 mit der Relaisspule 30 verbindet. Dadurch wird der Fühler 21 mit tier Eingangsklcmme 43 des Annäherungsschalters 16 verbunden. Gleichzeitig sperrt der Transistor 53, so daß das Relais 60 abfällt und dabei der Anker 27 vom Kontakt 28 getrennt wird. Der Fühler 21 spricht nun an Stelle des Fühlers 11 auf den vor dem Waschbecken befindlichen Benutzer an. so daß das Magnetventil 17 eingeschaltet bleibt, solange der Benutzer vor dem Waschbecken verweilt. Wenn sich der Benutzer aus dem Bereich des Fühlers 21 entfernt, schaltet der Annüherungsschalt'r 16 das Ventil 17 und die Spule 40 ab Dabei wird wieder der Fühler 11 an die Eingangsklemme 43 des Annäherungsschalters 16 angeschlossen, die dann wieder für dar, nächste Arbeitsspiel bereitsteht.

Die Relais 60 und 70 und ihre angeschlossenen Schaltkreise und Kontakte können in einer Abschirmung 42 untergebracht sein, die durch die gestrichelten Linien angedeutet ist und die an einer zugänglichen Stelle in einem Gehäuse unter oder neben dem Waschbecken 10 vorgesehen sein kann. Die Abschirmung 42 ist über die Klemme 41 mit den beiden Schutzgittern 12 und 22 verbunden, die die Fühler umgeben. Diese Verbindungen werden am zwecknnißigsl'.'n durch Koaxialkabel hergestellt, die einen

I 784 772

S"

isolierten Mittdleiter besil/en. der dl·.· Klemmen 45 und 46 mit dem Fühler 11 und dem Schutzgitter 12 verbindet.

Hei einem praktischen Ausfüiirungsbeispiel tier ILrfindung wurde das Waschbecken 10 aus '.ineni nichtleitenden Material hergestellt, so daß beide Fühler IJ und 21 durch die Beckenwand hindurch auf die Annäherung eines Benutzers ansprechen können. Folgende Schaltelemente wurden verwendet:

Transformatoren 26 und 36 Primärspulc 120 V

Sekundärspule 6 V Kondensatoren 50 und 51 0,1 μΡ, 50 V Nennwert

Kondensator 24 250 μF₁ 50 V Nennwert

Kondensator 34 50 |iF, K) V Nennwert

Kondensatoren 56 und 57 0,01 |iF, 25 V Nennwert

Rclaisspulc 20 und 30 300 Ohm

Netzspannungsquellc 18 .. 120 V Wechselspannung,

60Hz

Widerstand 23 10 Ohm

Bclaslungswiderslände 33

und 54 106 0hm

Widerstand 55 47 000 0hm

Außerdem wurden folgende Kapazitäten der Fühler gemessen:

Kapazität eines Fühlers gegen F.rdpolcnlial 7,9 pF

Kapazität eines Fühlers gegen Schutzgitter 70 pF Kapazität des Schutzgitters gegen

F.rdpotcntial 260 pF

Bei Verwendung der obigen Parameter kann jeder Fühler so eingestellt werden, daß er den Annäherungsschalter 16 dann betätigt, wenn ein Benutzet seine Hände bis auf einen Abstand von etwa 15 cm zu den Fühlern heranbringt.

Im Zusammenhang mit den obigen Meßwerten ist darauf hinzuweisen, daß die in der Nähe eines Fühlers angebrachten elektrischen Bauelemente einen vernachlässigbar kleinen Finlliiß auf die Empfindlichkeit haben, falls die Fühler durch Schutzgitter abgeschirmt sind und f;ills diese Schutzgitter und die Relais 60 und 70 gegen F.rdpotenlial isoliert sind. Wenn die Schulzgitter der Fühler direkt an Erdpolcntinl liegen würden, wäre die Empfindlichkeit erheblich geringer.

