DE2943609C2

DE2943609C2 - Steuerschaltanordnung für eine Sanitärarmatur

Info

Publication number: DE2943609C2
Application number: DE19792943609
Authority: DE
Inventors: Helmut 7000 Stuttgart Wertenauer
Original assignee: Hansa Metallwerke AG
Current assignee: Hansa Metallwerke AG
Priority date: 1979-10-29
Filing date: 1979-10-29
Publication date: 1983-12-08
Also published as: ATA523380A; DE2943609A1; AT385139B

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltanordnung für eine Sanitärarmatur, mit der wahlweise zwei Wasserströme unterschiedlicher Temperatur durch die Sanitärarmatur geleitet werden können, mit einem die Wasserströmung auslösenden Sensor und mit die Wasserströmung regelnden Magnetventilen.

Eine Steuerschaltanordnung dieser Art (Stand der Technik angeben!) findet hauptsächlich zur Betätigung von Sanitärarmaturen in öffentlichen Einrichtungen Verwendung. Insbesondere in Raststätten an Autobahnen oder dergl. bemüht man sich, sanitäre Einrichtungen bereitzustellen, die problemlos und hygienisch zu bedienen sind, dabei eine Robustheit aufweisen, welche die Anlagen vor mutwilliger Beschädigung schützt. Dem Publikum werden dabei wahlweise zwei verschiedene Wassertemperaturen angeboten: Zur normalen Säuberung reicht Kaltwasser aus; zur Intensivreinigung wird ein Mischwasser konstanter Temperatur zur Verfügung gestellt, die beispielsweise bei 37°C liegt. Die bekannte Steuerungsschaltanordnung weist zur Wahl der gewünschten Wassertemperatur einfach zwei Tasten auf, die entsprechende Markierungen aufweisen und mit denen die Magnetventile in den Wasserwegen direkt angesteuert werden. Dies hat den Nachteil, daß zum einen verhältnismäßig ausführliche Anweisungen an den Benutzer gegeben werden müssen, wie er die von ihm gewünschte Wassertemperatur erhält; zum anderen läuft unter den geschilderten Bedingungen das warme Wasser verhältnismäßig häufig, auch dann, wenn es. nicht benötigt wird. Beispielsweise wird die vom Vorbenutzer gewählte höhere Wassertemperatur der Bequemlichkeit halber einfach übernommen.

ίο Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerschaltanordnung der eingangs genannten Art derart fortzubilden, daß das wärmere Wasser nur dann fließt, wenn es tatsächlich vom Benutzer gewünscht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuerschaltanordnung einen Logikkreis enthält, der von dem Sensor und einem Kommandogeber Steuersignale erhält und hiernach alternativ ein erstes Ausgangssignal K zur Steuerung des kälteren Wasser-Stroms oder — wenn der Kommandogeber (3) betätigt wird — ein zweites Ausgangssignal W zur Steuerung des wärmeren Wasserstroms erzeugt wobei das erste Ausgangssignal K vor dem zweiten Ausgangssignal W Vorrang hat und der Logikkreis durch die Abschaltflanke des Steuersignals des Sensors jedes Mal in einen Zustand zurückgestellt wird, in dem er das erste Ausgangssignal K erzeugt.

Die erfindungsgemäße Steuerschaltanordnung ist einfach zu bedienen, weil nur ein Bedienungselement,

jo nämlich der Kommandogeber, vorgesehen ist. Dadurch, daß das kältere Wasser Vorrang vor dem wärmeren Wasser besitzt und somit wärmeres Wasser nur dann fließt, wenn die Bedienungsperson hierzu eigens tätig wird, lassen sich erhebliche Einsparungen an wärmerem Wasser erzielen. Die Warmwassereinstellung des Vorbenutzers bleibt bei einem nächsten Benutzer nicht erhalten.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Steuerschaltanordnung sind in den Unteransprüchen angegeben.

-to Ausiührungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt F i g. 1 schematisch ein Blockschaltbild einer Steuerschaltanordnung,
F i g. 2 Impulsfolgen, die in der Schaltungsanordnung von F i g. 1 auftreten und

F i g. 3 und 4 weitere Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Steuerschaltanordnungen.

