DE3518644A1 - Sanitary mixing fitting - Google Patents

Sanitary mixing fitting

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DE3518644A1 DE19853518644 DE3518644A DE3518644A1 DE 3518644 A1 DE3518644 A1 DE 3518644A1 DE 19853518644 DE19853518644 DE 19853518644 DE 3518644 A DE3518644 A DE 3518644A DE 3518644 A1 DE3518644 A1 DE 3518644A1
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Abstract

In the case of a sanitary mixing fitting which is preferably electronically controlled, each of the valves for hot and cold water supply has an electromechanical actuating member. The ratio of the opening angle of the two valves is regulated in dependence on the measured actual temperature of the mixed water and of the pre-selected desired temperature. In this arrangement, the pre-selectable throughflow quantity of the mixed water is kept constant.

Description

Beschreibungdescription

Die Erfindung betrifft eine Sanitär-Mischarmatur mit je einem Warm- und Kaltwassereinlaßventil und einem Mis-chwasserauslaß, bei der die Mischtemperatur und die Durchflußmenge des Mischwassers vorwahlbar sind.The invention relates to a sanitary mixer tap each with a hot and cold water inlet valve and a mixed water outlet, at which the mixed temperature and the flow rate of the mixed water can be preselected.

Es sind thermostatgesteuerte Mischbatterien bekannt, bei denen ein Steuerkolben in axialer Richtung von einem Ausdehnungselement verschoben wird, der gegenläufig eine Warmwassereintritts- und eine Kaltwassereintrittsbohrung im Batteriegehäuse übersteuert. Durch Begrenzung des Ausdehnungsweges des Ausdehnungselements über die Bedienung eines Skalengriffs von außen wird die Mischwassertemperatur vorgewählt. Die Mengenregulierung erfolgt unabhängig über einen von außen verdrehbaren Hebel oder Drehgriff , wobei der Warmwasser- und Kaltwassereintritt gemeinsam geöffnet oder geschlossen werden können. Nachteile solcher Anordnungen bestehen in der Trägheit des Regelsystems und der daraus folgenden Regelungenauigkeit. There are thermostat-controlled mixer taps are known in which a control piston in the axial direction of a Expansion element is displaced, which opposes a hot water inlet and a cold water inlet hole overdriven in the battery case. By limiting the expansion path of the expansion element over the Operation of a scale handle from the outside is the mixed water temperature preselected. The amount is regulated independently using a lever that can be rotated from the outside or turning handle, whereby the hot water and cold water inlet can be opened or closed together. Disadvantages of such arrangements are the inertia of the control system and the resulting control inaccuracy.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vorzugsweise elektronisch steuerbare Sanitär-Mischarmatur zu schaffen, die nicht nur auf vergleichsweise einfache Weise eine genaue und schnelle Temperatur- und Durchflußmengenregulierung ermöglicht, sondern darüber hinaus auch dann sicherheitstechnisch voll betriebssicher ist, wenn beispielsweise die elektrische Energie-The present invention is based on the object to create a preferably electronically controllable sanitary mixer tap that is not only on comparatively an accurate and quick temperature and easy way Flow regulation allows, but about it is also fully operationally safe in terms of safety when, for example, the electrical energy

3G Versorgung ausfällt.3G supply fails.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedes der beiden Ventile elektromechanisch, elektromagnetisch oder hydraulisch antreibbare Stellglieder 35This object is achieved according to the invention in that each of the two valves can be actuated electromechanically, electromagnetically or hydraulically 35

aufweist, die zum Öffnen der Ventile dienen, und daß die Ventile über Energiespeicher unter Rückstellung der inaktivierten Stellglieder schließbar sind. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sanitär-Mischarmatur.has, which are used to open the valves, and that the valves via energy storage device with resetting of the inactivated Actuators are closable. The subclaims relate to preferred embodiments of the invention Sanitary mixer tap.

Die erfindungsgemäße Sanitär-Mischarmatur erbringt zum einen die angestrebte vergleichsweise genaue und schnelle Temperatur- und Durchflußmengenregulierung, zum anderen ist durch die Anordnung von Energiespeichern Sorge dafür getragen, daß im Falle z. B. eines Stromausfalls die Ventile schnell geschlossen werden. Hierdurch wird im wesentlichen vermieden, daß es beispielsweise zu einem Überlaufen eines Waschbeckens oder auch Verbrühungen einer die erfindungsgemäße Sanitär-Mischarmatur benutzenden Person kommt.The sanitary mixer fitting according to the invention provides for one is the desired, comparatively precise and rapid temperature and flow rate regulation, on the other hand is through the arrangement of energy stores Ensure that in the case of z. B. a power failure, the valves are closed quickly. Through this is essentially avoided, for example, from overflowing a wash basin or from scalding a person using the sanitary mixer tap according to the invention comes.