13er Fühler 11 spricht also diirauf an, daß ein Benutzer seine Hände unter den Wasserauslauf 13 oder in die Nahe des Wasserauslaufes 13 bringt. Unter Steuerung durch den Fühler 111 schaltet dann der

ίο Annäherungsschalter 16 das Magnetventil 17 ein und trennt nahezu gleichzeitig den Fühler 11 von dem Annäherungsschalter 16. An Stelle des Fühlers 11 wird also der Fühler 21 an den Annäherungsschalter 16 angeschlossen. Der Fühler 21 hält den Annähcrungsschaltcr 16 weiterhin im eingeschalteten Zustand, bis der Benutzer den Bereich des Waschbeckens 10 verläßt. Dann wird der Fühler 21 von dem Annäherungsschalter 16 getrennt und wiederum der Fühler 11 an den Annäherungsschalter angeschlossen.

a« Die Abschirmung 42 und die damit verbundenen Außenleiter der Koaxialkabel müssen mit der vorgesehenen Schutzschaltung verbunden sein, damit keine zusätzliche Kapazität zwischen dem Fühler 11 oder Fühler 21 und Erdpotcnlial auftritt. Mit Hilfe

»5 der Transformatoren 26 und 36 wird erreicht, daß die Impedanz zwischen der Abschirmung42 und Erdpotential auf einem hohen Wert gehalten wird. Bei der Steuervorrichtung nach F i g. 2 entspricht diese zwischen Abschirmung und Erupotcniiai herrschende Impedanz im wesentlichen der Wicklungskapazitäl zwischen Primär- und Sekundärwicklung der Transformatoren 26 und 36.

Die erfindungsgcmäßc Steuervorrichtung kann zur Steuerung des Wasserzulaufs mit jeder beliebigen Anzahl von Fühlern verwendet werden. Die Steuervorrichtung kann so eingestellt werden, daß die verschiedenen Fühler auf die Annäherung verschiedener Kör perteile eines Benutzers ansprechen. Der Wasserzulaul wird erst dann ermöglicht, wenn sämtliche Kapazi täten der Fühler einen bestimmten Wert crrcicln haben. Aus dem Wasserauslauf läuft Wasser, solangi einer dieser bestimmten Kapazitätswertc vorliegt Wenn die letzte Kapazität unter den bestimmten Wer absinkt, wird der Wasserzulauf unterbrochen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   !. Steuers orriehtung für eine Wasserzulaufeinriehlunu an einem Waschbecken od. dg!., mit einem den Wasserzulauf regulierenden Magr.*·!- \ cn ti 1. das \on einer elektrischen Vorrichtung mit mehreren kapazitiven Fühlern gesteuert wird. dadurch gekennzeichnet, daß die kapazitiven Fühler (II. 21) bestimmten Körperteilen de-- Benutzers zugeordnet sind und daß der Wasser/ulauf -.ur dann freigegeben wird, wenn sämtliche kapazitiven Fühler (11, 21) eine Kapazitätsänderung um einen bestimmten Betrag aufweisen.
2. 2. Steuer., rriehtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserzulauf erst dann wieder unterbrochen wird, wenn bei sämtlichen kapazitiven Fühlern (II, 21) die Kapazitätsänderung zuriiekgegang η ist.
3. 3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dad zwei kapazitive Fühler (II, 21) vorgesehen sind, von denen der eine Fühler (II) in Ruhestellung an einen Annäherungsschalter (16) angeschlossen ist, der bei einer Kapazitätsänderung des angeschlossenen Fühlers (11) um einen bestimmten Betrag eingeschaltet wird, wodurch das Magnetventil (17) betätigt und dadurch der WassT/ulauf freigegeben, sowie der eine angeschlossene Fühler (11) vom Annäherungsschalter (16) gleich wieder abgetrennt und der andere Fühler (21) angeschlossen wird, der den Annäherungsschalter (16) ausgelöst und dadurch das Magnetventil (17) eingeschaltet hält, solange er eine Kapazitätsänderung um einen bestimmten Betr.ig aufweist.
4. 4. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühler (11, 21) an einem Waschbecken (10) derart angeordnet sind, daß sich die Kapazität des einen Fühlers (11) um einen vorbestimmten Betrag ändert, wenn ein Benutzer seine Hände unter den Wasserauslauf (13) hält, und sich die Kapazität des anderen Fühlers (21) um einen vorbestimmten Betrag ändert, wenn sich ein Benutzer vor dem Becken befindet.
5. 5. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eine FL .ler (11) an der hinleren Beckenwand und der andere Fühler (21) an der vorderen Beckenwand angeordnet ist.
6. 6. Steuervorrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß der eine Fühler (11) über ein in der Ruheste'lung geschlossenes Relais (70) und der andere Fühler (21) über ein in der Ruhestellung geöffnetes Relais (60) mit dem Annäherungsschalter (16) verbunden sind und diese Relais (60, 70) von einem vom Annäherungsschalter (16) gesteuerten Relais (19) umsteuerbar sind, über das auch das Magnetventil (17) betätigt wird und das in der Ruhestellung geöffnet, bei ausgelöstem Annäherungsschalter (16) jedoch geschlossen ist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn/eidinet, dall die Relais (60, 70) gegen Crdpotential abgeschirmt sind.

