DE2113556A1

DE2113556A1 - Beruehrungslos beeinflussbare Steuereinrichtung

Info

Publication number: DE2113556A1
Application number: DE19712113556
Authority: DE
Inventors: Karl Geist; Buesching Horst Karlheinz; Klaus Kratzmeier
Original assignee: W Holzer and Co KG
Current assignee: W Holzer and Co KG
Priority date: 1971-03-20
Filing date: 1971-03-20
Publication date: 1972-09-28
Also published as: DE2113556B2; DE2113556C3

Description

Berührungslos beeinflußbare Stereureinrichtung i;o Erfindung betrifft eine berührungslos beeinflußbare Steuereinrichtung mit Auslösung von Schaltvorgängen durch Änderung einer Erdkapazität, insbesondere zur Steuerung sanitärer Einrichtungen durch Annäherung bzw. Entfernung des menschlichen Körpers.
T3ei einem bekannten Annäherungsschalter (DT-OS 1 913 611) wird bei Annäherung bzw. Entfernung an einen Oszillator dessen Schwingkreisfrequenz geändert und für die Auslösung eines Schaltvorganges verwendet. Dieser Schalter weist den Nachteil auf, daß elektromagnetische Störwellen oder über das Leitungsnetz ankommende elektrische Störungen irrtümlich Schaltvorgänge auslössen können. Außerdem muß ein bestimmter Ferritkörper zur Auslösung gewollter Schaltvorgänge zur Anwendung kommen. Für Steuereinrichtungen bei sanitären Armaturen ist dieser bekannte Schaltet nicht verwendbai, da bei solchen armaturen lediglich die Annäherung bzw. Entfernung des menschlichen Körpers verschiedene Schaltvorgänge auslösen sollen. Weiterhin weist der bekannte Schalter den Nachteil auf, daß die Schaltvorgänge unmittelbar bei Annäherung bzw. Entfernung des Ferritkörpers stattfinden und keinerlei Zeitverzögerungen möglich sind.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die Nachteile des bekannten Annäherungsschalters vermeidet und möglichst allen Anwendungsfällen bei sanitären Einrichtungen gerecht wird. Die Steuereinrichtung soll elektrisch gesehen sehr sicher arbeiten und möglichst auf äußere Störeinwirkungen-nicht reagieren. Erfindungsgemäß werden vorstehend genannte Aufgaben dadurch gelöst, daß eine Sonde mit einem de Oszillator nachgeschalteten Filterkreis so verbunden ist, daß bei Annäherung an die Sonde eine Verstimmung des Kreises zustande kommt, und in Abhängigekeit der sich hierdurch ändernden, am Kreis liegenden Spannung über elektronische Anordnungen die sanitären Einrichtungen beeinflußt werden.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Verstimmung ds Filterkreises vorzugsweise so erfolgt, daß bei Annäherung eine VerschIebung der Resoanzfrequenz nach tieferen Frequenzen hin erfolgt.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird bei einer statischen Veränderung des Sondenfeldes mittels eines Regelverstärkers die Frequenz des Oszillators so weit verändert, bis die am Kreis liegende Spannung einen gewünschten Wert wieder erreicht hat.
Die Erfindung weist gegenüber dem bekannten Annäherungsschalter die Vorteile auf, daß elektrische bzw. elektromagnetische Störungen auf die Schaltvorgänge keinen Einfluß nehmen können. Über relativ lange Zeiträume hinweggehende, statische Veränderungen des Sondenfeldes, z.B.
durch Vershmutzung der Sonde, werden bein Anmeldungsge genstand automatisch ausgeglichen. Die Steuereinriehtung nach der Erfindung kann insbesondere auf alle sanitären Einrichtungen anwendung rinden und sehr leicht gewartet werden.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe von Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild, an dem die Funktionsweise der Steuereinrichtung erläutert wird, ig. 2 eine Durchlaßkurve des Filterkreises, Fig. 3 neben der Durchlaßkurve nach Fig. 2 eine solche, bei der die Resonanzfrequenz verändert ist, Pig. 4 weitere Durchlaßkurven des durch Umwelteinflüsse dauernd bedämpften Filterkreises, Fig. 5 eine über dn Regelbeeich des Oszillators hinaus verschobene Durchlaßkurve des Filterkreises, Sig. 6 im wesentlichen -den Ossillator mit Filterkreis und anschließenden Verstärken, Fig. 7 im wesentlichen das Netzteil sowie Ausgangsverstärker, Fig. 8 u. 9 jeweils einen Trigger, Fig. 10-17 verschiedene Zeitstufen, Fig. 18 den Stromlauf einer Kopplungselektronik, Fig. 19 einen Impedanzwandler.