Erfindungsgemäß wird unter Umgehung einer Durchflußmengen-Bestimmung über eine einfache Temperaturmessung im Mischwasser die Kalt- und Warmwasser-Ventile elektromechanisch geöffnet und geschlossen. Die Durchflußmenge des Mischwassers wird dabei konstant gehalten.According to the invention, a flow rate determination is bypassed The cold and hot water valves are opened and closed electromechanically via a simple temperature measurement in the mixed water. The flow rate of the mixed water is kept constant.

Die Temperaturmessung wird durch einen in der Mischkammer angeordneten Sensor vorgenommen. Vorzugsweise wird die Temperatur am Ausgang der Mischkammer erfaßt, um Ungenauigkeiten infolge ungenügender Durchmischung der Wasserströme auszuschalten.The temperature measurement is made by one in the mixing chamber arranged sensor made. The temperature at the outlet of the mixing chamber is preferably recorded, in order to eliminate inaccuracies due to insufficient mixing of the water flows.

Die elektromechanischen Stellglieder für die beiden Ventile können Elektromotore, wie Schrittschaltmotor, Gleich- oder Wechselstrommotor sein, oder es werden Magnetventile verwendet, die eine analoge Einstellung des Öffnungsquerschnitts der Ventile erlauben. AuchThe electromechanical actuators for the two valves can be electric motors, such as stepper motors, DC or AC motors, or solenoid valves are used with an analog setting allow the opening cross-section of the valves. Even

3.5 ..3.5 ..

Magnetventile, die über ein einstellbares Puls-Pausen-Verhältnis betrieben werden und somit eine quasi-analoge Betriebsweise zulassen, oder hydraulische Antriebe können hierfür eingesetzt werden. Zum Schließen der Ventile werden vorzugsweise Energiespeicher, z. B. Torsionsfedern, oder auch elektromechanische Speicher, wie Akkumulatoren, Kondensatoren oder Elektromagneten vorgesehen, mit denen das inaktivierte Stellglied zurückgestellt wird. Bei Ausfall oder Unterbrechung des Antriebs ο der Stellglieder werden die beiden Ventile über den zugehörigen Energiespeicher zwangsweise zurückgestellt. Zur Vermeidung von Verbrühungen ist das Warmwasser-Ventil schneller schließbar, z. B. dadurch, daß die Ruckstellenergie des Energiespeichers des Warmwasserventils höher ist als die Rückstellenergie des Energiespeichers des Kaltwasserventils.Solenoid valves that are operated via an adjustable pulse-pause ratio and thus a quasi-analog one Allow operating mode or hydraulic drives can be used for this. To close the valves are preferably energy storage, z. B. torsion springs, or electromechanical memory, such as Accumulators, capacitors or electromagnets are provided with which the inactivated actuator is reset will. In the event of failure or interruption of the drive ο the actuators, the two valves are switched off via the associated Energy storage forcibly reset. The hot water valve is to prevent scalding closes faster, e.g. B. in that the restoring energy of the energy storage of the hot water valve is higher than the reset energy of the energy storage of the Cold water valve.

Die Erfindung wird anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on the schematic drawing explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine Aus.führungsform der erfindungsgemäßen Sanitär-Mischarmatur und1 shows an embodiment of the invention Sanitary mixer tap and

Fig. 2 die Ableitung der Stellwerte zur Betätigung der Ventile.2 shows the derivation of the control values for actuating the valves.

In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform einer Sanitär-Mischarmatur ist je ein Ventil 1 und 2 für KaIt- und Warmwasserzufuhr 3 und 4 vorgesehen. Die Ventile 1 ' und 2 sind durch zwei aufeinanderliegende Keramikscheiben 1,1' und 2,2' realisiert. Solche Drehscheiben-Ventile sind z. B. in der DE-OS 3 041 979 beschrieben. Angetrieben werden die.Ventile 1 und 2 bzw. die Ventilscheiben z. B> über je einen Elektromotor 5 und 6.In the embodiment shown in Fig. 1 a Sanitary mixer tap, a valve 1 and 2 for cold and hot water supply 3 and 4 is provided. The valves 1 'and 2 are through two superposed ceramic discs 1.1 'and 2.2' realized. Such rotary disc valves are z. B. in DE-OS 3,041,979. Die.Ventile 1 and 2 or the valve disks z. B> via an electric motor 5 and 6 each.

