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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Bewegungseinrichtung zum Bewegen
eines Verschlusselements zum Verschließen einer Abflussöffnung,
insbesondere einer Abflussöffnung
einer Spüle
oder eines Waschtisches.
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Bekannte
Spülen
sind mit einer mechanischen Bewegungseinrichtung zum Bewegen eines Verschlusselements
zum Verschließen
einer Abflussöffnung
der Spüle
versehen, welche einen an der Spülenoberseite
vorgesehenen Drehbetätigungsknopf
umfasst, welcher eine Bewegung des Verschlusselements von einer
Offenstellung in eine Schließstellung
oder in umgekehrter Richtung verursacht, wenn er von einem Benutzer
der Spüle
gedreht wird. Dabei wird die Drehbewegung des Drehbetätigungsknopfes
beispielsweise mittels einer Seilzugverbindung in eine lineare Bewegung
des Verschlusselements gewandelt.
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Bei
einer solchen Seilzugverbindung ist jedoch von Nachteil, dass eine
Verwindung des Seilzugs bei ungünstiger
Einbaulage die Bedienung des Drehbetätigungsknopfes erheblich erschweren
kann. Ferner schränkt
die Seilzugverbindung die Möglichkeiten
hinsichtlich der Gestaltung der Rohranschlüsse der Spüle ein. Darüber hinaus behindert ein über die
Spülenoberseite
vorstehender Drehbetätigungsknopf
die Reinigung der Spüle
und ermöglicht
die Anlagerung von Kalk, Schmutz und Bakterien. Unter Umständen kann
sich der über
die Spülenoberseite vorstehende
Drehbetätigungsknopf
auch unvorteilhaft auf den ästhetischen
Gesamteindruck der Spüle auswirken.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bewegungseinrichtung
zum Bewegen eines Verschlusselements zum Verschließen einer
Abflussöffnung
einer Spüle
oder eines Waschtisches zu schaffen, welche einfach und zuverlässig betätigbar ist
und eine große
Flexibilität
bei der Gestaltung der Spüle
und der Anschlüsse
der Spüle
bzw. des Waschtisches erlaubt.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Bewegungseinrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
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Dadurch,
dass die Bewegung des Verschlusselements von der Offenstellung in
die Schließstellung
oder in umgekehrter Richtung mittels eines elektrisch betriebenen
Antriebselements bewirkt wird, wird erreicht, dass die für die Bewegung
des Verschlusselements erforderliche Kraft nicht mehr vom Benutzer
beim Betätigen
eines Betätigungselements, beispielsweise
eines Drehbetätigungsknopfes,
aufgebracht werden muss, sondern dass diese Antriebskraft unabhängig vom
Benutzer von dem elektrisch betriebenen Antriebselement erzeugt
wird. Dies erlaubt eine ergonomischere, einfache und sichere Bedienung
der Bewegungseinrichtung, insbesondere auch dann, wenn der Benutzer
nasse Hände
hat.
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Da
bei der erfindungsgemäßen Bewegungseinrichtung
kein mechanischer Antriebsstrang mehr von einem Drehbetätigungsknopf
bis zu dem Verschlusselement geführt
werden muss, ist die Bewegungseinrichtung leichter zu montieren
und hinsichtlich der Anordnung, Ausrichtung und Ausbildung ihrer
Komponenten flexibler gestaltbar.
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Wenn
das Verschlusselement eine seiner Endstellungen erreicht, kann die
Bewegungseinrichtung mittels eines Endschalters abgeschaltet werden.
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Insbesondere
kann vorgesehen sein, dass die Bewegungseinrichtung einen Elektromotor
umfasst.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass die Bewegungseinrichtung einen elektrisch betriebenen Stellmotor
umfasst.
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Der
Elektromotor kann, um eine von Benutzern der Spüle bzw. des Waschtisches im
allgemeinen bevorzugte relativ langsame Bewegung des Verschlusselements
zu erzielen, mit einem Untersetzungsgetriebe, insbesondere mit einem
Stirnradgetriebe, versehen sein.
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Alternativ
oder ergänzend
hierzu kann vorgesehen sein, dass die Bewegungseinrichtung einen Elektromagneten
umfasst.
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Insbesondere
kann vorgesehen sein, dass der Elektromagnet ein bewegliches Element
umfasst, das von einer ersten Endstellung, welche der Offenstellung
des Verschlusselements zugeordnet ist, in eine zweite Endstellung,
welche der Schließstellung des
Verschlusselements zugeordnet ist, bewegbar ist.
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Ferner
kann vorgesehen sein, dass die Bewegungseinrichtung eine Kopplungseinrichtung
umfasst, mittels welcher eine lineare Bewegung eines Elements des
Elektromagneten in eine Drehbewegung wandelbar ist.
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Insbesondere
kann vorgesehen sein, dass eine solche Kopplungseinrichtung einen
Bowdenzug umfasst.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bewegungseinrichtung
ist ferner vorgesehen, dass die Bewegungseinrichtung eine Steuereinrichtung
zum Ansteuern des Antriebselements umfasst.
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Eine
besondere hohe Flexibilität
hinsichtlich der Bedienungs- und Steuermöglichkeiten der Bewegungseinrichtung
wird erzielt, wenn die Steuereinrichtung ein programmierbares Steuergerät, insbesondere
einen Mikrocontroller, umfasst.
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Ferner
ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Bewegungseinrichtung mindestens
ein Betätigungselement
zum Auslösen
einer Bewegung des Verschlusselements umfasst.
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Ein
solches Betätigungselement
kann beispielsweise einen Schalter, insbesondere einen Taster, umfassen.
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Alternativ
oder ergänzend
hierzu kann ein solches Betätigungselement
beispielsweise einen kapazitiven Sensor umfassen.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung eines solchen Betätigungselements
ist vorgesehen, dass das Betätigungselement
eine, vorzugsweise sichtseitige, Abdeckung für den Sensor umfasst.
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Um
zu erreichen, dass eine Kapazitätsänderung
in dem Bereich oberhalb der Abdeckung durch den Sensor detektierbar
ist, ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Abdeckung aus einem
dielektrischen Material gebildet ist.
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Alternativ
oder ergänzend
zu einem kapazitiven Sensor kann auch vorgesehen sein, dass das Betätigungselement
einen druckempfindlichen Sensor umfasst.
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Insbesondere
kann vorgesehen sein, dass das Betätigungselement einen piezoelektrischen Sensor
umfasst.
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Um
eine Fehlauslösung
eines druckempfindlichen Sensors durch eine Druckbeanspruchung der Spüle außerhalb
des Detektionsbereichs des Sensors zu vermeiden, kann vorgesehen
sein, dass das Betätigungselement
eine relativ zu der Spüle
bzw. dem Waschtisch bewegliche Abdeckung umfasst. Die Ausübung eines
Drucks auf die Abdeckung löst dann
ein Ansprechen des druckempfindlichen Sensors aus, während die
relativ zu der Spüle
bzw. dem Waschtisch bewegliche Abdeckung so von der Spüle bzw.
dem Waschtisch entkoppelt ist, dass eine Fehlauslösung durch
eine Druckbeanspruchung eines anderen Teils der Spüle bzw.
des Waschtisches ausgeschlossen ist.
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Um
eine Fehlauslösung
des Betätigungselements
durch große,
auf die Spüle
bzw. den Waschtisch aufgelegte Gegenstände und/oder durch auf der
Oberseite der Spüle
bzw. des Waschtisches stehendes Wasser zu vermeiden, ist bei einer
bevorzugten Ausgestaltung der Bewegungseinrichtung vorgesehen, dass
das Betätigungselement
mindestens zwei Sensoren umfasst, die voneinander verschiedene Detektionsbereiche
aufweisen, wobei eine Bewegung des Verschlusselements dann ausgelöst wird, wenn
einer der Sensoren anspricht und der jeweils andere Sensor nicht
anspricht.
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Um
Fehlauslösungen
des Betätigungselements
zu vermeiden, ist es ferner von Vorteil, wenn das Betätigungselement
mindestens einen Sensor mit einstellbarer Empfindlichkeit umfasst.
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Die
Empfindlichkeit kann entweder am Sensor selbst oder mittels der
Steuereinrichtung der Bewegungseinrichtung einstellbar sein.
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Um
einen Sensor vor Feuchtigkeit und Schmutz zu schützen, kann vorgesehen sein,
dass die Bewegungseinrichtung einen in einem Gehäuse angeordneten Sensor umfasst.
