DE3731679A1 - Beruehrungslos gesteuerte sanitaerarmatur - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine berührungslos gesteuerte Sani­ tärarmatur mit

• a) mindestens einem Ventil, durch welches die Menge des die Sanitärarmatur durchfließenden Wassers kontinuierlich veränderbar ist;
• b) mindestens einem Sensor und einem diesem Sensor zugeord­ neten Überwachungsraum, wobei die Stellung des Ventils kontinuierlich solange verändert wird, wie sich ein Ge­ genstand in dem Überwachungsraum befindet.

Eine derartige Sanitärarmatur ist in der DE-OS 27 35 942 beschrieben. Über die Art der hierbei in Einsatz kommenden Ventile ist dort allerdings nichts ausgesagt. Da die elek­ trischen Elemente, die zu der bekannten Sanitärarmatur ge­ hörten, über das Netz betrieben wurden, ergaben sich dies­ bezüglich auch keine Probleme. Die Notwendigkeit eines An­ schlusses berührungslos gesteuerter Sanitärarmaturen an das elektrische Hausnetz erweist sich jedoch zunehmend als Hindernis für die Einführung derartiger, hochkomfortabler Armaturen. Zum einen ist nämlich die nachträgliche Instal­ lation sehr erschwert, insbesondere wenn frei geführte Ka­ bel vermieden werden sollen; zum anderen fallen derartige Sanitärarmaturen in das Fachgebiet zweier verschiedener Handwerker, nämlich des Sanitärinstallateurs einerseits und des Elektroinstallateurs andererseits. Dies kompliziert sowohl die Montage als auch die Wartung derartiger Armatu­ ren.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Sanitärar­ matur der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß sie mit einem geringstmöglichen Bedarf an elektrischer Energie auskommt und so über Batterien, ggf. unterstützt durch Solarzellen, betrieben werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

• c) das Ventil ein pilotgesteuertes Ventil ist und umfaßt:
  • ca) eine mit einem Ventilsitz zusammenwirkende Membran, welche sich unter der Wirkung der beidseits von ihr anstehenden Wasserdrucke relativ zum Ventilsitz be­ wegt und eine Pilotöffnung aufweist;
  • cb) einen von der Pilotöffnung der Membran abhebbaren bzw. an diesen anlegbaren Schließkörper, der über einen linear bewegbaren Stößel betätigbar ist;
  • cc) einen elektrischen Schrittmotor, dessen Welle sich bei jedem zugeführten elektrischen Impuls um einen definierten Winkel verdreht;
  • cd) ein Getriebe, welches die Drehbewegung des Schritt­ motors in eine Linearbewegung des Stößels umsetzt;
• d) als Stromquelle eine Batterie und/oder eine Solarzelle dient.

Erfindungsgemäß wird somit ein ganz besonderes pilotge­ steuertes Ventil eingesetzt, welches in der älteren Patent­ anmeldung P 37 10 864.6 beschrieben ist. Dieses Ventil zeich­ net sich durch eine außerordentlich kleine Energieaufnahme aus, da die eigentliche Arbeit beim Regeln des Wasserstro­ mes durch den Wasserdruck selbst geleistet wird und das Ventil nur zur Veränderung seiner Position bestromt zu wer­ den braucht, während es in allen Öffnungsstellungen strom­ los bleiben kann, solange es sich nicht bewegt. In der äl­ teren Patentanmeldung wird dieses Ventil nur als Ersatz für herkömmliche Magnetventile benutzt, d.h., es wird zwischen einer vollständigen Offen- und einer vollständigen Schließstellung hin- und hergeschaltet. Es hat sich jedoch überraschenderweise herausgestellt, daß derartige Ventile zur kontinuierlichen Mengensteuerung geeignet sind, da die Membran dem Schließkörper auch in allen Zwischenstellungen folgt und hier stabile Positionen einzunehmen vermag. Dies ist bei pilotgesteuerten Ventilen bisher nicht bekannt.

Der Schrittmotor kann unidirektional sein, d.h., sich nur in einer Richtung verdrehen. In diesem Falle genügt ein Sensor zur Veränderung der Stellung des Ventils. Das Ge­ triebe muß so ausgelegt sein, daß der Schließkörper perio­ disch zwischen seinen beiden Endstellungen hin- und herbe­ wegt wird. Derartige unidirektionale Schrittmotoren sind besonders einfach und stromsparend herstellbar.