Ein Oszillator 3 (Fig. 1) gibt seine Ausgangsspannung an einen Filterkreis 2. Die Ausgangsspannung des Filterkreises 2 wird an einen Verstärker 15 gegeben und gelangt von dort aus über einen Trigger 21 und eine Zeitstufe 22 an einen Ausgangsverstärker 23, der seinerseits ein Magnetventil 24 beeinflußt. Bin Regelspannungsverstärker 5 liegt am Ausgang des Verstärkers 15 und dient dazu, den Oszillator 3 in einer noch später zu erläuternden Weise in seiner Frequenz nachzustimmen. Am Ausgang des Regelspannungsverstärkers 5 liegt außerdem ein Trigger 20, an dessen Ausgang eine Lampe 28 liegt. Die aus dem Trigger 20 und der Lampe 28 bestehende Anordnuntr, dient lediglich einem einfachen Abgleich der gesamte Steuereinrichtung. Sowohl die veXrschieden(n elektronischen Einheiten als auch das zu einer sariitären Einrichtung gehörende Magnetventil 24 werden von einem aus einem Netz 27 gespeisten Netzteil 26 mit Strom versorgt.
Am Filterkreis 2 ist eine Sonde 1 angebracht. Sobald die Erdkapazität an dieser Sonde vergrößert wird, verändert sich auch die Ausgangsspannung des Filterkreises 2. in einer weiter unten erläuterten Weise. Die Änderung der Erdkapazität der Sonde 1 geschieht beispielsweise durch Annäherung des menschlichen Körpers. Die Äiderung der Ausgangaspannung des Filterkreises gelangt über den Verstärker 15 an einen Trigger 21 und von dor an eine Zeitstufe 22, die - je nach Anwendungsfall der Stouereinrichtung -nit verschiedenen Ansprechverzögerungen bzw. Abschaltverzögerungen ausgestattet ist. Über den Ausgangsverstärker 23 wird dann das Ventil 24 geöffnet oder geschlossen.
Im Oszillator 3 (Pig. 6) sind zwei Transistoren 6 und 7 vorhanden, die zusammen mit einem PC-Phasenschieber, der aus Kondensatoren 8, 9, 13 und Widerständen 10, 11, 12 be-4 steht, eine hochfrequente Wechselspannung erzeugt. Einer der genannten Widerstände, nämlich der Widerstand 10 ist veränderlich. Mit ihm kann die Oszilatorfrequenz geändert werden. Die Oszillatorspannung gelangt über einen als Emitterfolger geschalteten Transistor 14 an den Filterkreis 2.
Der Ausgang des Filterkreises 2 arbeitet auf den Eingang eines im Ausführungsbeispiel temperaturkompensierten Verstärkers 15. An den Verstärker 15 schließt sich ein Gleichrichter 16 an. Dieser Gleichrichter führt zu einer Ausgangsklemme 17, Im folgenden wird nur von Aus-bzw. Eingangsklemmen gesprochen, ohne Rücksicht darauf, ob es sich bei der Anwendung des Anmeldungsgegenstandes im Einzelfall iun Klemmen, Buchsen, oder Stecker handelt.
Der Regelspannungsverstärker 5 (Fig. 6) liegt ebenfalls am Ausgang des Verstärkers 15 nach dem Gleichrichter 16 und damit an der Klemme 17. Der Regelspannungsverstärker 5 enthält eine Verzägerungsschaltung. Diese Verzögerungsschaltung wirkt auf eine Kapazitätsdiode 4 im Oszillator 3. Selbstverständlich können anstatt einer Kapazitätsdiode 4 bei größeren Regelbereichen mehrere Kapazitätsdioden vorgesehen sein.
Ein Trigger 20 dient dazu, bei Erreichen einer bestimmten Eingangsspannung eine Lampe 28 zum Verlöschen zu bringen. Dieser Effekt wird dazu benutzt, das Gerät beim Einbau abzugleichen. Die Oszilölatorfrequenz muß nämlich auf die Resonanzfrequenz des Filterkreises 2 abgegelichen werden.
Der Pilterkreis 2 ist als Serienresonanzkreis ausgebildet. Dem Schwingkreis-Kondensator 29 ist die Sonde 1 parallel geschaltet. Dabei bildet die Sonde 1 den einen Belag eines Kondensator, Masse, d.h., Erde den anderen Belag.
Je nach Anbringung der Sonde 1 ist die Kapazität gegen Erde unterschiedlich; deshalb muß beim Einbau des Gerätes die Arbeitsfrequenz f0 mit dem veränderlichen Widerstand 10 im Oszillator 3 auf einen bestimmten Wert abgeglichen werden. Bei einem Versuchsmuster konnte die Oszillatorfrequenz mit Hilfe des veränderlichen Widerstandes 10 zwischen 70 und 140 mit verändert werden.