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Bei
bevorzugten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Bewegungseinrichtung ist
vorgesehen, dass das Betätigungselement
so ausgebildet und an der Spüle
bzw. dem Waschtisch angeordnet ist, dass es nicht über die
Oberseite des das Betätigungselement
umgebenden Bereichs der Spüle
bzw. des Waschtisches nach oben übersteht.
So wird vermieden, dass das Betätigungselement
eine Erhebung an der Spüle
bzw. dem Waschtisch bildet, welche die Reinigung der Oberfläche der
Spüle bzw.
des Waschtisches erschwert und die Anlagerung von Kalk, Schmutz
und/oder Bakterien ermöglicht.
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Besonders
günstig
ist es in dieser Hinsicht, wenn das Betätigungselement an der Unterseite
der Spüle
bzw. des Waschtisches angeordnet ist, wo es vor Verschmutzung und
Spritzwasser besonders gut geschützt
ist.
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Um
dem Benutzer der Spüle
bzw. des Waschtisches in diesem Fall die Lage des Betätigungselements
anzuzeigen, ist vorzugsweise an der über dem Betätigungselement liegenden Stelle
der Oberseite der Spüle
bzw. des Waschtisches eine Markierung, beispielsweise eine Farbmarkierung, eine
lokale Erhebung an der Spüle
bzw. dem Wachtisch oder eine Prägung,
vorgesehen, welche den Benutzer auf die Lage des Betätigungselements
hinweist.
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Wenn
die Spüle
bzw. der Waschtisch mehrere Abflussöffnungen aufweist, so ist vorteilhafterweise
vorgesehen, dass die Bewegungseinrichtung mehrere Antriebselemente
zum Bewegen jeweils eines Verschlusselements einer Abflussöffnung umfasst.
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Insbesondere
kann vorgesehen sein, dass für
jedes Verschlusselement ein Antriebsstrang vorhanden ist, wobei
die Antriebsstränge über eine Kupplungseinrichtung
selektiv mit einem Antriebsmotor verbindbar sind.
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Alternativ
hierzu kann auch vorgesehen sein, dass für jeden Antriebsstrang ein
eigener Antriebsmotor vorhanden ist.
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Um
die Antriebselemente für
die Verschlusselemente der verschiedenen Abflussöffnungen unabhängig voneinander
betätigen
zu können,
kann dabei vorgesehen sein, dass die Bewegungseinrichtung mehrere
Betätigungselemente
umfasst, wobei mit jedem Betätigungselement
jeweils die Bewegung eines diesem Betätigungselement zugeordneten
Verschlusselements auslösbar
ist.
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Alternativ
oder ergänzend
hierzu kann auch vorgesehen sein, dass die Bewegungseinrichtung mindestens
ein Betätigungselement
aufweist, mit welchem wahlweise die Bewegung von einem von mindestens
zwei Verschlusselementen auslösbar
ist. Auf diese Weise wird die Anzahl der vorzusehenden Betätigungselemente
reduziert.
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In
diesem Fall kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Betätigungselement
in mindestens zwei voneinander verschiedenen Betätigungsarten betätigbar ist,
wobei jede Betätigungsart
jeweils eines Bewegung eines der betreffenden Betätigungsart
zugeordneten Verschlusselements auslöst.
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So
kann beispielsweise vorgesehen sein, dass mindestens zwei der Betätigungsarten
des Betätigungselements
sich hinsichtlich der Dauer der Einwirkung eines Benutzers auf das
Betätigungselement
unterscheiden.
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Insbesondere
könnte
vorgesehen sein, dass bei einer langen Betätigungsdauer des Betätigungselements
das eine Verschlusselement und bei einer kurzen Betätigungsdauer
ein anderes Verschlusselement bewegt wird.
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Alternativ
oder ergänzend
hierzu kann auch vorgesehen sein, dass mindestens zwei der Betätigungsarten
sich hinsichtlich der Anzahl von innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls
aufeinanderfolgenden Einwirkungsvorgängen eines Benutzers auf das
Betätigungselement
voneinander unterscheiden.
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So
könnte
vorgesehen sein, dass ein einzelner Einwirkungsvorgang eines Benutzers
eine Bewegung des einen Verschlusselements auslöst, während zwei innerhalb einer
vorgegebenen Zeitspanne aufeinanderfolgende Einwirkungsvorgänge eines
Benutzers die Bewegung eines anderen Verschlusselements auslösen.
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Die
erfindungsgemäße Bewegungseinrichtung
weist vorteilhafterweise eine zusätzliche Überlaufschutzfunktion auf,
wenn die Bewegungseinrichtung mindestens einen Sensor umfasst, der
bei Erreichen eines vorgegebenen Pegelstandes in einem Becken der
Spüle bzw.
des Waschtisches eine Bewegung des dem betreffenden Becken zugeordneten Verschlusselements
in die Offenstellung auslöst.
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Als
ein solcher Überlaufsensor
wird vorzugsweise ein kapazitiver Sensor verwendet, der durch die
Kapazitätsänderung
in der Nähe
des Sensors aufgrund des in den Detektionsbereich des Überlaufschutz-Sensors
angestiegenen Wassers ein Betätigungssignal
auslöst.
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Insbesondere
kann vorgesehen sein, dass das Antriebselement so gesteuert wird,
dass es das Verschlusselement in eine Offenstellung bewegt, wenn
der Pegelstand in dem Becken einen ersten Schwellenwert überschreitet,
und dass das Antriebselement das Verschlusselement in eine Schließstellung
bewegt, wenn der Pegelstand in dem Becken einen zweiten Schwellenwert
unterschreitet, wobei der zweite Schwellenwert niedriger ist als
der erste Schwellenwert. Dadurch, dass der erste und der zweite
Schwellenwert voneinander verschieden sind, wird dabei eine Schalthysterese
erzielt, welche ein stabiles Schaltverhalten des den Überlaufsensor,
das Antriebselement und eine Steuereinrichtung für das Antriebselement umfassenden
Regelkreises zur Folge hat.
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Hierfür ist es
ferner günstig,
wenn der Überlaufsensor
ein Signal erzeugt, aus dem ersichtlich ist, ob der Pegelstand in
dem Becken oberhalb des ersten Schwellenwerts oder unterhalb des
zweiten Schwellenwerts liegt.
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Alternativ
oder ergänzend
hierzu kann vorgesehen sein, dass mindestens zwei Überlaufsensoren
an dem Becken angeordnet sind, wobei ein erster Überlaufsensor ein Signal erzeugt,
aus dem ersichtlich ist, ob der Pegelstand oberhalb des ersten Schwellenwerts
liegt, und ein zweiter Überlaufsensor ein
Signal erzeugt, aus dem ersichtlich ist, ob der Pegelstand unterhalb
des zweiten Schwellenwerts liegt.
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Ferner
kann bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen
sein, dass das Antriebselement so gesteuert wird, dass es das Verschlusselement
in eine erste Offenstellung bewegt, wenn der Pegelstand in dem Becken einen
ersten Schwellenwert überschreitet,
und dass das Antriebselement das Verschlusselement in eine zweite
Offenstellung bewegt, wenn der Pegelstand in dem Becken einen zweiten
Schwellenwert überschreitet,
wobei der zweite Schwellenwert oberhalb des ersten Schwellenwerts
liegt und in der zweiten Offenstellung die Abflussöffnung weiter
geöffnet
ist als in der ersten Offenstellung.
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Dabei
soll eine Abflussöffnung
auch dann als "weiter
geöffnet" gelten, wenn sich
zwar die Größe der freigegebenen
Abflussöffnung
zwischen den beiden Offenstellungen nicht verändert, aber das Verschlusselement
sich in der zweiten Offenstellung weiter von der Abflussöffnung entfernt
befindet als in der ersten Offenstellung, so dass der Zugang zu
der Abflussöffnung
für das
abfließende
Wasser erleichtert ist und somit das Wasser rascher abfließen kann.
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Bei
dieser Ausgestaltung der Erfindung kann der Pegelstand in dem Becken
besonders fein reguliert und das Beckenvolumen besser ausgenutzt
werden.
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Hierbei
kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Überlaufsensor ein Signal erzeugt,
aus dem ersichtlich ist, ob der Pegelstand in dem Becken oberhalb
des ersten Schwellenwerts oder oberhalb des zweiten Schwellenwerts
liegt.