Alternativ kann der Schrittmotor bidirektional sein. In diesem Falle sind zwei Sensoren vorhanden, wobei bei Anwe­ senheit eines Gegenstandes im Überwachungsbereich des er­ sten Sensors der Schrittmotor in einer Richtung verstellt wird, die einer Vergrößerung des Wasserflusses entspricht, und bei Anwesenheit eines Gegenstandes im Überwachungsraum des zweiten Sensors der Schrittmotor in einer Richtung ver­ stellt wird, die einer Verkleinerung des Wasserflusses ent­ spricht. Diese Ausgestaltung der Erfindung ist komfortabler, da es in jeder Stellung des Ventiles möglich ist, sofort eine Bewegungsumkehr der Membran zu erreichen, ohne daß diese zunächst eine der beiden Extremstellungen durchlaufen muß. Letzteres ist bei unidirektionalen Schrittmotoren je nach den Umständen der Fall.

Nach dem erfinderischen Prinzip können auch Mischarmaturen gestaltet werden. Dann sind zwei unabhängige, pilotgesteu­ erte Ventile vorgesehen, von denen das eine der Einstellung des Kaltwasserflusses und das andere der Einstellung des Warmwasserflusses dient und denen jeweils mindestens ein gesonderter Sensor zugeordnet ist.

Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung ist ein zusätz­ licher Sensor vorgesehen, wobei beim Eintritt eines Gegen­ standes in den Überwachungsraum des zusätzlichen Sensors alle Ventile in einen vorbestimmten Öffnungszustand und beim Austritt des Gegenstandes aus dem Überwachungsraum alle Ventile in den Schließzustand gebracht werden. Mit Hilfe dieses Sensors läßt sich die Sanitärarmatur in einer Weise betreiben, die derjenigen herkömmlicher berührungs­ loser Armaturen ohne Mengensteuerung entspricht: Beim Ein­ treten des Gegenstandes (z.B. der Hand des Benutzers) in den Überwachungsraum des zusätzlichen Sensors beginnt das Wasser mit einer vorprogrammierten Stärke zu laufen. Erst dann, wenn der Benutzer mit dieser vorprogrammierten Stärke nicht einverstanden ist, wird durch Beaufschlagung des er­ sten bzw. ggf. auch des zweiten Sensors die Menge des aus­ fließenden Wassers entsprechend den Wünschen den Benutzers eingestellt.

Schließlich besteht die Erfindung allgemein in der Verwen­ dung eines pilotgesteuerten Ventils mit

• a) einer mit einem Ventilsitz zusammenwirkenden Membran, welche sich unter der Wirkung der beidseits von ihr an­ stehenden Wasserdrucke relativ zum Ventilsitz bewegt und eine Pilotöffnung aufweist;
• b) einem von der Pilotöffnung der Membran abhebbaren bzw. an diese anlegbaren Schließkörper, der über einen linear bewegbaren Stößel betätigbar ist;
• c) einem elektrischen Schrittmotor, dessen Welle sich bei jedem zugeführten elektrischen Impuls um einen definier­ ten Winkel verdreht;
• d) einem Getriebe, welches die Drehbewegung des Schritt­ motors in eine Linearbewegung des Stößels umsetzt,

zur kontinuierlichen Einstellung der Menge eines strömenden Mediums. Die Erfindung macht dabei von der überraschenden, in allen Zwischenstellungen stabilen Charakteristik des beschriebenen pilotgesteuerten Ventils Gebrauch.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an­ hand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen

Fig. 1 die Seitenansicht einer berührungslos gesteuerten Sanitärarmatur;

Fig. 2a das Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbei­ spieles einer Schaltungsanordnung zum Betrieb der Sanitärarmatur von Fig. 1 bei Verwendung eines unidirektionalen Schrittmotors;

Fig. 2b ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispieles für eine Schaltungsanordnung mit bidirektionalem Schrittmotor;

Fig. 3 einen Axialschnitt durch ein pilotgesteuertes Ventil, welches bei der in Fig. 1 dargestellten Sanitärarmatur eingesetzt wird;

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel für ein geeig­ netes pilotgesteuertes Ventil;

Fig. 5 einen Schnitt durch den Schrittmotor, der Teil des in Fig. 4 oder 5 dargestellten Ventiles ist.