Die Frequenz des Oszillators 3 wird mittels des Widerstandes 10 so eingestellt, daß die Arbeitsfrequen». fo (Fig. 2) auf dem abfallenden Teil der Filterdurchlaßkurve liegt. Auf der Sekundärseite des Filters tritt dabei die Spannung u1 auf. Der sich an den Filterkreis 2 anschließende Verstärker 15 gibt nach einem Gleichrichter 16 an der Ausgangsklemme 17 beispielsweise eine Auegangaspannung von ca. 5 bis 6 V ab. Der Abgleich durch den Widerstand 10 ist dann erfolgt, sobald die Lampe 28 durch den Trigger 20 gerade ausgeschaltet wird.
Durch die Annäherung eines geerdeten Gegenstandes, z.B.
des menschlflchen Körpers, an die Sonde 1, vergrößert sich die Sondenkapazität und die Resonanzfrequenz fres des Filterkreises 2 verschiebt sich nach Fres* (Fig. 3).
Dadurch vermindert sich die Sekundärspannung im Filterkreis 2 auf den Wert u2. Durch die Annäherung wird dem Schwingkreis außerdem Energie entzogen, was zu ein.er Verringerung der Amplitude und damit zu einer weiteren Verminderung von u1 lehrt. Der temperaturkompensierte Verstärker 15 wird bei entsprechender Verkleinerung von u2 gesperrt und die Ausgangsspannung Ua an der Klemme 17 geht gegen Null.
Die beim Abgleich vorgelegenen Verhältnisse können sich durch Feuchtigkeit, Temperatur und Alterung verändern, was einer Änderung des Sondenkapazität gleichkommt. Dadurch würde sich im Laufe der Zeit die Ausgangsspannung so verändern, daß das Gerät unbrauchbar wird. Um das zu verhindern, wird die Ausgangsspannung mit lIilfe des Regelspannungsverstärkers 5 und der Kapazitätsdiode 4 im 0szillator 3 konstant gehalten. Kurzzeitige Veränderungen der Sondenkapazität, wie z.B. bei einer Annäherung mit der Hand, werden nicht ausgeregelt, da der Regelspannungsverstärker 5 erst nach Durchlaufen einer Zeitkonstante arbeitet.
Wird die Hand wieder von der Sonde entfernt, stellt sich dr Ausgangszustand sofort wieder ein, da bei einer Regelspannungsänderung von Null gegen Plus ein zeitbestimmender Widerstand 30 in der Verzägerungsschaltung mit einer Dipd 31 überbrückt wird.
Sofern eine Dauerdämpfung durch Umwelteinflüsse innerhalb des Regelbereiches bleibt, wird die Nachstimmstufe über die Kapazitätsdiode 4 solange beeinflußt, bis sich die ursprüngliche Spannung u1 am Ausgang des Silterkreises 2 wieder einstellt (Fig. 4).
Die mögliche Ausregelung über die NAchstimmstufe sei beispielsweise auf - 10 % der Arbeitsfrequenz beschränkt.
Sofern die Dauerbedämpfung außerhalb des Regelbereiches liegt (Fig. 5), erfolgt zunächst so lang eine Nachstimmung, bis der Oszillator 3 auf f0 - 10 % schwingt. Die * Resonanzfrequenz fres liegt aber wesentlich tiefer, die Ausgangsspaiinung u1 des Filterkreises 2 ist Null, womit dic Ausgangsspannung u an der idemme 17 (Fig. 6) ebenfalls Null ist.
Bleigt die Dauerbedämpfung durch Veränderung der Umwelteinflüsse vorhanden, si muß wider neu abgeglichen werden.
Erfolgte die Dauerbedämpfung durch einen Gegenstand, der nach einiger Zeit wieder entfernt wird, so bleigt die Arbeitsfrequenz f0 - 10 9' wegen der Zeitkonstante (Kondensator 31) vorläufig erhalten, während die Resonanzfrequenz des Filterkreises 2 wieder den Wert des statischen Zustandes einnimmt. Dabei durchläuft die Resonanzfrequerz f0 - 10 % und am Ausgang entsteht ein Spannung sprung gegen Plus. Nun gibt der Regelspannungsverstärker 5 über die Diode 31 ebenfalls eine positive Spannung ab, Wie den Oszillator auf der richtigen Arbeitsfrequenz fo festhält. Die Kombination aus den beiden Niiderständen 33 und 34 sowie der Diode 35 unterstützt diesen Vorgang.
Störspannungen, die über die Sonde 1 oder das Netzteil 26 auf die Schaltung einwirken einwirken, verursachen eine Vergrößerung der Amplitude der Ausgangsspannung u1 des Filterkreises 2.
Die Ausgangsspannung u1 wird vergrößert, während bei einer Annäherung die Ausgangsspannung kleiner wird; es kommt also gewissermaßen eine Art Negativmodulation zustande.