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Alternativ
oder ergänzend
hierzu kann auch vorgesehen sein, dass mindestens zwei Überlaufsensoren
an dem Becken angeordnet sind, wobei ein erster Überlaufsensor ein Signal erzeugt,
aus dem ersichtlich ist, ob der Pegelstand oberhalb des ersten Schwellenwerts
liegt, und ein zweiter Überlaufsensor ein
Signal erzeugt, aus dem ersichtlich ist, ob der Pegelstand oberhalb
des zweiten Schwellenwerts liegt.
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Ferner
kann bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen
sein, dass das Antriebselement so gesteuert wird, dass es das Verschlusselement
in eine Offenstellung bewegt und für eine vorgegebene Mindestöffnungszeit
in der Offenstellung belässt,
wenn der Pegelstand in dem Becken einen Schwellenwert überschreitet.
Auf diese Weise kann ein stabiles Schaltverhalten der Bewegungseinrichtung
auch dann erzielt werden, wenn ein digitaler Überlaufsensor verwendet wird,
welcher lediglich die Anwesenheit von Wasser im Detektionsbereich
des Überlaufsensors
anzeigt, ohne dass aus dem Sensorsignal Angaben über die Höhe des Pegelstandes ableitbar
sind.
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In
diesem Fall ist ferner vorteilhafterweise vorgesehen, dass das Antriebselement
so gesteuert wird, dass es dass Verschlusselement nach Ablauf der
Mindestöffnungszeit
in eine Schließstellung
bewegt, wenn der Pegelstand in dem Becken nach Ablauf der Mindestöffnungszeit
den Schwellenwert unterschreitet.
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Um
zu verhindern, dass ein Überlaufsensor durch
ein Sensorsignal, das durch Wasserspritzer und/oder kurzzeitig hochschwappendes
Wasser ausgelöst
worden ist, ein unnötiges Öffnen der
Abflussöffnung
bewirkt, kann vorgesehen sein, dass mindestens zwei Überlaufsensoren
an dem Becken angeordnet sind, wobei eine Bewegung des Verschlusselements
durch das Antriebselement nur dann ausgelöst wird, wenn mindestens zwei
dieser Überlaufsensoren
einen erhöhten
Pegelstand in dem Becken anzeigen.
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Besonders
günstig
ist es in diesem Fall, wenn die mindestens zwei Überlaufsensoren an voneinander
verschiedenen Seitenwänden
des Beckens angeordnet sind.
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Um
einen Benutzer der Spüle
bzw. des Waschtisches über
den Betriebszustand der Bewegungseinrichtung unterrichtet zu halten,
ist es günstig,
wenn die Bewegungseinrichtung eine Signaleinrichtung mit einem Signalgeber
umfasst, welcher ein von einem Benutzer wahrnehmbares Signal erzeugt, wenn
das Verschlusselement mittels des Antriebselements bewegt wird.
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Besonders
günstig
ist es, wenn die Signaleinrichtung ein von einem Benutzer wahrnehmbares Signal
erzeugt, wenn das Verschlusselement infolge eines Signals eines Überlaufsensors
bewegt wird, also ohne dass der Benutzer die Bewegung des Verschlusselements
durch Betätigen
einer Betätigungseinrichtung
selbst hervorgerufen hat.
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Ergänzend zu
einem optischen Signalgeber kann vorgesehen sein, dass die Signaleinrichtung
einen akustischen Signalgeber umfasst.
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Um
den Signalgeber vor Verschmutzung und vor dem Eindringen von Feuchtigkeit
zu schützen,
ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Signalgeber an der Unterseite
einer Spüle
bzw. eines Waschtisches angeordnet ist.
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Um
den Benutzer möglichst
detailliert über den
jeweiligen Betriebszustand der Bewegungseinrichtung zu unterrichten,
ist es günstig,
wenn der Signalgeber mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei,
verschiedene Signale erzeugt, die verschiedenen Betriebszuständen der
Bewegungseinrichtung zugeordnet sind.
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Bei
einer besonderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bewegungseinrichtung kann
ferner vorgesehen sein, dass die Bewegungseinrichtung mindestens
ein Betätigungselement
zum Auslösen
einer Bewegung des Verschlusselements und eine mit dem Betätigungselement
verbundene Steuereinrichtung umfasst, welche in einen "Teach"-Modus schaltbar
ist, in welchem eine von einem Benutzer bevorzugte Betätigungsart
des Betätigungselements
einstellbar ist.
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Wenn
der "Teach"-Modus eingeschaltet
ist, kann der Benutzer der Spüle
bzw. des Waschtisches seine Art der Betätigung des Betätigungselements selbst
einstellen, das heißt
die Steuereinrichtung "erlernt" im "Teach"-Modus, ob der Benutzer
beispielsweise eine kurze oder eine lange Kontaktzeit mit dem Betätigungselement
bevorzugt, um eine Betätigung der
Bewegungseinrichtung auszulösen.
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Hierzu
wiederholt der Benutzer bei eingeschaltetem "Teach"-Modus seine bevorzugte Betätigungsart
des Betätigungselements
mehrmals nacheinander, wobei die Steuereinrichtung jeweils die Länge der
Betätigungsdauer
registriert.
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Nach
Umschalten aus dem "Teach"-Modus in den normalen
Arbeitsmodus der Steuereinrichtung reagiert die Steuereinrichtung
nur dann auf eine Betätigung
des Betätigungselements,
wenn die Betätigungsdauer
innerhalb einer vorgegebenen Toleranz mit den während des "Teach"-Modus "angelernten" Betätigungsdauern übereinstimmt.
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Außer einer
bevorzugten Betätigungsdauer kann
im "Teach"-Modus beispielsweise
auch eine bevorzugte Anzahl von in einem vorgegebenen Zeitintervall
aufeinanderfolgenden Betätigungsimpulsen von
der Steuereinrichtung "erlernt" werden.
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Anspruch
42 ist auf eine Spüle
oder einen Waschtisch gerichtet, die bzw. der mindestens eine Abflussöffnung und
ein Verschlusselement zum Verschließen der mindestens einen Abflussöffnung sowie
eine erfindungsgemäße Bewegungseinrichtung zum
Bewegen des Verschlusselements zum Verschließen der Abflussöffnung umfasst.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden
Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Bewegungseinrichtung zum Bewegen
eines Verschlusselements zum Verschließen der Abflussöffnung einer
Spüle,
die eine Steuereinrichtung, eine Betätigungseinrichtung, einen Netzanschluss
und eine Antriebseinrichtung für
das Verschlusselement umfasst;
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2 eine
schematische perspektivische Darstellung einer Spüle mit einer
Bewegungseinrichtung zum Bewegen des Verschlusselements zum Verschließen der
Abflussöffnung;
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3 eine
schematische Draufsicht von unten auf die Spüle aus 2;
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4 eine
schematische Ansicht von hinten der Spüle aus den 2 und 3;
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5 eine
schematische Seitenansicht von links der Spüle aus den 2 bis 4;
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6 eine
schematische Seitenansicht von rechts der Spüle aus den 2 bis 5;
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7 einen
schematischen Schnitt durch die Spüle aus den 2 bis 6 im
Bereich einer Betätigungseinrichtung
der Bewegungseinrichtung der Spüle;
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8 eine
vergrößerte Darstellung
des Bereichs I aus 7;
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9 eine
schematische Draufsicht auf ein Zwei-Zonen-Sensorfeld;
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10 einen
schematischen Schnitt durch eine druckempfindliche Betätigungseinrichtung;
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11 eine
schematische Seitenansicht einer Abflussventilanordnung, die eine
Abflussöffnung mit
einem Verschlusselement und einen Stellmotor zum Bewegen des Verschlusselements
umfasst, wobei sich das Verschlusselement in einer Schließstellung
befindet;
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12 einen
schematischen Schnitt durch die Abflussventilanordnung aus 11,
wobei sich das Verschlusselement in einer Schließstellung befindet;
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13 eine
der 11 entsprechende Darstellung, wobei sich das Verschlusselement
in einer Offenstellung befindet;
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14 eine
der 12 entsprechende Darstellung, wobei sich das Verschlusselement
in einer Offenstellung befindet;
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15 eine
schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Bewegungseinrichtung
zum Bewegen eines Verschlusselements zum Verschließen der
Abflussöffnung
einer Spüle,
wobei die Bewegungseinrichtung einen Elektromagneten als Antriebselement
umfasst;
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16 eine
schematische perspektivische Darstellung einer Spüle mit der
zweiten Ausführungsform
einer Bewegungseinrichtung;
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17 eine
weitere perspektivische Darstellung einer Spüle mit der zweiten Ausführungsform
einer Bewegungseinrichtung;
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18 eine
Draufsicht von unten der Spüle aus
den 16 und 17;
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19 eine
schematische Ansicht von hinten der Spüle aus den 16 bis 18;
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20 eine
schematische Seitenansicht von links der Spüle aus den 16 bis 19;
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21 eine
schematische Seitenansicht von rechts der Spüle aus den 16 bis 20;
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22 einen
schematischen Schnitt durch ein Becken einer Spüle mit einer dritten Ausführungsform
einer Bewegungseinrichtung mit einem Überlaufsensor;
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23 einen
schematischen Schnitt durch ein Becken einer Spüle mit einer vierten Ausführungsform
einer Bewegungseinrichtung mit zwei übereinander angeordneten Überlaufsensoren;
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24 einen
schematischen Schnitt durch ein Becken einer Spüle mit einer fünften Ausführungsform
einer Bewegungseinrichtung mit zwei in gleicher Höhe angeordneten Überlaufsensoren;
und
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25 einen
schematischen Schnitt durch ein Becken einer Spüle mit einer sechsten Ausführungsform
einer Bewegungseinrichtung mit zwei Überlaufsensoren und einem Signalgeber.