In Fig. 1 ist die Seitenansicht einer Sanitärarmatur 60 gezeigt, die an einem Waschtisch 62 oder dergleichen in bekannter Weise montiert ist. Sie umfaßt einen Auslauf 64, einen ersten, seitlichen Sensor 68 sowie einen vorderen, auf den Benutzer der Sanitärarmatur 60 zu gerichteten Sensor 66. Im Inneren der Sanitärarmatur 60 befinden sich ein pi­ lotgesteuertes Ventil, welches nachfolgend ausführlicher beschrieben wird und zur kontinuierlichen Veränderung der Menge des aus dem Auslauf 64 fließenden Wassers dient, so­ wie die zu dessen Betrieb erforderlichen elektrischen Bau­ elemente einschließlich einer Batterie.

Das erwähnte pilotgesteuerte Ventil ist in Fig. 3 im Schnitt dargestellt. Es umfaßt ein Gehäuse 1 mit einer Ein­ laßöffnung 2 und einer Auslaßöffnung 3. Im Strömungsweg zwischen der Einlaßöffnung 2 und der Auslaßöffnung 3 ist ein gehäusefester Ventilsitz 4 angeordnet, auf welchem eine topfförmige Membran 7 aufliegt. Sie befindet sich in einem Gehäuseansatz 5, der durch einen Deckel 6 verschlossen ist. Die Membran 7 ist mit ihrem Rand zwischen dem Deckel 6 und dem Rand des Gehäuseansatzes 5 eingespannt und dichtet das Gehäuse 1 dadurch nach außen ab.

Die Membran 7 weist eine zentrale Pilotöffnung 7 a auf, die durch einen zwischen der Membran 7 und dem Deckel 6 ange­ ordneten Schließkörper 8 verschließbar ist. Der Schließ­ körper 8 ist am Ende eines Stößels 9 befestigt, welcher durch die Pilotöffnung 7 a der Membran 7 hindurchgeführt ist und in einer Kammer 10 endet. Diese ist in einem dem ersten Gehäuseansatz 5 gegenüberliegenden zweiten Gehäuse­ ansatz 11 ausgebildet. In der die Kammer 10 abschließenden Gehäusewand sind ein Durchgang und eine Dichtung 12 für den Stößel 9 vorgesehen.

Der Schließkörper 8 steht unter der Wirkung einer Druckfe­ der 13, welche sich am Deckel 6 abstützt. Mehrere Vor­ sprünge des Deckels 6 begrenzen den Öffnungshub der Membran 7.

Radial außerhalb des Ventilsitzes 4 ist an der Membran 7 eine Druckausgleichsöffnung 17 vorgesehen, welche eine mit der Einlaßöffnung 2 in Verbindung stehende Kammer 18 mit einer zwischen der Membran 7 und dem Deckel 6 gebildeten Druckausgleichskammer 19 verbindet. Um den lichten Quer­ schnitt der Druckausgleichsöffnung 17 kleinzuhalten, ragt ein Stift 16 durch sie hindurch, welcher in einer Gehäuse­ wand 15 befestigt ist.

In der Kammer 10 ist ein Getriebe 20 untergebracht. Dabei handelt es sich um die Kombination eines Übersetzungsgetrie­ bes mit einem Kurvengetriebe. Das Getriebe 20 befindet sich in einem Getriebegehäuse 24, welches bis zum Anschlag in die Kammer 10 eingeschoben ist. Auf der feststehenden Ab­ triebswelle 21 des Getriebes 20 sitzt neben anderen Getrie­ berädern eine drehbare Kurvenscheibe 22, deren Kurvenfläche 22 a sich auf der einen Seitenfläche der Kurvenscheibe 22 befindet. Der Stößel 9 ist in das Getriebe 20 hineingeführt und stützt sich mit seinem Ende auf der Kurvenscheibe 22 ab. Die Antriebswelle 23 des Getriebes 20 führt am gegen­ überliegenden Ende des Getriebes 20 aus dem Getriebegehäuse 24 hinaus und in das Gehäuse eines angrenzend angeordneten elektrischen Schrittmotors 25 hinein. Die Antriebswelle 23 des Getriebes 20 ist zugleich die Welle des Rotors 27 des Schrittmotors 25.