Das Schließen der Ventile 1 und 2 wird hier durch je eine Torsionsfeder 7 und 8 bewirkt, die das inaktivierte Stellglied 5 oder 6 zurückstellt.The closing of the valves 1 and 2 is effected here by a torsion spring 7 and 8, which inactivated the Actuator 5 or 6 resets.

Im Anschluß an die Ventilausgänge ist eine Mischkammer 9 vorgesehen, an deren Austrittsbereich mindestens ein Temperatursensor 10 angeordnet ist.A mixing chamber 9 is provided in connection with the valve outlets, at the outlet area of which there is at least one Temperature sensor 10 is arranged.

Wesentlich ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung, IQ - daß für jedes Ventil 1 und 2 je ein Motor 5 und 6 vorgesehen ist, wobei die eingestellte Soll-Temperatur zur Konstanthaltung der Durchflußmenge des Misehwassers jeweils durch Steuerung des Verhältnisses der Öffnungswinkel der beiden Ventile geregelt wird.It is essential in the arrangement according to the invention, IQ - that for each valve 1 and 2 a motor 5 and 6 is provided, the set target temperature to keep the flow rate of the constant Misehwassers is regulated by controlling the ratio of the opening angle of the two valves.

Ist die am Ausgang der Mischkammer 9 gemessene Ist-Temperatur z. B. zu hoch, so wird erfindungsgemäß das Warmwasser-Ventil geschlossen, gleichzeitig aber das Kaltwasser-Ventil geöffnet. Die jeweiligen Stellwerte zur Öffnung bzw. Schließung der beiden Ventile werden mittels einer Elektronik abgeleitet.Is the actual temperature measured at the outlet of the mixing chamber 9 z. B. too high, according to the invention the hot water valve is closed, but the cold water valve is open at the same time. The respective control values for opening and closing the two valves are derived by means of electronics.

Gemäß einer in Fig. 2 gezeigten Schaltung zur Ableitung der Stellwerte, werden die in der Mischkammer 9 gemessene Ist-Temperatur und die bei 11 voreingestellte Soll-Temperatur im Subtrahierer 12 miteinander verglichen, über einen PID-Regler 13 wird aus der Regelabweichung der Stellwerto^. für den Antrieb des Ventils 1 gebildet. Der Stellwert c*£ wird aus dem Stellwert ö^. und einem der Gesamtdurchflußmenge Qges proportionalen Stellsignal -£ges durch Subtraktion {oCqes-oL. ) am Ausgang der Subtrahierschaltung 14 ermittelt.According to a circuit shown in FIG. 2 for deriving the control values, the actual temperature measured in the mixing chamber 9 and the setpoint temperature preset at 11 in the subtracter 12 are compared with one another; a PID controller 13 turns the control deviation into the control value o ^ . formed for driving the valve 1. The manipulated variable c * £ is derived from the manipulated variable ö ^. and a control signal proportional to the total flow rate Qges - £ tot by subtraction {oCqes-oL. ) at the output of the subtracting circuit 14 is determined.

351864A351864A

Die Durchflußmenge des Kalt- und Warmwassers ist bekanntlich nicht nur vom Öffnungswinkel der Ventile sondern auch von der Druckdifferenz von Eingangs- und Staudruck am Ventilauslauf abhängig. Bei der Realisierung ^ der erfindungsgemäßen Mischarmatur wird davon ausgegangen, daß die Eingangsdrücke zeitlich konstant sind. Die Absolutgröße der Drücke wird über einstellbare Faktoren getrennt für Warm- und Kaltwasserzweige&C. und oOj berücksichtigt.As is known, the flow rate of cold and hot water is not only dependent on the opening angle of the valves but also on the pressure difference between the inlet and back pressure at the valve outlet. When realizing the mixer fitting according to the invention, it is assumed that the inlet pressures are constant over time. The absolute value of the pressures is separated by adjustable factors for hot and cold water branches & C. and oOj are taken into account.