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Gleiche
oder funktional äquivalente
Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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Eine
in den 1 bis 14 dargestellte, als Ganzes
mit 100 bezeichnete Spüle
umfasst eine im wesentlichen horizontale Spülenfläche 102, in welcher
ein Hauptbecken 104 und ein kleineres und weniger tiefes
Zusatzbecken 106 angeordnet sind und über welche sich eine hinter
dem Zusatzbecken 106 angeordnete Batteriebank 107 erhebt.
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Das
Zusatzbecken 106 ist an seinem Boden mit einer Abflussöffnung 108 versehen.
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Das
Hauptbecken 104 ist an seinem Boden mit einer Abflussöffnung 110 versehen.
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Wie
am besten aus den 12 und 14 zu
ersehen ist, ist die Abflussöffnung 110 des
Hauptbeckens 104 am Boden 126 einer Abflussöffnungsvertiefung 112 angeordnet,
welche sich vom Boden 114 einer Verschlusselement-Aufnahmevertiefung 116 aus
nach unten vorstülpt.
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Die
Verschlusselement-Aufnahmevertiefung 116 stülpt sich
ihrerseits vom Boden 118 des Hauptbeckens 104 aus
nach unten vor.
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Die
Abflussöffnung 110 ist
mittels eines Verschlusselements 120 verschließbar, welches
im wesentlichen rotationssymmetrisch um eine vertikale Verschlusselementachse 122 ausgebildet
ist.
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Das
Verschlusselement 120 umfasst einen im wesentlichen zylindrischen
Verschlusselementgrundkörper 124,
der ein mittiges Durchgangsloch im Boden 126 der Abflussöffnungsvertiefung 112 durchsetzt.
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Das
mittige Durchgangsloch am Boden 126 der Abflussöffnungsvertiefung 112 ist
von mehreren weiteren Durchgangslöchern 128 umgeben,
durch welche Wasser aus der Abflussöffnungsvertiefung 112 nach
unten in ein gewinkeltes Abflussrohrstück 130 austreten kann.
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Der
obere Abschnitt des Verschlusselementgrundkörpers 124 ist kragenförmig von
einem Siebkorbelement 132 umgeben. Das Siebkorbelement 132 ist
mit längs
dessen Umfangs äquidistant
verteilten Siebdurchgangsöffnungen 134 versehen.
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Unterhalb
des Siebkorbelements 132 ist eine den Verschiusselementgrundkörper 124 ebenfalls kragenförmig umgebende
Dichtmanschette 136 angeordnet, von deren äußerem Rand
aus eine die Dichtmanschette 136 ringförmig umgebende, elastische
Dichtlippe 138 absteht.
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Wie
aus 12 zu ersehen ist, liegt diese Dichtlippe 138 in
der Schließstellung
des Verschlusselements 120 am inneren Rand des Bodens 114 der Verschlusselement-Aufnahmevertiefung 116 an
und verhindert so in der Schließstellung,
dass Wasser aus der Verschlusselement-Aufnahmevertiefung 116 in
die Abflussöffnungsvertiefung 112 gelangt.
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Das
Verschlusselement 120, die Verschlusselement-Aufnahmevertiefung 116 und
die Abflussöffnungsvertiefung 112 bilden
zusammen eine Abflussventilanordnung 139.
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Unterhalb
des Bodens 126 der Abflussöffnungsvertiefung 112 ist
der Verschlusselementgrundkörper 124 in
einer hohlzylindrischen Haltehülse 140 längs der
Verschlusselementachse 122 verschieblich geführt.
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Am
unteren Ende 142 des Verschlusselementgrundkörpers 124 greift
ein Hebel 144 an, welcher drehfest mit einer um ihre Drehachse 146 drehbaren
Drehwelle 148 verbunden ist.
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Die
Drehwelle 148 ist mittels eines elektrischen Stellmotors 150 (siehe 11 und 13)
zu einer Drehbewegung um die Drehachse 146 antreibbar.
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Der
elektrische Stellmotor 150 bildet eine Antriebseinheit 152 für das Verschlusselement 120, welche
mittels Stromversorgungsleitungen 154, 156 mit
einer Steuereinrichtung 158 (siehe 1) verbunden
ist.
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Die
Steuereinrichtung 158 umfasst einen in einem Gehäuse 160 angeordneten
programmierbaren Mikrocontroller.
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Die
Steuereinrichtung 158 ist über Signalleitungen 162, 164 mit
einer Betätigungseinrichtung 165 verbunden,
die ein Betätigungselement 166 umfasst,
welches beispielsweise an der Unterseite der Batteriebank 107 angeordnet
ist.
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Das
Betätigungselement 166 umfasst
einen Sensor 168, der beispielsweise als kapazitiver Sensor 168a oder
als piezoelektrischer Sensor 168b ausgebildet sein kann.
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Wie
in 1 dargestellt, kann vorgesehen sein, dass das
Betätigungselement 166 ein
Gehäuse 170 umfasst,
in welchem der Sensor 168 auf einer Sensorplatine 169 angeordnet
ist und welches in eine passende Ausnehmung 172 an der
Unterseite der Spüle 100 eingesetzt
ist.
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Diese
Ausnehmung 172 kann insbesondere eine zusätzliche
Wasserhahnlochbohrung sein, welche ohnehin an der Spüle 100 üblicherweise
vorhanden ist.
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Das
Gehäuse 170 kann
beispielsweise als ein im wesentlichen zylindrisches Kunststoffgehäuse ausgebildet
sein, welches durch Presspassung in der Ausnehmung 172 festgelegt
wird.
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Alternativ
oder ergänzend
zu einer Festlegung durch Presspassung kann auch vorgesehen sein,
dass das Gehäuse 170 an
die Unterseite der Spüle 100 angeklebt
wird.
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Ferner
kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse 170 mittels Schrauben
und/oder Nieten, die in an der Unterseite der Spüle 100 vorgesehene
Befestigungslöcher
eingreifen, an der Unterseite der Spüle 100 festgelegt
wird.
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Wenn
es sich bei der Spüle 100 um
eine aus einem Kunststoffmaterial oder einem Verbundmaterial gegossene
Spüle handelt,
so kann vorgesehen sein, dass an die Unterseite der Spüle 100 eine
zusätzliche
Haltenase angegossen wird, an welcher das Gehäuse 170 durch ein
geeignetes Befestigungsmittel, beispielsweise eine Schraube oder
einen Befestigungsstift, festgelegt wird.
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Zur
Verwendung an einer Spüle 100 aus
einem Kunststoffmaterial oder aus einem Verbundwerkstoff eignet
sich insbesondere ein kapazitiver Sensor 168a. Ein solcher
kapazitiver Sensor nimmt eine Kapazitätsänderung wahr, die dadurch entsteht, dass
ein Benutzer der Spüle 100 ein
Körperteil,
beispielsweise einen Finger, in den Detektionsbereich des Sensors 168 einbringt.
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Damit
der kapazitive Sensor die durch den Finger des Benutzers verursachte
Kapazitätsänderung
detektieren kann, ist es erforderlich, dass zwischen dem Sensor 168a und
dem Detektionsbereich ein dielektrisches Medium angeordnet ist,
das nicht elektrisch leitfähig
ist.
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Ein
Kunststoffmaterial oder ein Verbundwerkstoff erfüllt diese Voraussetzung, so
dass der kapazitive Sensor 168a ohne weitere Vorkehrungen einfach
an der Unterseite einer Spüle 100 aus
einem solchen Material angeordnet werden kann.