Innerhalb des Gehäuses 28 des Schrittmotors 25 befindet sich ein Rotor 27, eine flache, kreisrunde Scheibe aus ei­ nem Hochleistungsmagneten. Die Magnetisierungsrichtung ver­ läuft in Richtung eines Durchmessers der Rotorscheibe 27. In das Gehäuse 28 ist ferner ein Stator 29 aus Weicheisen ein­ gesetzt. Der Stator 29 ist ebenso wie der Rotor 27 flach ausgebildet und umgibt den Rotor 27 in seiner Ebene rahmen­ förmig.

Fig. 5 zeigt einen Blick in den geöffneten Schrittmotor 25. Der Stator 29 umschließt den Rotor 27, der mit seiner Welle 23 in der Wand des Gehäuses 28 gelagert ist, mit zwei einander zugewandten Polschuhen 30 und 31, welche ungefähr halbkreisförmige Ausnehmungen 32 haben. Die beiden Polschu­ he 30 und 31 sind exzentrisch in Bezug auf die Lage der Welle 23 angeordnet, wodurch sich zwischen dem Rotorumfang und den Polschuhen 30 und 31 Luftspalte 33 ergeben. Diese werden von der einen Spitze 34 bis zur anderen Spitze 35 beider Polschuhe 30, 31 allmählich breiter und bestimmen dadurch den Drehsinn des Rotors 27: Er dreht sich in der Richtung, in welcher sich die Luftspalte 33 erweitern. Die Polschuhe 30 und 31 sind über seitliche Schenkel 57 und 58 des Stators 29 miteinander verbunden und dadurch magne­ tisch rückgeschlossen. Die Schenkel 57 und 58 ergänzen den Stator 29 zu einem rahmenförmigen Gebilde, welches den Ro­ tor 27 in seiner Hauptebene vollständig umschließt und nur geringe Streuflüsse austreten läßt.

Die Polschuhe 30 und 31 tragen je eine Wicklung 36 bzw. 37. Die beiden Wicklungen sind gleichsinnig angeordnet und in Reihe geschaltet. Die Anschlußpunkte 59 und 61 sowie der Verbindungspunkt 60 der beiden Wicklungen 36 und 37 sind auf einem der Schenkel 58 des Stators 29 angeordnet.

Die Funktionsweise des beschriebenen Ventils ist wie folgt:

Wird in die Wicklungen 36 und 37 des Schrittmotors 25 ein elektrischer Impuls eingespeist, so verursacht dies eine Drehung des Rotors 27 um einen bestimmten Winkel, bei einem zweipoligen Rotor (wie dargestellt um) eine halbe Rotorumdre­ hung. Hierbei wird die Kurvenscheibe 22 verdreht; das Ende des Stößels 9 gleitet im Verlauf dieser Drehung auf die Schrägfläche 22 a der Kurvenscheibe 22 und wird gegen die Rückstellkraft der Feder 13 verschoben. Dadurch hebt der Schließkörper 8 etwas von der Pilotöffnung 7 a der Membran ab. Wasser kann nunmehr durch die Pilotöffnung 7 a abfließen. Zugleich strömt Wasser durch die Druckausgleichsöffnung 17 in die Druckausgleichskammer 19 nach. Der Querschnitt der Druckausgleichsöffnung 17 ist jedoch kleiner als der Quer­ schnitt der Pilotöffnung 7 a, so daß durch die Druckausgleichs­ öffnung 17 weniger Wasser in die Druckausgleichskammer 19 nachströmen kann als durch die Pilotöffnung 7 a abfließt. Folglich sinkt der Druck in der Druckausgleichskammer 19 ab. Der Druck des einlaßseitig anstehenden Wassers hebt die Membran 7 vom Ventilsitz 4 ab, bis die Pilotöffnung 7 a wieder in die Nähe des Schließkörpers 8 kommt. Die Pilotöff­ nung 7 a wird jedoch nicht vollständig verschlossen; durch einen entweder dauerhaft offenen oder sich periodisch öffnenden und schließenden Spalt ist ein Druckausgleich über die Membran 7 hinweg möglich. Die Membran 7 steht da­ bei stationär in dieser Zwischenstellung zwischen der vol­ len Offen- und der vollen Schließstellung. In entsprechen­ dem Ausmaße kann Wasser zwischen der Membran 7 und dem Ven­ tilsitz 4 durchfließen. Wird nunmehr ein weiterer Impuls auf die Wicklungen 36 und 37 des Schrittmotors 25 gegeben, so wiederholt sich der geschilderte Vorgang: Zunächst hebt der Schließkörper 8 von der Pilotöffnung 7 a der Membran ab; durch die sich ergebenden Druckveränderungen bewegt sich die Membran 7 weiter vom Ventilsitz 4 weg, bis erneut die Pilotöffnung 7 a durch den Schließkörper 8 so weit verschlossen wird, daß eine stationäre, stabile Lage des Ventiles erreicht ist. Auf diese Weise läßt sich die gesamte Charakteristik des Ventiles zwischen der vollen Schließ- und der vollen Offenstellung punktweise durchfahren, wobei die Anzahl der Punkte durch die Polarität des Rotors einer­ seits und durch die Art des Getriebes 20 andererseits be­ stimmt ist.