Hochfrequente Störspannungen vom Oszillator 3 werden durch ein Siebglied aus einen Kondensator 37 und einem Wiederstand 36 darrcul gehindert, in das Netz 27 zu gelangen.
Wird das Gerät an Spannung gelegt, so gelangt der Einschaltstromstoß über den Kondensator 32 an einen weiteren Kondensator 38 und lädt diesen auf, was einer künstlichen Regelspoannung entspricht. Der Kondensator 38 entlädt sich langsam über den Widerstand 30 und den Transistor 39. Die Regelspannungsverränderung verändert die arbeitsfrequenz f0 gegen f0 - 10 Vo. Während dieses Vorganges überschneiden sich f0 und fres. Bs tritt an Ausgang eine Spannung auf, und der Regelspannungsklemmen 5 hält die | Mit dem Ausgangsverstärker 23 (Fig. 7) arbeitet eine elektronische Sicherung 25 zusammen, welche die Ausgangsstufe des Verstärkers 23 bei Kurzschluß seiner Ausgangsklemmen vor Zerstörung bewahrt.
Xerschiedene Trigger 21 (Fig. 7) und verschiedene Zeitstufen 22 führen zu verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten des An@meldungsgegenstandes.
Zunächst sei die Anwendung auf ein Urinalbecken untersucht. Bei diesem Anwendungsfall wird als Trigger 21 eine Schaltung nach Fig. 8 und als ZeitstuSe 22 eine Schaltung nach Fig. 17 verwendet.
Im statischen Zustand steht an der Klemme 17 (Fig. 6) und dcilit an der Klemme 17' am Eingang des folgenden Triggers 21 (Fig. 8) die Oszillatorausgangsspannung von z.B. 6 V. Damit sind die Transistoren 41 und 43 durchgesteuert und 42 gesperrt. Bei einer Annäherung an die Sonde 1 (Fig 1, 6) geht die Eingangsklemme 17' (Fig. 8) des Triggers 21 gegen Masse, und der Transistor 41 wird gesperrt. Durch die Zeitkonstante aus einem Wideretand 44 und einem Kondensator 39 beim Ausführungsbeispiel von ca. 4 sec: werden Bedämpfungen der Sonde 1 irit kurzer Zeitdauer nicht wirksam. Damit werden Schaltungen durch Vorbeilaufen verhindert. Ist die Bedampfung aber länger als 4 sec., dann steuert der Transistor 42 durch und die Spannung an der Ausgangskelemme 40 des Triggers geht gegen Masse, d.h., die nachfolgende Zeitstufe 22 wird nicht angesteuert.
Nach Beendigung der Bedampfung und Ablauf der Zeitkonstante sperrt der Transistor 42 wieder und die Spannung am Ausgang 40 geht gegen Plus, d.h., die Zeitstufe 22 wird angesteuert.
Die nachfolgende Zeitstufe 22 (Fig. 17) besteht im wesentlichen aus einem aus Transistoren 45 und 46 bestehenden ersten Multivibrator und einem aus Transistoren 47 und 48 aufgebauten, zweiten Multivibrator. Der erste Ilultivibrator ist für die Realisierung der Laufzeit und der zweite für die Realisierung der Sperrzeit vorgesehen.
Im statischen Zustand sind die Transistoren 45 und 47 durchgeschaltet, die Transistoren 49, 46 und 48 gesperrt.
Bei einer Annäherung, d.h., bei Beginn der Benutzung des Urinalbeckens geht die Triggerausgangsspannung, die über die Eingangsklemme 40 an die Zeitstufe 22 gelangt, gegen Null. Mit dieser negativen Flanke erfolgt keine Schaltung. Bei Beendigung der Benutzung des Beckens geht die Triggerspannung gegen Plus. Die positive Flanke steuert die Transistoren 46 und 48 durch. Der erste Multivibrator läuft beispielsweise 3 sec. und öffnet das Magnettentil 24 (Fig. 7) z.B. 3 sec. lang. Der zweite IIultivibrator läuft mindestens 60 sec. und steuert für diese Zeit den Transistor 49 durch. Damit ist der erste Multivibrator gesperrt und die Beendigung des Wasserlaufes kann keinen neuen Spülvorgang auslösen.
An den Klemmen 50 und 51 (Fig. 17) kann eiii externes Potentiometer angeschlossen werden. Wird der veränderliche Widerstand 52 auf Null gestellt, so kann die Laufzeit beispielsweise von 3 sec. bis 25 sec. mittels des externen Potentiometers eingestellt werden. Die Sperrzeit beträgt beispielsweise 60 sec. Sofern auf ein externes Potentiometer verzichtet wird, braucht man die beiden Klemmen 50 und 51 lediglich kurz zu schließen und kann dann durch den veränderlichen Widerstand 52 variable Lufzeiten erreichen.