Die in F i g. 1 dargestellte Steuerschaltanordnung für zwei Wasserströme enthält als zentrale Einheit einen Logikkreis 1. Der Logikkreis 1 wird von zwei Steuersignalen S, Tbeaufschlagt. Das erste Steuersignal S wird von einem berührungslos arbeitenden Sensor 2 erzeugt, der beispielsweise nach dem Reflexionsprinzip mit sichtbarem oder IR-Licht arbeiten kann. Das Steuersignal 5 steht solange an, wie sich der Benutzer im Bereich des Wasserauslaufs befindet und überhaupt ein Wasserauslauf, sei dieser nun kalt oder warm, gewünscht wird. Das zweite Steuersignal T rührt von einem Kommandogeber 3, mit dem nach Wunsch des Benutzers ein Wechsel von Kaltwasser- zum Mischwasserauslauf bewirkt werden kann.

Bei dem Kommandogeber kann es sich um einen mechanischen Taster oder auch um einen berührungslos arbeitenden Sensor handeln. Im letzteren Falle wird durch einen geeigneten räumlichen Empfindlichkeitsbereich dafür gesorgt, daß der Kommandosensor nicht schon bei bloßer Anwesenheit einer Person im Bereich des Wasserauslaufs auslöst (wie dies beim Sensor 2 der

Fall ist), sondern erst bei bewußter, weiterer Annäherung, beispielsweise der Hand.

In Abhängigkeit von den Steuersignalen 5, T entwickelt der Logikkreis 1 zwei Ausgangssignale K, W. Das Ausgangssignal /C wird über eine Treiberstufe 4 dem Kaltwasser-Magnetventil 6 zugeführt. Solange es ansteht, ist das Kaltwasser-Magnetventil 6 geöffnet Das zweite Ausgangssignal W steuert in entsprechender Weise über eine Treiberstufe 5 das Mischwasser-Magnetventil 7 aus.

Die mit dem Logikkreis 1 im einfachsten Falle erzielte Funktion sei anhand der in Fig.2 dargestellten Impulsfolgen erläutert

Fig.2a zeigt ein angenommenes Beispiel für das Sensorsignal 5. Zur Zeit t=U> wird der Sensor 2 ausgelöst, beispielsweise dadurch, daß die Hände oder ein anderes Körperteil des Benutzers in den Empfindlichkeitsbereich des Sensors 2 gebracht werden. Der Sensor 2 bleibt bis zur Zeit /3 in Funktion, zu welcher der Benutzer von dem Waschtisch oder dergleichen wegtritt

Die ansteigende Flanke des Sensorsignals S löst nun unabhängig von der letzten Benutzungsart der Armatur immer zunächst ein Signal K aus (vergl. F i g. 2c). Mit anderen Worten: Dem Kaltwasserweg kommt eine Vorrangfunktion zu: ohne besonderes Zutun des Benutzers fließt zunächst immer Kaltwasser, auch wenn der vorhergehende Benutzer zuletzt Mischwasser gezapft hat

Wünscht der Benutzer den Obergang von Kalt- auf Warmwasser, so betätigt er den Kommandogeber 3, erzeugt also ein Signal T. Dessen ansteigende Flanke, die in Fig.2 bei fi liegt, bewirkt zweierlei: zum einen wird der Kaltwasserfluß gestoppt, zum anderen wird ein Signal W erzeugt, also das Mischwasser-Magnetventil aufgesteuert.

Das Ende des Sensorsignals S zur Zeit /3 beendet nicht nur den Warmwasserfluß; gleichzeitig wird der Logikkreis 1 auch so zurückgestellt, daß bei erneuter Betätigung des Sensors 2 zunächst wieder Kaltwasser fließt.

In F i g. 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung, mit welcher die geschilderten Funktionen erzielt werden können, näher dargestellt. Die verschiedenen Komponenten tragen dieselben Bezugszeichen wie in F i g. 1, um 100 erhöht. So entspricht dem Logikkreis 1 von Fig. 1 in Fig.3 die gestrichelt eingerahmte Einheit 101. Diese wird vom Sensor 102 und vom Kommandogeber 103 angesteuert und erzeugt die Ausgangssignale K und W für die Treiberstufen 104 und 105.

Das Sensor-Ausgangssignal S wird an einen Eingang eines UND-Gliedes 108 und an eine Differentiationsstufe 109 gelegt. Die Differentiationsstufe 109 erzeugt aas der abfallenden Flanke des Sensorsignales S einen Impuls, der an den Rückstell-Eingang eines Flip-Flop 110 gelegt wird.

Das Kommandosignal T wird ebenfalls an eine Differentiationsstufe 111 gelegt, die aus der ansteigenden Flanke einen Impuls erzeugt. Dieser wird dem Stell-Eingang des Flip-Flop 110 zugeführt.