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Im
Falle einer Spüle 100,
die aus einem elektrisch leitfähigen
Material, insbesondere aus einem Chrom-Nickel-Edelstahl hergestellt
ist, muss die Spüle 100 mit
einer Durchgangsöffnung
versehen werden, in welche ein dielektrisches Material, beispielsweise
eine Scheibe aus einer Glaskeramik, eingesetzt wird, um den unter
dem dielektrischen Material angeordneten Sensor 168a vor
Umwelteinflüssen,
insbesondere vor Spritzwasser, zu schützen und zugleich die Erfassung
einer Kapazitätsänderung
im Detektionsbereich 174 des Sensors zu ermöglichen.
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In
diesem Fall können
der Sensor 168 oder ein Gehäuse 170, in dem der
Sensor 168 angeordnet ist, an der Scheibe aus dem dielektrischen
Material festgelegt, beispielsweise an diese Scheibe angeklebt oder
angeschraubt, werden.
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Um
zu verhindern, dass der kapazitive Sensor 168 durch Spritzwasser
ausgelöst
wird, welches in den Detektionsbereich 174 gelangt, wird
die Empfindlichkeit des Sensors 168 so eingestellt, dass
er nur dann ein Betätigungssignal
auslöst,
das zu der Steuereinrichtung 158 übertragen wird, wenn er eine über einer
Auslöseschwelle
liegende Kapazitätsänderung
in dem Detektionsbereich 174 detektiert, wie sie bei einer
Berührung
der Oberseite der Spüle 100 im
Detektionsbereich 174 mit einem Finger eines Benutzers
erzeugt wird.
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Um
zu verhindern, dass ein Betätigungssignal
des Sensors 168 unbeabsichtigterweise durch das Auflegen
von größeren Objekten,
beispielsweise Töpfen,
Putzlappen etc., oder durch eine Wasserschicht an der Spülenoberseite
ausgelöst
wird, kann der kapazitive Sensor 168a als Zwei-Zonen-Sensor ausgebildet
sein, mit einem inneren Sensor, welcher eine Kapazitätsänderung
in einem mittigen, kreisförmigen
Detektionsbereich 174a detektiert, und mit einem äußeren Sensor,
welcher eine Kapazitätsänderung
in einem den inneren Detektionsbereich 174a ringförmig umgebenden äußeren Detektionsbereich 174b detektiert.
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Wird
von einem Benutzer nur der innere Detektionsbereich 174a berührt, so
löst nur
der innere Sensor ein Betätigungssignal
aus, welches über
die Signalleitungen 162, 164 an den Mikrocontroller
der Steuereinrichtung 158 übermittelt wird.
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Wenn
beide Detektionsbereiche 174a und 174b durch einen
größeren Gegenstand
oder durch auf der Spülenoberseite
befindliches Wasser berührt werden,
so erzeugen sowohl der innere als auch der äußere Sensor jeweils ein Betätigungssignal,
das zu dem Mikrocontroller übertragen
wird. In diesem Fall ignoriert der Mikrocontroller die Betätigungssignale, da
sie nicht auf eine ordnungsgemäße Betätigung des
Betätigungselements 166 zurückzuführen sind.
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Ebenso
ignoriert der Mikrocontroller jedes Betätigungssignal, das nur von
dem äußeren Sensor aufgrund
einer Berührung
des äußeren Detektionsbereichs 174b erzeugt
wird.
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Besteht
die Spüle 100 aus
einem metallisch leitfähigen
Material, beispielsweise aus einem Chrom-Nickel-Stahl, so wird vorzugsweise
ein Piezokristall-Sensor 168b verwendet, der an der Unterseite
der Spüle 100 angeordnet
ist und auf Druck reagiert, der durch das (relativ dünne) Material
der Spüle 100 übertragen
wird.
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Dabei
entsteht durch die Verschiebung von Gitterebenen in dem Piezokristall
gegeneinander ein elektrischer Strom, welcher als elektrisches Signal über die
Signalleitungen 162, 164 zu dem Mikrocontroller
der Steuereinrichtung 158 übertragen wird.
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Bei
einer Spüle 100 aus
relativ dünnem
Material biegt sich dieselbe bei einer punktuellen Druckbeanspruchung
großflächig durch,
weshalb ein Piezokristall-Sensor
möglicherweise
auch durch eine punktuelle Druckbeanspruchung in einem außerhalb des
Sensorfeldes liegenden Bereich der Spüle 100 aktiviert werden
könnte.
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Um
diese Fehlerquelle auszuschließen, kann – wie in 10 dargestellt – vorgesehen
sein, dass das Betätigungselement 166 ein
bewegliches Plättchen 176,
beispielsweise aus Metall, umfasst, welches in einen entsprechend
geformten Ausschnitt der Spüle 100 eingesetzt
und relativ zu der Spüle 100 (im
wesentlichen senkrecht zur Oberseite der Spüle) beweglich ist, so dass
das Plättchen 176 eine
durch den Doppelpfeil 178 veranschaulichte Druckkraft aufnimmt,
aber nicht an die Spüle 100 weiterleitet.
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An
der Unterseite des Plättchens 176 ist
der Piezokristall-Sensor 168b angeordnet, welcher eine Druckbeanspruchung
des Plättchens 176 detektiert.
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Da
bei dieser Ausgestaltung des Betätigungselements 166 das
Plättchen 176 mit
dem Sensor 168b von der übrigen Oberseite der Spüle 100 entkoppelt
ist, ist eine Fehlauslösung
des Sensors 168 aufgrund einer Druckbeanspruchung der Spüle 100 außerhalb
des Plättchens 176 ausgeschlossen.
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In
jedem Fall, das heißt
bei Verwendung eines kapazitiven oder eines Piezokristall-Sensors 168,
erhält
der Mikrocontroller der Steuereinrichtung 158 über die
Signalleitungen 162, 164 bei Ansprechen des Sensors 168 ein
Signal, in Abhängigkeit von
welchem der Mikrocontroller den Stellmotor 150 ansteuert.
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Der
Reaktion des Mikrocontrollers auf das von dem Sensor 168 kommende
Signal ist von der jeweils im Mikrocontroller installierten Software
abhängig.
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Der
Mikrocontroller lässt
sich so einstellen, dass die Empfindlichkeit des Sensors 168 beeinflusst werden
kann.
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Insbesondere
kann eingestellt werden, über welchen
minimalen Zeitraum hinweg der Sensor 168 ansprechen muss,
bis vom Mikrocontroller eine Betätigung
des Stellmotors 150 angesteuert wird.
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Der
Mikrocontroller, der elektrische Stellmotor 150 und das
Betätigungselement 166 werden
mittels eines an das öffentliche
Stromnetz anschließbaren
Netzteils 180, das über
ein Netzkabel 182 mit der Steuereinrichtung 158 verbunden
ist, mit der erforderlichen elektrischen Leistung versorgt.
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Die
Antriebseinheit 152, die Steuereinrichtung 158,
die Betätigungseinrichtung 165 und
das Netzteil 180 bilden zusammen eine Bewegungseinrichtung 183 zum
Bewegen des Verschlusselements 120 der Abflussventilanordnung 139.
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Bei
einer Variante der Bewegungseinrichtung kann auch vorgesehen sein,
dass der Mikrocontroller und der Sensor 168 nicht in verschiedenen, sondern
in einem gemeinsamen Gehäuse
untergebracht sind.
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Der
Mikrocontroller der Steuereinrichtung 158 kann einen sogenannten "Teach"-Modus aufweisen,
welcher durch einen beispielsweise am Mikrocontroller angeordneten
Schalter ein- und ausschaltbar ist.
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Wenn
der "Teach"-Modus eingeschaltet
ist, kann der Benutzer der Spüle 100 seine
Art der Betätigung
des Betätigungselements 166 selbst
einstellen, das heißt
der Mikrocontroller "erlernt" im "Teach"-Modus, ob der Benutzer
eine kurze oder eine lange Kontaktzeit mit dem Sensorfeld bevorzugt,
um eine Betätigung
der Bewegungseinrichtung auszulösen.
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Hierzu
wiederholt der Benutzer bei eingeschaltetem "Teach"-Modus seine bevorzugte Betätigungsart
des Betätigungselements 166 mehrmals nacheinander,
wobei der Mikrocontroller jeweils die Länge der Betätigungsdauer registriert.
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Nach
Abschalten des "Teach"-Modus reagiert der
Mikrocontroller nur dann auf eine Betätigung des Betätigungselements 166,
wenn die Betätigungsdauer
innerhalb einer vorgegebenen Toleranz mit den während des "Teach"-Modus "angelernten" Betätigungsdauern übereinstimmt.