Einen anderen Trigger 21 zeigt die Fig. 9. Dieser Trigger kann z.B. in Verbindung mit einer Zeltstufe 22 verwendet werden, wie sie die Fig. 16 zeigt. In diesem Fall muß im Trigger 21 (Fig. 9) eine Brücke zwischen den Klemmen A und C verwendet werden. Bei anderen Zeitstufen ist eine Brücke - wie in der Fig. 9 dargestellt - zwischen den Klemmen B und C zu verwenden.
Im statischen Zustand steht an der Klemme 17 (Fig. 6) und damit an der Eingangsklemme 17' des Triggers 21 (Fig. 9) die Oszillatorausgangsspannung in Höhe von z.T3. 6 V. Damit sind die Transistoren 41 und 43 durchgesteuert, der Transistor 42 ist gesperrt. Sofern die Brücke zwischen B und C verwendet wird, liegt die Spannung an der Klenme 40, also am Ausgang des Triggers, fast auf Masse. Bei einer Annäherung geht aber die Eingangsklemme 17' gegen Masse, der Transistor 41 wird gesperrt, der Transistor 42 wird durchgesteuert, der Transistor 43 wird gesperrt und die Spannung an der Klemme 40 geht gegen Plus. Die folgende Zcitstufe 22 wird also angesteurt.
Sofern eine Brücke zwischen den Klemmen A uns C verwendet wird, liegt die Klemme 40, also der Ausgang des Triggers, im statischen Zustand auf ca. 6 V. Bei einer Annäherung geht die Spannung an der Klemme 40 gegen Masse. Nach Ende der Bedämpfung geht die Spannung an der Klemme 40 wieder gegen Plus, die Zeitstufe wird also angesteuert.
Bin anderes Ausführungsbeispiel einer Zeitstufe 22 wird anhand der Fig 10 erläutert. Diese Zeitstufe eignet sich besonders gut zur Anwendung bei Waschbecken und zur An bringung der Sonde 1 in Reichweite hinter einer Vliese.
Die Zeit stufe enthält zunächst eine im wesentlichen aus zwei Transistoren 53 un.d 54 bestehende, bistabile Stufe.
kiese Stufe wird über eie Klemme 40' von dem Trigger 21 nach Fig. 8 angesteuert. Eine monostabile Stufe ist über einen Kondensator 57 an die Flip-Flop-Stufe angekoppelt.
Im statischen Zustand ist der Transistor 54 curchgesteuert und der Transistor 53 gesperrt. er Transistor 56 ist ebenfalls gesperrt und die Spannung an der Ausgangsklemme 58 beträgt nahezu die volle Spewisespannung, also z.B. 12 V.
Mit dieser Spannung wird der Ausgangsverstärker 23 (Fig. 7) gesperrt.
Bei einer Annäherung an die Sonde 1 tritt an der Klemme 40' der Zeitstufe (Fig. 10) ein positiver Spannungssprung auf, der Transistor 54 wird gesperrt und über den Kondensator 57 gelangt ein negativer Impuls auf den Transistor 55 und sperrt diesen Transistor ebenfalls.
Das Potential an der Klemme 58 geht gegen Null und hält für die Dauer der Tiaufzeit den Ausgangsverstärker 23 (Fig. 7) durchgesteuert. Nach Ablauf der Zeit wird die Flip-Flop-Stufe über einen Widerstand 59 und eine Diode 60/wieder in den Ausgangszustand zurückgebracht.
Die Laufzeit ist mit einem regelbaren Widerstand 52 beim usführungsbeispiel zwischen 5 sec, und 180 sec. einstellbar, dabei liegt über die Klemmen 50 und 51 eine Kurzschlußbrücke. Wird der Widerstand 52 auf Null gestellt und an den Klemmen 50 und 51 ein Potentiometer angeschlossen, so kann die Laufzeit extern eingestellt werden.
Will der Benutzer das Ende der Laufzeit nicht abwarten, so kann er mit einer zweiten Annäherung die Flip-Flop-Stufe wieder in den Ausgangszustand zurückbringen. Ein Abschalten des Wasserzulaufs in das Waschbecken ist also jederzeit möglich.
Anhand der Fig. 11 wird eine Zeitstufe 22 beschrieben, die sich besonders galt ftir die Anwendung bei Ärztewaschtischen und zur Anbringung der Sonde in Reichweite hinter einer Fliese eignet. In der Wirkungsweise ist diese Zeitstufe der anhand der Fig. 10 beschriebenen Zeitstufe gleich.
Mit der ersten Annäherung wird die Laufzeit eingeschaltet und mit der zweiten Annäherung kann die Laufzeit gestoppt werden.