Das Flip-Flop 110 besitzt zwei Ausgänge: Der Ausgang »1« liegt »hoch«, führt also als Ausgangssignal eine »1«, wenn zuvor der Stell-Eingang beaufschlagt wurde. Der Ausgang »1« liegt »tief«, führt also das Ausgangssignal »0«, wenn zuvor der Rückstell-Eingang beaufschlagt wurde. Der Ausgang »2« verhält sich komplementär zum Ausgang »1«, liegt also »hoch«, wenn dieser »tief« liegt und umgekehrt

Der »1«-Ausgang des Flip-Flop 110 ist mit einem Eingang eines zweiten UND-Gliedes 112 verbunden, dessen anderer Eingang ebenfalls vom Sensorausgangssignal S beaufschlagt wird. Der »0«-Ausgang des Flip-Flop 110 ist mit dem zweiten Eingang des UND-Gliedes 108 verbunden.

Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 108 stellt das Signal K, das Ausgangssignal des UND-Gliedes 112, das Signal V/dar. Die Funktion dieser Schaltungsanordnung ist folgende:

Solange ein Sensorsignal S erzeugt wird, ist jeweils ein Eingang der UND-Glieder 108 und 112 hierdurch belegt Die Frage, welches der UND-Glieder durchsteuert ob also ein Signal /Coder ein Signal Werzeugt wird, entscheidet sich am Zustand des Flip-Flop 110. Zu Beginn des Sensorsignals 5 (Zeitpunkt U, in F i g. 2) ist das Flip-Flop 110 aus unten erläuterten Gründen stets zurückgestellt (auf eine Ausnahme wird ebenfalls noch eingegangen). Dies bedeutet, daß der »0«-Ausgang des Flip-Flop 110 »hoch« liegt und somit der zweite Ausgang des UND-Gliedes 108 beaufschlagt wird. Dieses steuert durch und erzeugt ein Signal K. Wird nun zur Zeit fi (F i g. 2) der Kommandogeber 3 betätigt, so wird durch die Differentiationsstufe 111 der Stell-Eingang des Flip-Flop 110 getriggert Hierdurch kehren sich die Schaltzustände an den Ausgängen des Flip-Flop l!0 um. Der »1 «-Ausgang liegt nun »hoch«, der »0«-Ausgang liegt nun »tief«. Dies hat zur Folge, daß nunmehr anstelle des UND-Gliedes 108 das UND-Glied 112 durchsteuert und ein Signal Werzeugt

Am Ende des Sensorsignals 5zur Zeit i=f₃ (Fig. 2) wird über die Differentiationsstufe 109 in jedem Falle das Flip-Flop 110 zurückgestellt. Da außerdem eines der Signale an den UND-Gliedern 108 und 112 wegfällt, können diese auch keine Ausgangssignale K oder W mehr erzeugen.

Bei der oben beschriebenen Schaltung ist es möglich, den Kommandogeber 103 auch in der Zeit zwischen zwei Sensorsignalen, also in F i g. 2 zwischen h und U zu bedienen. Beim Auftreten des Sensorsignals 5 würde dann sofort wärmeres Wasser fließen. Falls dies nicht gewünscht wird, kann die Weitergabe des Kommandosignales Γ in der Zeit, in welcher der Sensor 102 nicht arbeitet, blockiert werden. Beispielsweise kann das Kommandosignal über ein UND-Glied geleitet werden, das als zweites Eingangssignal das Sensorsignal 5 erhält. Unter Umständen kann es günstig sein, sicherzustellen, daß bei Beginn der Armaturenfunktion zunächst in jedem Falle eine kurze Zeit kaltes Wasser fließt. Eine Schaltungsanordnung, die dies leistet, ist in Fig.4 dargestellt. Sie entspricht weitgehend der Schaltungsanordnung nach Fig.3; entsprechende Bauelemente haben daher dasselbe Bezugszeichen, plus 100, erhalten. Gegenüber Fig.3 unverändert vorhanden sind die folgenden Bauelemente: Sensor 202, Kommandogeber 203, UND-Glied 208, Differentiationsstufe 211, Flip-Flop 210 sowie die Treiberstufen 204 und 205.

Zusätzliche Funktionen haben übernommen und sind daher modifiziert: die Differentiationsstufe 209 und das UND-Glied 212. Erstere hat nunmehr einen zusätzlichen Ausgang, an dem bei der ansteigenden Flanke des Sensorsignals ein Triggersignal auftritt. Das UND-Glied 212 besitzt einen dritten Eingang.

Neue Komponenten in der Schaltung von F i g. 4 sind eine monostabile Kippstufe 213, ein ODER-Glied 215 und Inverter 216.