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Claims (9)

"-"1"- ■" 35186ΛΑ"-" 1 "- ■" 35186ΛΑ 394-52 10. April 1985394-52 April 10, 1985 CASCH/BESCASCH / BES Knebel & Röttger GmbH & Co., 5860 IserlohnKnebel & Röttger GmbH & Co., 5860 Iserlohn Sanitär-MischarmaturSanitary mixer tap PatentansprücheClaims 1- Sanitär-Mischarmatur mit je einem Warm- und KaItwassereinlaßventil und einem Mischwasserauslaß, bei der die Mischtemperatur und die Durchflußmenge des Mischwassers vorwählbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden Ventile (1,2) elektromechanisch, elektromagnetisch oder hydraulisch antreibbare Stellglieder (5,6) aufweist, die zum Öffnen der Ventile (1,2) dienen, und daß die Ventile (1,2) über Energiespeicher (7,8) unter Rückstellung der inaktivierten Stellglieder (5,6) schließbar sind.1- Sanitary mixer fitting each with a hot and cold water inlet valve and a mixed water outlet, at which the mixed temperature and the flow rate of the mixed water can be preselected, characterized in that each of the two valves (1,2) actuators (5 , 6), which serve to open the valves (1,2), and that the valves (1,2) can be closed by means of energy stores (7,8) with resetting of the inactivated actuators (5,6). 2. Sanitär-Mischarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiespeicher Federelemente, vorzugsweise Torsionsfedern (7,8), sind.2. Sanitary mixer fitting according to claim 1, characterized in that the energy storage spring elements, preferably torsion springs (7, 8) are. 3. Sanitär-Mischarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiespeicher (7,8) elektrische Speicher, wie Akkumulatoren, Kondensatoren oder Induktivitäten, sind.3. Sanitary mixer fitting according to claim 1, characterized in that the energy stores (7,8) are electrical stores, such as accumulators, capacitors or inductors. — 9 - s-- 9 - s- 3 R 1 8 R A 43 R 1 8 R A 4 4. Sanitär-Mischarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausfall oder Unterbrechung des Antriebes der Stellglieder (5,6) die Energiespeicher (7,8) eine Zwangsschließung der beiden Ventile (1,2) in die Schließlage bewirken.4. Sanitary mixer fitting according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the event of failure or interruption of the drive of the actuators (5,6) the energy store (7,8) a forced closure of the two valves (1,2) in the closed position cause. 5. Sanitär-Mischarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Warmwassereinlaßventil schneller schließbar ist als das KaIt-5. Sanitary mixer fitting according to one of claims 1 to 4, characterized in that the hot water inlet valve can be closed faster than the KaIt- IQ wassereinlaßventil.IQ water inlet valve. 6. Sanitär-Mischarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das betriebsmäßige Schließen der Ventile (1,2) durch die Stellglieder (5,6) erfolgt und nur das Zwangsschließen der Ventile (1,2) über Energiespeicher (7,8) bewirkt6. Sanitary mixer fitting according to one of claims 1 to 5, characterized in that the operational closing of the valves (1,2) takes place by the actuators (5,6) and only the forced closing of the valves (1,2) via energy storage ( 7,8) wird. 'will. ' 7. Sanitär-Mischarmatur nach einem der Ansprüche 1 ! bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Temperaturmessung mindestens ein in einer Mischkammer (9), ' vorzugsweise im Bereich der Austrittsöffnung der Mischkammer (9), angeordneter Temperatursensor (10) vorgesehen ist.7. Sanitary mixer fitting according to one of claims 1! to 6, characterized in that at least one temperature sensor (10) arranged in a mixing chamber (9), preferably in the area of the outlet opening of the mixing chamber (9), is provided for temperature measurement. 8. Sanitär-Mischarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Verhältnisse der Öffnungswinkel der beiden Ventile (1,2) ein Regelkreis (12,13,14) vorgesehen ist, mit dem nach Vergleich der Ist-Temperatur des Mischwassers mit der vorgewählten Soll-Temperatur über einen Regelalgorithmus (13) die Stellwerte für die beiden Stellglieder (5,6) ableitbar sind.8. Sanitary mixer fitting according to one of claims 1 to 7, characterized in that a control circuit (12,13,14) is provided to regulate the ratios of the opening angles of the two valves (1,2), with which after comparison of the actual Temperature of the mixed water with the preselected target temperature via a control algorithm (13), the control values for the two actuators (5, 6) can be derived. ORIGINALORIGINAL "'"3"- '" *'* 35 1 864A "'" 3 "- '" * '* 35 1 864A 9. Sanitär-Mischarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis9. Sanitary mixer fitting according to one of claims 1 to 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Konstanthaltung der Durchflußmenge, einer der Stellwerte durch Subtraktion (14) aus einem der vorgewählten Durchfluß-8, characterized in that in order to keep the flow rate constant, one of the control values by subtraction (14) from one of the preselected flow rates 5 menge proportionalen Wert ableitbar ist.5 value proportional to the quantity can be derived. 1.0. Sanitär-Mischarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis1.0. Sanitary mixer fitting according to one of claims 1 to 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Regelalgorithmus ein PID-Regler (13) vorgesehen ist.9, characterized in that a PID controller (13) is provided as the control algorithm.
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