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Wenn
der Mikrocontroller der Steuereinrichtung 158 von dem Betätigungselement 166 ein
Betätigungssignal
erhält,
welches aufgrund der im Steuerungsprogramm des Mikrocontrollers
festgelegten Bedingungen als ein reguläres Betätigungssignal erkannt wird,
steuert der Mikrocontroller aufgrund dieses Betätigungssignals eine Bewegung
des Verschlusselements 120 mittels des elektrischen Stellmotors 150,
indem der die Stromversorgungsleitungen 154, 156 des
Stellmotors 150 enthaltende Stromkreis geschlossen wird.
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Dabei
wird die Polarität
des Stellmotor-Versorgungsstromkreises von dem Mikrocontroller so eingestellt,
dass sich die Drehwelle 148 nach Schließen des Stromkreises in derjenigen
Richtung um die Drehachse 146 dreht, welche das Verschlusselement 120 von
seiner aktuellen Stellung (beispielsweise der in den 11 und 12 dargestellten
Schließstellung)
in die jeweils andere Stellung (beispielsweise die in den 13 und 14 dargestellte
Offenstellung) bewegt.
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Der
elektrische Stellmotor 150 ist so eingestellt, dass er
die Drehwelle 148 vergleichsweise langsam, beispielsweise
mit einer Drehgeschwindigkeit von ungefähr 5 Umdrehungen pro Minute,
dreht. Diese langsame Drehung der Drehwelle 148 wird dadurch
erreicht, dass zwischen den Stellmotor 150 und die Drehwelle 148 ein
Getriebe mit einer sehr niedrigen Übersetzung von beispielsweise
1000:1 geschaltet ist. Die vergleichsweise langsame Drehung und
deshalb langsame Bewegung des Verschlusselements 120 wird
von Benutzern der Spüle 100 im
allgemeinen angenehmer empfunden als ein schnelles Öffnen oder
Schließen.
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Der
Winkelabstand zwischen den Stellungen der Drehwelle 148 und
des Hebels 144 in der Schließstellung einerseits und der
Offenstellung andererseits beträgt
beispielsweise ungefähr
40°.
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In
der Schließstellung
und in der Offenstellung des Verschlusselements 120 stößt der Hebel 144 jeweils
an einen unteren bzw. oberen Anschlag an.
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Beim
Erreichen des oberen bzw. des unteren Anschlages zieht der elektrische
Stellmotor 150 durch das Blockieren der Drehwelle 148 einen
höheren
Strom. Diese Stromerhöhung
wird von dem Mikrocontroller der Steuereinrichtung 158 registriert, worauf
der Mikrocontroller den elektrischen Stellmotor 150 durch öffnen des
Versorgungsstromkreises abschaltet.
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Die
Reaktion des Mikrocontrollers auf die Stromerhöhung erfolgt innerhalb einer
sehr kurzen Zeit, beispielsweise innerhalb weniger Millisekunden, was
sicherstellt, dass der elektrische Stellmotor 150 nicht
unnötig
belastet wird.
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Alternativ
oder ergänzend
zu einer Abschaltung des Stellmotors 150 aufgrund einer
Stromerhöhung
kann auch vorgesehen sein, dass der Stellmotor 150 mittels
Endschaltern, insbesondere Endtastern, die bei Erreichen der Schließstellung
bzw. der Offenstellung betätigt
werden, abgeschaltet wird.
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Nach Öffnen des
Stromkreises polt der Mikrocontroller der Steuereinrichtung 158 die
Polarität des
Versorgungsstromkreises des Stellmotors 150 um, damit sich
der Stellmotor 150 bei der nächsten Betätigung des Betätigungselements 166 in
die jeweils andere Richtung dreht (nach einem Schließvorgang
des Verschlusselements 120 also zurück in die Offenstellung und
nach einem Öffnungsvorgang
des Verschlusselements 120 zurück in die Schließstellung).
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Als
elektrischer Stellmotor kann beispielsweise ein Gleichstrom-Kleingetriebemotor
verwendet werden, wie er unter der Bezeichnung 1.61.065.428 von
der Firma Bühler
Motor GmbH in 90212 Nürnberg,
Deutschland, vertrieben wird. Dieser Motor ist mit einem Stirnradgetriebe
versehen.
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Bei
einer Variante der vorstehend beschriebenen Ausführungsform einer Bewegungsvorrichtung
für das
Verschlusselement 120 einer Spüle 100 könnte auch
vorgesehen sein, dass die Abflussöffnung 108 des Zusatzbeckens 106 der
Spüle 100 ebenfalls
mit einem Verschlusselement versehen ist, das mittels einer zusätzlichen
Antriebseinheit, die ebenfalls von der Steuereinrichtung 158 angesteuert wird,
von der Schließstellung
in die Offenstellung bzw. von der Offenstellung in die Schließstellung
bewegbar ist.
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Um
die Antriebseinheiten der Verschlusselemente für die Abflussöffnung 110 des
Hauptbeckens 104 und für
die Abflussöffnung 108 des
Zusatzbeckens 106 unabhängig
voneinander betätigen
zu können,
kann dabei vorgesehen sein, dass die Betätigungseinrichtung 165 der
Bewegungseinrichtung 183 zwei Sensoren 168 umfasst,
die jeweils einem der Verschlusselemente 120 zugeordnet
sind, so dass die Betätigung
des einen Sensors eine Bewegung des Verschlusselements 120 für die Abflussöffnung 110 des
Hauptbeckens 104 und die Betätigung des anderen Sensors
eine Bewegung des Verschlusselements für die Abflussöffnung 108 des
Zusatzbeckens 106 auslöst.
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Alternativ
hierzu kann vorgesehen sein, dass nur ein Sensor 168 für die Betätigung beider
Verschlusselemente 120 vorgesehen ist, wobei durch die
Art der Betätigung
des Sensors 168 unterschieden wird, welches der Verschlusselemente 120 bewegt
werden soll (sogenannte "intelligente
Steuerung").
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Insbesondere
könnte
vorgesehen sein, dass bei einer langen Betätigungsdauer des Sensors 168 das
eine Verschlusselement und bei einer kurzen Betätigungsdauer das andere Verschlusselement
bewegt wird.
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Alternativ
hierzu könnte
auch vorgesehen sein, dass der Mikrocontroller der Steuereinrichtung 158 anhand
der Anzahl in kurzer Zeit aufeinanderfolgender Betätigungshandlungen
erkennt, welches der Verschlusselemente 120 bewegt werden
soll. So könnte
vorgesehen sein, dass eine einzelne Betätigungshandlung eine Bewegung
des Verschlusselements 120 für die Abflussöffnung 110 des
Hauptbeckens 104 auslöst,
während
zwei innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne aufeinanderfolgende
Betätigungshandlungen
eine Bewegung des Verschlusselements für die Abflussöffnung 108 des
Zusatzbeckens 106 auslösen.
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Ferner
kann die Bewegungseinrichtung 183 für das oder die Verschlusselemente 120 der
Spüle 100 zusätzlich zur
Betätigung
mittels des Betätigungselements 166 durch
automatische Betätigung bei
Erreichen eines vorgegebenen Wasserpegelstandes im jeweils zugeordneten
Becken 104 bzw. 106 der Spüle 100 ausgelöst werden.
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Hierzu
ist ein (nicht dargestellter) zusätzlicher Sensor an dem betreffenden
Becken 104 bzw. 106 anstelle des herkömmlichen Überlaufventils montiert.
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Dieser
Sensor ist als kapazitiver Sensor ausgebildet und dient somit als
Wassermelder, welcher bei einer Veränderung der Kapazität durch
das Ansteigen des Wasserpegels bis in die Nähe des Sensors ein elektrisches
Signal erzeugt, welches an den Mikrocontroller der Steuereinrichtung 158 weitergeleitet
wird.
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Wenn
dieses Signal eine vorgegebene Mindestdauer überschreitet und somit anzeigt,
dass sich das Wasser in dem betreffenden Becken 104 bzw. 106 dauerhaft
auf der Höhe
des zusätzlichen
Sensors befindet, so steuert der Mikrocontroller der Steuereinrichtung 158 den
elektrischen Stellmotor 150 der betreffenden Antriebseinheit 152 so
an, dass das betreffende Verschlusselement 120 durch Drehung der
Drehwelle 148 in die Offenstellung bewegt wird.