Der zusätzliche Ausgang der Differentiationsstufe

209 ist mit dem Eingang der monostabilen Kippstufe 213 verbunden. Diese erzeugt, wenn sie getriggert wird, einen Rechteckimpuls der Länge τ\. Der Ausgang der Kippstufe 213 ist mit einem Eingang des ODER-Glieds 215 und über den Inverter 216 mit dem zusätzlichen Eingang des UND-Glieds 212 verbunden. Der Ausgang des UND-Gliedes 208. das dem UND-Glied 108 von F i g. 3 entspricht, ist mit einem zweiten Eingang des ODER-Glieds 215 gekoppelt. Am Ausgang des ODER-Glieds 215 entsteht das Signal K.

Die Funktion der gegenüber F i g. 3 unveränderten oder modifizierten Komponenten ist dieselbe wie dort. Sie braucht daher nicht erneut beschrieben zu werden.

Die zusätzlichen Komponenten und die Modifikationen von Komponenten aus F i g. 3 dienen dazu, zu Beginn der Sensortätigkeit auf jeden Faii während der Zeit Ti einen Kaltwasserfluß zu erzwingen und einen Mischwasserfluß zu unterbinden.

Hierzu stößt der am Plus-Ausgang der Differentiationsstufe 209 durch die positive Anstiegsflanke des Sensorsignals 5 ausgelöste Triggerimpuls die Kippstufe 213 an. Dessen Ausgangssignal gelangt durch das ODER-Glied 215 und bildet so ein Signal K der Länge Γι. Es wird außerdem über den Inverter 216 an den dritten Eingang des UND-Gliedes 212 gelegt, stellt dort also eine Unterbrechung des normalerweise vorhandenen Dauersignals dar. Dies hat zur Folge, daß das Signal Wwährend der Zeit τ\ in jedem Falle unterdrückt wird. Die Schaltung von F i g. 4 kann so abgewandelt werden, daß nach Ende des Sensorsignals noch ein kurzer Kaltwasser-Nachlauf erfolgt. Die hierfür erforderlichen Komponenten sind in F i g. 4 gestrichelt eingezeichnet.

ίο Dabei handelt es sich um eine weitere monostabile Kippstufe 214, die Impulse der Zeitdauer τι erzeugt. Ihr Eingang ist mit dem Minus-Ausgang der Differentiationsstufe 209 und ihr Ausgang mit einem dritten Eingang des ODER-Glieds 215 verbunden. Die Kippstufe 214 wird also durch die Abschaltflanke des Scnsorsignals 5 angestoßen und erzeugt, durch das ODER-Glied 215 hindurch, ein Signal K der Länge r₂.

Selbstverständlich ist es ohne weiteres möglich, über die geschilderten Maßnahmen hinaus in bekannter Weise Verzögerungsglieder vorzusehen, die ein sporadisches, überrasches Schalten des Logikkreises verhindern.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Steuerschaltanordnung für eine Sanitärarmatur, mit der wahlweise zwei Wasserströme unterschiedlicher Temperatur durch die Sanitärarmatur geleitet werden können, mit einem die Wasserströmung auslösenden Sensor und mit die Wasserströmung regelnden Magnetventilen, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Logikkreis (1) enthält, der von dem Sensor (2) und einem Kommandogeber (3) Steuersignale (S bzw. T) erhält und hiernach alternativ ein erstes Ausgangssignal (K) zur Steuerung des kälteren Wasserstroms oder — wenn der Kommandogeber (3) betätigt wird — ein zweites Ausgangssignal (W) zur Steuerung des wärmeren Wasserstorms erzeugt, wobei das erste Ausgangssignal (K)woT dem Ausgangssignal (W) Vorrang hat und der Logikkreis (101,201) durch die Abschaltflanke des Steuersignals (S) des Sensors (2) jedes Mal in einen Zustand zurückgestellt wird, in welchem er das erste Ausgangssignal (KJ erzeugt.

2. Steuerschaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Logikkreis (201) eine Einrichtung (209, 213, 215, 216, 212) vorgesehen ist, welche nach Beginn des Sensor-Steuersignals (S)ein Ausgangssignal (/^bestimmter Zeitdauer erzwingt und ein Ausgangssignal (W) während dieser Zeitdauer unterdrückt

3. Steuerschaltanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Logikkreis (201) eine Einrichtung (209,214,215) vorgesehen ist, welche am Ende des Sensor-Steuersignals (S) ein Ausgangssignal (K)bestimmter Zeitdauer auslöst

4. Steuerschaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kommandogeber (3) ein handbetätigter Taster ist

5. Steuerschaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kommandogeber (3) ein berührungslos arbeitender Sensor ist.