Der beschriebene Schrittmotor 25 ist "unidirektional", d.h., er dreht sich nur in einer Richtung. Soll daher das Ventil wieder geschlossen werden, wird die Kurvenscheibe 33 durch den Schrittmotor 25 weitergedreht, bis der Stößel 9 nach Durchlaufen der vollen Offenstellung des Ventils über eine absteigende Schrägfläche der Kurvenscheibe 22 wieder zu­ rückgeführt wird. Dabei verschließt der Schließkörper 8 unter der Wirkung der Druckfeder 13 die Pilotöffnung 7 a in der Membran 7. Durch Wasser, welches durch die Druckausgleichs­ öffnung 17 in die Druckausgleichskammer 19 nachströmt, steigt der Druck in der Druckausgleichskammer 19. Weil die Fläche der Membran 7, auf welche der Druck von der Druck­ ausgleichskammer 19 aus einwirken kann, größer ist als die in die entgegengesetzte Richtung weisende Fläche, welche unter der Einwirkung des Drucks des einlaßseitig anstehen­ den Wassers steht, drückt das in der Druckausgleichskammer 19 befindliche Wasser die Membran 7 auf den Ventilsitz 4 zu. Die Pilotöffnung 7 a wird wiederum teilweise freigegeben, so daß ein Druckausgleich über die Membran 7 hinweg gefunden werden kann und sich ein neuer stabiler Zustand einstellt, in dem sich die Membran 7 näher am Ventilsitz 4 befindet.

Die Art der elektrischen Ansteuerung des oben beschriebenen Ventils in der in Fig. 1 dargestellten Sanitärarmatur wird nun anhand der Fig. 2a erläutert. Diese zeigt ein schema­ tisches Blockschaltbild der Schaltungsanordnung.

Der erste (vordere) Sensor 66 ist mit einem ersten Logik­ kreis 72 verbunden. Er ist so eingerichtet, daß beim Ein­ treten eines Gegenstandes in den Überwachungsraum des er­ sten Sensors eine ganz bestimmte Anzahl von Impulsen auf der Ausgangsleitung erscheint. Diese Impulse werden einer Treiberschaltung 70 zugeführt, welche hiernach entsprechen­ de Impulse geeigneter Spannung und Stromstärke erzeugt und den Wicklungen des Schrittmotors 25 zuführt. Auf diese Weise wird beim Eintreten eines Gegenstandes in den Überwachungs­ raum des ersten Sensors 66 das Ventil in eine vorbestimmte Öffnungslage gebracht. Umgekehrt wird, wenn der Gegenstand den Überwachungsraum des ersten Sensors 66 wieder verläßt, eine entsprechende Anzahl von Impulsen in dem ersten Logik­ kreis 72 erzeugt, mit denen der Schrittmotor 25 wieder in die volle Schließstellung zurückgefahren wird. Durch den Sensor 66 ist also eine ähnliche Betriebsweise der Sanitär­ armatur wie bei solchen bekannten Armaturen möglich, die mit digital schaltenden Magnetventilen arbeiten: Bei der Annäherung eines Gegenstandes fließt Wasser einer ganz bestimmten Menge, ggf. auch einer bestimmten Temperatur.