Im statischen Zustand sind die Transistoren 54 und 55 durch geschaltet, der Ausgangsverstärker 23 (Fig. 7) wird über den Ausgang 58 dieser Zeitstufe gesperrt. Die Spanan der Basis eines Transistors 61, nimmt fast Massepotential an, ein Kondensator 66 kann sich nur geringfügig aufladen. Die Laufzeit ist gesperrt.
Bei einer Annäherung werden die Transistoren 54 und 55 gesperrt, der Ausgangsverstärker 23 (Fig. 7) wird über den Ausgang an der Klemme 58 der Zeitstufe (Fig. 11) eingeschaltet und ein aus zwei Transistoren 62 und 63 bestehender, stabiler Multivibrator lädt über einen weiteren, als Diode geschalteten Transistor 64 den Kondensator 66 mit Impulsen auf. Bei Erreichen der Durchbruchspannung des Transistors 61 und eines weiteren Transistors 65, die als Ersatz für einen Uniijunktionstransistor fungieren, wird die Flip-Flop-Stufe durch einen Impuls über einen Widerstand 67 wieder in den Ausgangszustand gekippt. Die Laufzeit ist mittels eines veränderlichen Widerstandes 52 oder mittels eines an den Klemmen 50 und 51 an(reschlossenen Potentiometerszwischen 30 und 900 sec. einstellbar.
Anhand der Fig. 12 wird eine weitere Zeitstufe beschrieben, die sich besonders in Anwendung für eine Dusche zur Anbringung der Sonde in Reichireite der Dusche hinter einer Fliese eignet. Im wesentliche besteht diese Zeitstufe aus einem monostabilen Multivibrator mit den beiden Transistoren 68 und 69. Im statischen Zustand ist der Transistor 68 gröffnet und der Transistor 69 gesperrt. Die positive Spannung an der Klemme 58 dieser Zeitstufe 22 ührt dazu, daß der Ausgangsverstärker 23 (Fig. 7) gesperrt ist. Bei einer Annäherung an die Sonde 1 wird der Transistor C9 (Fig. 12) über einen Kondensator (C), einen Widerstand 71 und eine Diode 72 geöffnet, die Spannung an der Ausgangsklerme 58 der Zeitstufe geht gegen Massepotential und der Ausgangsverstärker 23 (Fig. 7) wird für die Dauer der Laufzeit durchgesteuert. Die Laufzeit ist mittels eines veränderlichen Widerstandes 52 oder mittels eines an den Klemmen 50 und 51 angeschlossenen, externen Potentiometers beim Ausführungsbeispiel zwischen 5 sec.
und 180 sec. einstellbar. EEt einem weiteren, veränderlichen Widerstand 73 wird ein Toleranzabgleich durchgeführt.
Sofern auf die veränderlichen Widerstände 52 und 73 verzichtet werden zoll, ergibt sich eine Zeitstufe'nach Fig. 13.
Diese Zeitstufe eignet sich besonders in Anwendung bei einem WO zur Anbringung der Sonde in WC-Nähe hinter einer Vliese. Ansonsten ist diese Zeitstufe identisch mit der anhand der Fig. 12 beschriebenen, die Laufzeit kar;n aber z.B. bei 2 sec. liegen und ist nicht einstellbar, da-die entsprechenden Einstellmittel fehlen.
Anhand der Fig. 14 wird eine weitere Zeitstufe beschrieben, die sich gut für die Anwendung bei Urinalbecken und zur bringung der Sonde in Reichweite vom Becken hinter liner Vliese eignet. Bei dieser Zeitstufe ist der verrice Widerstand 52 wieder vorhanden, auf den Widerstand 73 der Fig. 12 wird aber verzichtet. Ansonsten weist diese Zeitstufe nach Fig. 14 die gleichen Vorteile wie die nach Fig. 12 auf. Die Laufzeit ist bei einem Ausführungsbeispiel zwischen 5 sec. und 15 sec. einstellbar.
Mittels der Fig. 15 wird schließlich eine Zeitstufe 2? beschrieben, die sich zur Anwendung bei Waschbecken und zur Anbringung der entsprechenden Sonde hinter dem Waschbecken unterhalb der Ausflußöffnung besonders gut eignet.
Die Zeitstufe besteht im wesentlichen aus einem monostabilen Multivibrator aus den beiden Transistoren 68 und 69.
Im stabilen Zustand ist der Transistor 68 geöffnet und der Transistor 69 gesperrt. Die an der Ausgangsklemme 58 liegende hohe Spannung führt dazu, daß der Ausgangsvorstärker 23 (Fig. 7) gesperrt wird. Bei der ersten Annäherung an die Sonde 1 wird der Transistor 68 (Fig. 15) gesperrt, die Spannung an der Klemme 58 geht gegen Masse, der Ausgangsverstärker 23 (Fig. 7) wird durechgesteuert und öffnet für die Dauer der Laufzeit das Magnetventil 24.