   Die Gründung betrifft eine Steuervorrichtung für

   eine Wasserzulaufeinrichtung an einem Waschbecken od. dgl. mit einem den Wasserzulauf regulierenden Magnetventil, das von einer elektrischen Vorrichtung mit mehreren kapazitiven Fühlern gesteuert wird.

   Aus der französischen Patentschrift 1 4⁽/3 14^l) ist bereits eine Steuervorrichtung für eine Wasserzulaufeinrichtung an einem Waschbecken mit dem Warmwasserzulauf und dem Kaltwasserzulauf renulierenden Magnetventilen bekannt, die von einer elektrischen Vorrichtung mit drei Fühlern gesteuert werden, uie ansprechen, sobald sich ein Benutzer ihnen nähert. Die Fühler sind an der Vorderseite des Waschbeckens in einer Reihe angeordnet, wobei der eine Fühler die Kaltwasserzufuhr, der andere Fühler die Warmwasserzufulir und der mittlere Fühler die Zufuhr eines aus Kaltwasser und Warmwasser bestehenden Gemisches steuert. Fin vor den' Waschbecken stehender Benutzer kann durch entsprechende

   ao Veränderung seiner Stellung in bezug auf die Fühler eine entsprechende Wassertemperatur einstellen.

   Bei der bekannten Steuervorrichtung wird die Wasserzufuhr von jeder Person eingeschaltet, die sich dem Waschbecken nähert, d. h. also auch von Personen, die nur am Waschbecken vorbeilaufen und auch von Personen, die sich vor einem gegebenenfalls über dem Waschbecken angeordneten Spiegel zurechtmachen.

   Der Gründung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung für eine Wasserzulaufeinrichtung an einem Waschbecken od. dgl. zu i':haffen, die zur Vermeidung von unnötigem Wasserverbrauch die Wasserzufuhr nur dann auslöst, wenn sich ein Wasserzufuhr fordernder Benutzer an dem Waschbecken od. dgl. beündet.

   Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Steuervorrichtung der eingangs genannten Art dadurch, daß die kapazitiven Fühler bestimmten Körperteilen des Benutzers zugeordnet sind und daß der Wasserzulauf nur dann freigegeben wird, wenn sämtliche kapazitiven Fühler eine Kapazitätsänderung um einen bestimmten Betrag aufweisen.

   Weitere Merkmale der Gründung sind in den Ansprüchen 2 bis 7 angegeben.

   Die Gründung wird nun näher an Hand der Zeichnung erläutert; in dieser zeigt

   Fig. 1 eine Ansicht eines Waschbeckens mit zwei kapazitiven Fühlern für eine Steuervorrichtung nach der Gründung und

   F'i g. 2 ein Schaltbild einer Steuervorrichtung nach der Gründung.

   It Fig. I ist ein Waschbecken 10 mit einem über dem Becken 14 angebrachten Wasserauslauf 13 gezeigt. Am niedrigsten Punkt des Beckens 14, vorzugsweise unterhalb der öffnung des Wasserauslaufs 13, beündet sich ein Ablauf 15. An der hinteren, senkrechten Beckenwand befindet sich unterhalb des Wasserauslaufs 13 ein erster kapazitiver Fühler 11, der gestrichelt gezeichnet ist. Vor dem Fühler befindet sich ein Schutzgitter 12, das den Fühler umgibt und mit der Innenfläche des Beckens abschließt. Das Handwaschbecken enthält außerdem einen zweiten kapazitiven Fühler 21, der ebenfalls gestrichelt gezeichnet ist und sich im vorderen Beckenrand befindet. Der Fühler 21 ist ebenfalls von einem Schutzgitter 22 umgeben, das mit der vorderen, senkrechten Außenwand des Beckens abschließt. Beide Fühler und ihre Schutzgitter können selbstverständlich ver-