Ist der Benutzer jedoch mit der ihm vorgegebenen Wasser­ menge nicht einverstanden, so nähert er eine Hand dem zwei­ ten, seitlichen Sensor 68. Solange sich die Hand oder ein anderer Gegenstand im Überwachungsbereich des Sensors 68 befindet, werden in einem zweiten Logikkreis 74 Impulse erzeugt, die wiederum der Treiberschaltung 70 zugeleitet werden. Die Treiberschaltung 70 formt hieraus die zum Be­ trieb des Schrittmotors 25 erforderlichen, entsprechenden Impulse. Insgesamt ist die Anordnung also so, daß der Schrittmotor 25 solange mit Impulsen schrittweise fortge­ stellt wird, wie sich ein Gegenstand im Überwachungsraum des Sensors 68 befindet. Ist die gewünschte Wassermenge erreicht, nimmt der Benutzer die Hand aus dem Überwachungs­ raum des Sensors 68 weg.

Bei dem anhand der Fig. 2a und 3 beschriebenen unidirek­ tionalen Schrittmotor 25 ist es nicht immer möglich, die gewünschte Wassermenge "auf direktem Wege" anzusteuern, da eben eine Stellungsveränderung der Membran zunächst nur in einer Richtung möglich und eine Bewegungsumkehr erst nach Durchlaufen des Endes des Hubes des Stößels möglich ist. Gleichwohl hat die Verwendung eines derartigen unidi­ rektionalen Schrittmotors 25 erhebliche Vorteile, was die Kosten und den Energiebedarf anbelangt.

In Fig. 2b ist eine Schaltungsanordnung im Blockdiagramm gezeigt, welche sich zum Betrieb eines bidirektionalen Schrittmotors 25 eignet. Der genaue Aufbau dieses Schritt­ motors ist für die vorliegende Beschreibung ohne Interesse. Es genügt zu wissen, daß diesem bidirektionalen Schrittmo­ tor 25 zwei unterschiedliche Impulsarten zugeführt werden können, die sich entweder in der Polarität oder, wie dar­ gestellt, in der Art der Anschlüsse (a und b) der bestrom­ ten Wicklungen unterscheiden.

Die Funktion des ersten, vorderen Sensors 66 ist dieselbe wie bei dem oben, anhand der Fig. 2a beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispiel. Tritt ein Gegenstand in den zugeordneten Überwachungsraum ein, so erzeugt der erste Logikkreis 72 eine bestimmte Anzahl von Impulsen, die in der Treiberschaltung 70 in entsprechende, zum Betrieb des Schrittmotors 25 ge­ eignete Impulse umgesetzt werden. Diese Impulse werden dem Schrittmotor 25 auf der Leitung a zugeführt, was bedeutet, daß der Schrittmotor in Öffnungsrichtung verdreht wird, bis sich ein bestimmter, vorprogrammierter Wasserfluß ein­ stellt.

Entsprechend wird, wenn der Gegenstand den Überwachungsraum des Sensors 66 verläßt, eine Anzahl von Impulsen erzeugt, die über die Leitung b an den Schrittmotor 25 gelegt wer­ den. Hierdurch wird das Ventil wiederum in die Schließstel­ lung gefahren.

Wünscht der Benutzer bei geöffnetem Ventil eine Mengenver­ änderung in der einen Richtung (z.B. mehr Wasser), so nä­ hert er seine Hand dem auf der einen Seite der Armatur an­ geordneten Sensor 68 a. Solange sich die Hand im zugeordne­ ten Überwachungsraum befindet, erzeugt der erste Logik­ kreis 74 a Impulse, die von der Treiberschaltung 70 umge­ formt und über die Leitung a (Öffnungsrichtung) dem Schritt­ motor 25 zugeführt werden. In entsprechendem Ausmaße öffnet sich das Ventil.

Wünscht der Benutzer dagegen weniger Wasser, so nähert er seine Hand dem Sensor 68 b, der auf der gegenüberliegenden Seite der Sanitärarmatur angebracht ist. Solange sich die Hand im Überwachungsraum des Sensors 68 b befindet, erzeugt ein weiterer Logikkreis 74 b Impulse, die erneut in der Treiberschaltung 70 umgeformt und dann auf der Leitung b dem Schrittmotor 25 zugeführt werden. Hierdurch wird der Schrittmotor 25 schrittweise in Richtung auf die Schließ­ stellung verfahren. Entsprechend ändert sich die Menge des ausfließenden Wassers.