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Auf
diese Weise wird die Abflussöffnung
des betreffenden Beckens freigegeben, so dass das Wasser aus diesem
Becken ablaufen kann und ein Überlaufen
des Wassers verhindert wird.
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Eine
in den 15 bis 21 dargestellte zweite
Ausführungsform
einer Bewegungseinrichtung 183 für die Spüle 100 unterscheidet
sich von der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform lediglich
dadurch, dass die Antriebseinheit 152 für den Antrieb der Bewegung
des Verschlusselements 120 statt eines elektrischen Stellmotors 150 einen Elektromagneten 184 umfasst,
welcher einen (nicht dargestellten) beweglichen Anker aufweist,
der beim Einschalten des Elektromagneten 184 mittels des
Mikrocontrollers der Steuereinrichtung 158 – in Abhängigkeit
von der vom Mikrocontroller eingestellten Polarität des Versorgungsstromkreises
des Elektromagneten 184 – in eine von zwei Endstellungen
bewegt wird, von denen eine erste der Schließstellung des Verschlusselements 120 und
eine zweite der Offenstellung des Verschlusselements 120 zugeordnet
ist.
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Der
bewegliche Anker des Elektromagneten 184 ist mittels eines
Bowdenzuges 186 mit der Drehwelle 148 verbunden,
wobei das drehwellenseitige Ende des Drahtkerns des Bowdenzuges 186 in
Umfangsrichtung am Umfang der Drehwelle 148 angreift, so
dass eine lineare Bewegung des Drahtkerns des Bowdenzugs 186 eine
Drehung der Drehwelle 148 um die Drehachse 146 zur
Folge hat.
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Auf
diese Weise wird das Verschlusselement 120 mittels des
Elektromagneten 184 und des Bowdenzugs 186 bei
der zweiten Ausführungsform
ebenso von der Offenstellung in die Schließstellung oder von der Schließstellung
zurück
in die Offenstellung bewegt, wenn das Betätigungselement 166 in
geeigneter Weise betätigt
wird oder wenn ein an einem der Becken 104, 106 angeordneter Überlaufschutz-Sensor
anspricht, wie bei der ersten Ausführungsform mittels des Stellmotors 150.
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Auch
bei dieser Ausführungsform
wird nach jeder Bewegung des Verschlusselements 120 die Polarität des Versorgungsstromkreises
des Elektromagneten 184 vom Mikrocontroller der Steuereinrichtung 158 umgekehrt,
um die Bewegungsrichtung des Verschlusselements 120 für die nächste Bewegung
desselben zu wechseln.
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Im übrigen stimmt
die zweite Ausführungsform
einer Bewegungseinrichtung 183 für das Verschlusselement 120 der
Abflussöffnung 110 der
Spüle 100 hinsichtlich
Aufbau und Funktion mit der ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung
insoweit Bezug genommen wird.
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Eine
in 22 dargestellte dritte Ausführungsform einer Bewegungseinrichtung 183 für das Verschlusselement 120 der
Abflussöffnung 110 des Beckens 104 der
Spüle 100 unterscheidet
sich von den beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
dadurch, dass die Bewegungseinrichtung 183 alternativ zu
oder ergänzend
zu einem von einem Benutzer der Spüle betätigten Betätigungselement 166 einen Überlaufsensor 188 umfasst,
der im oberen Bereich einer Seitenwand 190 des Hauptbeckens 104 der
Spüle 100 angeordnet
ist.
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Der Überlaufsensor 188 ist
als ein kapazitiver Sensor ausgebildet, welcher über eine (nicht dargestellte)
Signalleitung mit der Steuereinrichtung 158 der Bewegungseinrichtung 182 verbunden
ist und ein Sensorsignal an die Steuereinrichtung 158 sendet, wenn
der Pegelstand 192 des Wassers in dem Becken 104 bis
in den Detektionsbereich des Überlaufsensors 188 ansteigt.
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Alternativ
oder ergänzend
hierzu kann der Überlaufsensor 188 auch
als ein Widerstandsmesssensor ausgebildet sein, der zwei in einer
Seitenwand oder in zwei Seitenwänden
des Beckens in gewünschter
Höhe eingesetzte
Elektroden umfasst, welche auf unterschiedliche elektrische Potentiale gelegt
werden, so dass ein Strom fließt,
sobald das Wasser im Becken 104 bis zur Höhe, in der
die Elektroden angeordnet sind, gestiegen ist.
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Der Überlaufsensor 188 kann
insbesondere als ein analoger Sensor ausgebildet sein, dessen Sensorsignal
in Abhängigkeit
vom Pegelstand 192 des Wassers in dem Becken 104 variiert,
so dass dem Betrag des Sensorsignals jeweils ein bestimmter Pegelstand 192 zugeordnet
werden kann.
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Übersteigt
der Pegelstand 192 (und damit der Betrag des Sensorsignals)
einen ersten Schwellenwert, so steuert die Steuereinrichtung 158 die
Antriebseinheit 152 der Betätigungseinrichtung 165 so an,
dass das Verschlusselement 120 von der Schließstellung
in eine Offenstellung bewegt wird, in welcher Wasser aus dem Becken 104 durch
die Abflussöffnung 110 ablaufen
kann.
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Sinkt
infolge des Abfließens
von Wasser aus dem Becken 104 der Pegelstand 192 unter
einen zweiten Schwellenwert, der niedriger ist als der erste Schwellenwert,
so steuert die Steuereinrichtung 158 die Antriebseinheit 152 so
an, dass das Verschlusselement 120 aus der Offenstellung
in die Schließstellung
zurückbewegt
wird, in welcher das Verschlusselement 120 die Abflussöffnung 110 so
verschließt, dass
kein Wasser mehr aus dem Becken 104 abfließt.
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Dadurch,
dass der erste und der zweite Schwellenwert voneinander verschieden
sind, wird eine Schalthysterese erzielt, welche ein stabiles Schaltverhalten
des den Überlaufsensor 188,
die Steuereinrichtung 158 und die Antriebseinheit 152 umfassenden
Regelkreises zur Folge hat.
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Alternativ
oder ergänzend
hierzu kann auch vorgesehen sein, dass eine Schalthysterese durch das
Vorsehen einer Totzeit (mittels eines Totzeitgliedes in der Auswertungsschaltung
des Sensors oder in der Steuereinrichtung 158) erzeugt
wird.
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Alternativ
hierzu kann auch vorgesehen sein, dass der Überlaufsensor 188 als
ein digitaler Sensor ausgebildet ist, welcher an die Steuereinrichtung 158 ein
Sensorsignal konstanter Größe sendet,
solange sich der Pegelstand 192 im Detektionsbereich des Überlaufsensors 188 befindet.
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Sobald
ein solcher digitaler Überlaufsensor 188 an
die Steuereinrichtung 158 meldet, dass der Pegelstand 192 im
Becken 104 bis in den Detektionsbereich des Überlaufsensors 188 angestiegen
ist, steuert die Steuereinrichtung 158 die Antriebseinheit 152 so
an, dass das Verschlusselement 120 in die Offenstellung
bewegt wird und während
einer Mindestöffnungszeit
in der Offenstellung verbleibt. Wenn der Überlaufsensor 188 nach
Ablauf der Mindestöffnungszeit
immer noch meldet, dass sich Wasser in seinem Detektionsbereich
befindet, so verbleibt das Verschlusselement 120 in der
Offenstellung für
eine weitere vorgegebene Zeitdauer, nach deren Ablauf wiederum das
Signal des Überlaufsensors 188 abgefragt
wird. Wenn der Überlaufsensor 188 nach
Ablauf der vorgegebenen Mindestöffnungszeit
bzw. nach Ablauf einer weiteren vorgegebenen Zeitdauer kein Vorhandensein
von Wasser in seinem Detektionsbereich mehr meldet, so steuert die
Steuereinrichtung 158 die Antriebseinheit 152 so
an, dass das Verschlusselement 120 in die Schließstellung
zurückbewegt
wird.
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Auch
auf diese Weise wird ein stabiles Schaltverhalten der Bewegungseinrichtung 183 erzielt.
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Die
Ansteuerung der Antriebseinheit 152 durch die Steuereinrichtung 158 kann
in beiden Fällen,
also bei Verwendung eines analogen oder eines digitalen Überlaufsensors 188,
mit oder ohne zeitliche Verzögerung
erfolgen.