Durch die Waschbewegung der Hände im Wasserstrahl ertolgen laufend neue Annäherungsbewegungen, wobei jeweils mit der positiven Triggerflanke die Laufzeit auf Null gettellt wird und mit der negativen Flanke die Laufzeit wieder gestartet wird.
Nach Beendigung des Waschvorganges läuft das Wasser noch bis zum Ende der Laufzeit. Der Hauptzweck der Laufzeit besteht darin, den Wasserlauf bei Handgriffen, z.B. nach Seife, ununterbrochen beizubehalten.
Die Laufzeit ist mittels des einstellbaren Widerstandes 52 oder mittels eines externen Potentiometers, das an die Klemmen 50 und 51 gelegt werden kann, einstellbar.
Bei Gemeinschaftsanlagen mehrerer, gleichartiger sanitärer Anlagen ist es denkbar, daß bei Inanspruchnahme einer einzigen sanitären Anlage alle übrigen Anlagen mit dieser einen Anlage gleichzeitig betätigt werden; beispielsweise tritt dieses Problem bei einer Gemeinschaftsanlage von mehreren Urinalbecken auf. In diesem Fall ist es nicht notwendig, daß die gesamte bisher beschriebene Anlage an jedem Becken zur Steuerung dieses Beckens angebracht sein; muß. Vielmehr kann man die mit der Fig. 6 beschriebeste Kombination zur Osillator 3, Filterkreis 2, Verstärker 15, Regelspannungsvcerstärker 5 und Trigger 20 je dem Becken stationieren, wohingegen Trigger und Zeitstufe sowie Netzteil und Ausgangsverstärker in einer sentralen Anlage untergebracht sein können. Damit man zwischen dem Ausgang des Verstärkers 15 und der zentralen Anlage beliebig lange Leitungen verwenden kann, wird an die Ausgangsklemme 17 des Verstärkers 15 eine Impedanzwandlerstufe verwendet, die anhand der Fig. 19 beschrieben wird. Die Impedanzwandlerstufe kanal 6an einfach mit einem Transistor 80 aufgebaut sein, wie dies die Fig. 19 zeigt. Zwischen den Klemmen 18 und 19 wird in der üblichen Weise die Versorgungsspannung angelegt und die Klemme E1 bildet den Ausgang dieser Impedanzwandlerstufe. Um die einzelnen, an jedem Becken untergebrachten Kombinationen wieder zusammenführen zu können, bedient man sich einer Kopplungselektronik, die anhand der Fig. 18 beschrieben wird. Die Kop'plungs£lektronik besteht ini wesentlichen aus fünf Schmitt-Triggern 74, 75, 76, 77 und 73 sowie aus einem Flip-Flop 79. An den Eingängen E1,, E2,, E3,, E4, und E5 werden die entsprechendcn Ausgänge E1 der Impedanzwandlersti;fe (Fig. 19) angeschlossen. Alle Schmitt-Trigger 74 bis 78 führen an das Flip-Flop 79. Das Plip-Flop 79 weist zwei verschiedene Ausgänge A1 und A2 auf.
Wenn das Flip-Flop ohne Verzägerung wirken soll, so wird der Ausgang A2 verwendet, bei einer gewünschten Verzögerung bedient man sich des Ausgangs A1. Sofern mit dem Ausgang A1 gearbeitet wird, wird dieser mit dem Eingang des Triggers 21 (Fig. 7) verbunden, wenn mit dem Ausgang A2 gearbeitet wird, kann man den Trigger 21 wegfl lassen und direkt auf die Zeitstufe 22 gehen. Im Ruhezustand ist be jedem Schmitt-Trigger 74 bis 78 der erste Transistor leitend, der zweite Transistor gesperrt. Sobaldeine Sonde 1 bedämpft wird, wird der erste Translstor eines Schmitt-Triggers, z.B. 74, gesperrt, und der zweite Transistor wird leitend. Wenn z.B. bei dem Schnitt-Trigger 74 der erste Transistor 81 gesperrt und der zweite Transistor 82 leitend wird, so entsteht am Kollektor des ersten Transistors 81 ein positiver Impuls, der über einen Kondensator 83 und eine Diode 84 an das Flip-Flop 79 gelangt. Der positive Impuls bringt das Flip-Flop zum Kippen und führt hierdurch die Ausgangsspannung an dem gerade verwendeten Ausgang in den entgegengesetzten Zustand über.