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Wenn
eine Spüle 100 mehrere
Becken aufweist, beispielsweise ein Zusatzbecken 106 neben dem
Hauptbecken 104, so kann jedes dieser Becken mit jeweils
einem Überlaufsensor 188 versehen
sein, welcher bei Überschreiten
eines Schwellenwertes für den
Pegelstand 192 in dem betreffenden Becken eine Bewegung
des Verschlusselements 120 des betreffenden Beckens in
eine Offenstellung auslöst.
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Mit
Hilfe des Überlaufsensors 188 wird
ein Überlaufen
des Wassers aus dem mit Hilfe des betreffenden Überlaufsensors 188 überwachten
Becken des Spüle 100 zuverlässig verhindert.
Bei den mit Hilfe eines Überlaufsensors 188 überwachten
Becken kann daher die sonst übliche Überlauföffnung entfallen.
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Eine
in 23 dargestellte vierte Ausführungsform der Bewegungseinrichtung 183 unterscheidet
sich von der vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsform
dadurch, dass an einem überwachten
Becken 104 der Spüle 100 zwei Überlaufsensoren 188 und 194 in
unterschiedlicher Höhe
an einer der Seitenwände 190 des
Beckens 104 angeordnet sind. Alternativ hierzu könnten die
beiden Überlaufsensoren 188, 194 auch
an verschiedenen Seitenwänden
des Beckens 104 angeordnet sein.
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Bei
beiden Überlaufsensoren 188, 194 kann es
sich jeweils um einen analogen oder einen digitalen Sensor handeln.
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Meldet
der untere Überlaufsensor 194 an
die Steuereinrichtung, dass der Pegelstand 192 bis in seinen
Detektionsbereich gestiegen ist, so steuert die Steuereinrichtung 158 die
Antriebseinheit 152 so an, dass das Verschlusselement 120 in
eine erste Offenstellung bewegt wird, in welcher die Abflussöffnung 110 teilweise
für den
Abfluss von Wasser aus dem Becken 104 freigegeben wird.
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Steigt
der Pegelstand 192 dennoch weiter an, so dass der obere Überlaufsensor 188 meldet, dass
der Pegelstand 192 seinen Detektionsbereich erreicht hat,
so steuert die Steuereinrichtung 158 die Antriebseinheit 152 so
an, dass das Verschlusselement 120 in eine zweite Offenstellung
bewegt wird, in welcher die Abflussöffnung 110 vollständig für den Abfluss
von Wasser aus dem Becken 104 freigegeben wird.
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Wenn
der Pegelstand 192 daraufhin so weit abgesunken ist, dass
keiner der Überlaufsensoren 188, 194 mehr
das Vorhandensein von Wasser in seinem Detektionsbereich meldet,
so steuert die Steuereinrichtung 158 die Antriebseinheit 152 so
an, dass das Verschlusselement 120 in die Schließstellung
zurückbewegt
wird.
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Diese
Ausführungsform
bieten den Vorteil, dass der Pegelstand 192 in dem Becken 104 feiner reguliert
und das Beckenvolumen besser ausgenutzt werden kann.
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Ferner
dient das Bewegen des Verschlusselements 120 in die erste
Offenstellung als Vorwarnung für
den Benutzer der Spüle,
welches denselben auf das übermäßige Ansteigen
des Pegelstands 192 aufmerksam macht.
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Eine
solche Feinregulierung des Pegelstandes 192 kann auch mit
einem einzigen analogen Überlaufsensor 188 realisiert
werden, wenn die Steuereinrichtung 158 in Abhängigkeit
vom Sensorsignal bei Erreichen eines ersten Schwellenwertes eine
Bewegung des Verschlusselementes 120 in die erste Offenstellung
und bei Erreichen eines oberhalb des ersten Schwellenwertes liegenden
zweiten Schwellenwertes eine Bewegung des Verschlusselements 120 in
die zweite Offenstellung auslöst.
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Eine
in 24 dargestellte fünfte Ausführungsform der Bewegungseinrichtung 183 unterscheidet
sich von der in 22 dargestellten dritten Ausführungsform
dadurch, dass an dem überwachten
Becken 104 zusätzlich
zu dem ersten Überlaufsensor 188 ein
zweiter Überlaufsensor 196 vorgesehen
ist, welcher in derselben Höhe
wie der erste Überlaufsensor 188 an
einer der Seitenwand 190 gegenüberliegenden weiteren Seitenwand 198 des
Beckens 104 angeordnet ist.
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Bei
dieser Ausführungsform
wird das Verschlusselement 120 nur dann in die Offenstellung
bewegt, wenn sowohl der Überlaufsensor 188 als
auch der Überlaufsensor 196 das
Vorhandensein von Wasser in ihren jeweiligen Detektionsbereichen
melden. Die Sensorsignale beider Überlaufsensoren 188, 196 werden
von der Steuereinrichtung 158 also logisch UND-verknüpft.
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Auf
diese Weise wird verhindert, dass ein einzelner Überlaufsensor 188 oder 196 durch
ein Sensorsignal, das durch Wasserspritzer und/oder kurzzeitig hochschwappendes
Wasser ausgelöst worden
ist, ein unnötiges öffnen der
Abflussöffnung 110 bewirkt.
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In
entsprechender Weise könnte
auch bei der in 23 dargestellten vierten Ausführungsform zu
jedem der beiden Überlaufsensoren 188, 194 jeweils
ein weiterer, in derselben Höhe
an einer anderen Seitenwand des Beckens 104 angeordneter Überlaufsensor
vorgesehen sein, wobei dann das Sensorsignal eines der Überlaufsensoren 188 bzw. 194 nur
dann von der Steuereinrichtung 158 berücksichtigt wird, wenn es von
dem dem betreffenden Überlaufsensor 188 bzw. 194 jeweils
zugeordneten zweiten Sensor bestätigt
wird.
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Eine
in 25 dargestellte sechste Ausführungsform der Bewegungseinrichtung 183 unterscheidet
sich von der in 2 dargestellten fünften Ausführungsform
dadurch, dass die Bewegungseinrichtung 183 zusätzlich einen
Signalgeber 200 umfasst, welcher einen Benutzer der Spüle durch
ein von demselben wahrnehmbares Signal darüber informiert, dass das Verschlusselement 120 mittels
der Antriebseinheit 152 bewegt wird.
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Der
Signalgeber 200 kann ein optischer Signalgeber sein, welcher
(beispielsweise mittels einer LED) ein Lichtsignal erzeugt. Um den
Signalgeber 200 vor Spritzwasser zu schützen, ist vorzugsweise vorgesehen,
dass der Signalgeber 200 an der Unterseite der Spüle 100 angeordnet
ist. Im Falle eines optischen Signalgebers 200 ist dann
vorzugsweise der oberhalb des Signalgebers 200 liegende
Bereich der Spüle 100 mit
einer ausreichend geringen Materialdicke ausgebildet, um Licht von
dem Signalgeber 200 durch die Spüle 100 hindurchdringen
zu lassen.
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Alternativ
oder ergänzend
hierzu kann der Signalgeber 200 auch als akustischer Signalgeber ausgebildet
sein.
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Vorzugsweise
ist der Signalgeber 200 so ausgebildet, dass er, in Abhängigkeit
vom jeweiligen Betriebszustand der Bewegungseinrichtung 183,
unterschiedliche Signale erzeugen kann.
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Beispielsweise
kann vorgesehen sein, dass ein akustischer Signalgeber 200 folgende
Signale in Abhängigkeit
vom jeweiligen Betriebszustand der Bewegungseinrichtung 183 erzeugt:
- – leiser
Piepton, während
das Verschlusselement aufgrund einer Betätigung der Betätigungseinrichtung 165 durch
den Benutzer der Spüle 100 in
die Offenstellung oder in die Schließstellung bewegt wird;
- – lauter
Piepton als Vorwarnung für
den Benutzer, wenn der Pegelstand 192 im Becken 104 einen unteren
Schwellenwert erreicht hat;
- – lauter
Doppelpiepton, wenn der Pegelstand 192 im Becken 104 einen
oberen Schwellenwert erreicht hat und/oder wenn das Verschlusselement 120 von
der Antriebseinheit 152 automatisch, das heißt ohne
Betätigung
der Betätigungseinrichtung 165 durch
den Benutzer, aufgrund einer Meldung von einem der Überlaufsensoren 188, 196 in
die Offenstellung oder in die Schließstellung bewegt wird.
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Im
Falle eines optischen Signalgebers 200 wird derselbe vorzugsweise
in der Nähe
des Betätigungselements 166 der
Betätigungseinrichtung 165 an
der Spüle 100 angeordnet,
weil diesem Bereich der Spüle
die besondere Aufmerksamkeit des Benutzers gilt.