Bei einer entsprechenden Ausgangsspannung am Plip-Flop 79 kann das Magnetventil geöffnet werden. Dieses Magnetventil ist beispielsweise als gemeinsames Ventil für efne Mehrzahl von einzelnen Becken vorgesehen. Durch das Herantreten an ein einziges Becken wird dann eine Spülung aller anderen Becken erreicht. Hieraus ergibt sich, daß zweckmäßigerweise immer gleichartige Becken innerhalb einer Gesamtanlage verwendet werden.
Am Netzteil 26 sind mehrer Anschlüsse 19' bzw. 18' herausgeführt, über welche die Stromversorgung der einzelnen elektronischen Stufen sichergestellt werden kann.
Besonders vorteilhaft ist es, daß die Magnetventile 24 mit relativ niedriger Spannung (z.B. 24 V) betrieben werden; die niedrige Sps ung ermöglicht die Verwendung sehr einfacher, kostengünstiger Kabel zwischen dcm Ausgangsverstärker 23 und dem (den) Ventil (en) 24. Da manchmal bei feuchter Atmosphäre gearbeitet werden muß, stellt die niedrige Spannung einen zusätzlichen Sicherheitsfaktor dar.
14 Patentansprüche 13 Bl. Zeichnung m. 19 Fig.

Claims

Patentansprüche

Berührungslos beeinflußbare Steuereinrichtung mit Auslösung von Schaltvorgängen durch Änderung einer Erdkapazität, insbesondere zur Steuerung sanitärer Einrichtungen durch Annäherung bzw. Entfernung des menschlichen Körpers, dadurch gelrennzeichnet, daß eine Sonde (1) mit jenem dem Oszillator (3) nachgeschalteten Filterkreis (2) so verbunden ist, daß bei Annäherung an die Sonde (1) eine Verstimmung des Filterkreises (2) zustande kommt, und in Abahängigkeit der sich hierdurch ändernden, am Filterkreis (2) liegenden Spannung über elektronische Anordnungen (15, 21, 22, 23) die sanitären Einrichtungen (24) beeinflußt werden.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dedurch gekennzeiochnet, daß die Verstimmung des Filterkreises (2) vorzugsweise so erfolgt, daß bei Annäherung eine Verschiebung der Resonanzfrequenz nach tieferen Frequenzen hin erfolgt.
3. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer statischen Veränderung des Sondenfeldes mittels eines Regelspannungsvers'tärkers (5) die Frequenz des Oszillators (3) soweit verändert wird, bis die am Kreis (2) liegende Spannung einen gewünschten Wert wieder erreicht hat.
4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelspannungsverstärker eine Zeitkonstante enthält.
5. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beeinflussung der Magnctventile (24) nur durch eine herabsetzung der Ausgangsspannung (u1) des Filterlzeises (2) erfolgt.
6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Filterkreis (2) nachgeschaltete Verstärker (15) vorzugsweise über einen Trigger (21), eine Zeitstufe (22) und einen Ausgangsverstärker (23) auf ein odqr mehrere Magnetventile (24) arbeitet.
7. Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstufe des Ausgangsverstärkers (23) eine elektronische Kurzschlußsicherung (25) enthält.
8. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang des Regelspannungsverstärkers (5) ein Kondensator (32) liegt, der beim Einschalten des Netzteiles (26) bzw. nach Beendigung von Netzausfällen schlagartig aufgeladen wird, und seine langsame Entladung ein Durchstimmen des Oszillators (3) bewirkt.
9. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Trigger (21) eine Zeitkonstante enthält, die bei kurzer Annäherung an die Sonde (1) ein sofortiges Ansprechen des Triggers verhindert.
10. Steuereinrichtun£ nach anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante zusätzlich bewirkt, daß nach Beendigung der Sondenbedämpfung der Trigger (21) erst nach Ablauf dieser Zeitkonstante in den Ausgangszustand zurückkehrt.
11. Steuereinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufzeit der den Trigger (21) nachgeschalteten Zeitstufe (22) durch einen internen und/oder externen, veränderlichen Widerstand (52, 52') einstellbar ist.
12. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zeitstufe (22) eine Zeitlonstante vorhanden ist, die bewirkt, daß nach, Beendigung der Bedämpfung der Sonde (1) der bei Bedämpfung vorhandene Betriebszustand dieser Zeitstufe noc eine bestinmte Zeit lang andauert.
13. Steuereinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl der Kombinationen aus Oszillator (3), Filterkreis (2), Verstärker (15), Regelspannungsverstärker (5), Trigger (20) und Impedanzwandlerstufe über eine entsprechende Kopplungselektronik (74, 75, 76, 77, 78, 79) über den Triggers (21) bfld die Zeits-tufe (22) auf den Ausgangsverstärker (23) arbeitet.
14. Steuereinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenzeichnet, daß ein am Ausgcan.g des Regelspannungsverstärkers (5) angeschlossener Trigger (20) zusammen mit einer Lampe (28) dem Abgleich des Oszillators (3) dient.