Bei der bisherigen Beschreibung wurde davon ausgegangen, daß nur ein Wasserstrom zu regeln ist. Selbstverständlich können sowohl die Schaltung nach Fig. 2a als auch die Schaltung nach Fig. 2b verdoppelt werden, um so mit ge­ trennten Ventilen, getrennten Schrittmotoren 25 und getrenn­ ten Sensoren 68 sowohl die Menge als auch die Temperatur des ausfließenden Mischwassers einstellen zu können. Der vordere, erste Sensor 66 braucht dagegen nur einmal vorhan­ den zu sein; mit ihm wird eine einprogrammierte Menge und Temperatur des ausfließenden Mischwassers zum Fließen ge­ bracht.

In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt. Während bei dem Ventil nach Fig. 3 die Membran 7 und das Getriebe 20 auf gegenüberliegenden Seiten des Strömungsweges im Ventilgehäuse 1 liegen, ist dies beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 anders. Hier ist in einem Gehäuseansatz 5 oberhalb es Ventilsitzes 4 eine Membran 7 angeordnet, an welcher auf der dem Ventilsitz 4 abgewandten Seite ein strahlenförmiges Formteil 40 befestigt ist. Der Rand der Membran 7 ist zwischen einer Schulter des Gehäuseansatzes 5 und einem topfförmigen Einsatz 45 eingespannt. Ein Ring 46 hält einen an den Rand der Membran 7 anschließenden zylindrischen Abschnitt an der zylindrischen Innenwand des Gehäuseansatzes 5 fest. Das Formteil 40 weist eine zentrale Pilotöffnung 47 auf, welche koaxial zu einer größeren zentralen Öffnung 7 a der Membran 7 angeordnet ist. Die Pilotöffnung 47 ist durch einen kegeligen Schließkörper 8 verschließbar, der am Ende eines Stößels 9 angebracht ist. Dieser ist vollständig auf der dem Ventilsitz 4 abgewandten Seite des Formteils 40 angeordnet und durch den Einsatz 45, eine darin angeord­ nete Dichtung 48 und einen die Dichtung im Einsatz 45 fest­ haltenden Paßkörper 49 in eine Kammer 50 hindurchgeführt. Letztere befindet sich in einem auf dem Gehäuseansatz 5 befestigten Aufsatz 51. In diesem sind das Getriebe 20 und der Schrittmotor 25 untergebracht. Vom Getriebe 20 ist le­ diglich eine am Ende der Abtriebswelle fest angebrachte elliptische Kurvenscheibe 52 dargestellt. Der Rest des Ge­ triebes 20 und der Schrittmotor 25 liegen hinter der Zei­ chenebene der Fig. 4 im Aufsatz 51.

Die Kurvenscheibe 52 steckt in einem Führungsteil 54, welches am hinteren Ende des Stößels 9 befestigt ist. Das Führungs­ teil 54 ist in Längsrichtung des Stößels 7 verschiebbar in der Kammer 50 gelagert und hat eine Ausnehmung 54 a, welche in einem die Abtriebswelle 21 im rechten Winkel schneidenden und längs durch den Stößel 9 gelegten Schnitt einen unge­ fähr quadratischen Querschnitt hat. Die Seitenlänge des Quadrats stimmt dabei mit der Länge der Hauptachse der Kur­ venscheibe 52 in etwa überein. Die Führung des Führungsteils 54 erfolgt zum einen durch den Stößel 9 und zum anderen durch einen stiftförmigen Fortsatz 54 b, welcher in der Flucht des Stößels 9 auf der dem Stößel 9 abgewandten Seite des Führungsteils 54 angeordnet ist und in einer dazu passenden Bohrung des Aufsatzes 51 geführt ist. Der Fortsatz 54 b ist konzentrisch von einer Druckfeder 13 umgeben, welche auf das Führungsteil 54 einwirkt und den Schließkörper 8 gegen das Formteil 40 drückt und dessen Pilotöffnung 47 verschiebt.

Sowohl bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 als auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 wird durch die Gestaltung der Steuerkurve, welche die Drehbewegung des Schrittmotors 25 in die Linearbewegung des Stößels 9 umsetzt, dafür gesorgt, daß die Öffnungscharakteristik des Ventiles möglichst linear ist.

Claims (8)

1. Berührungslos gesteuerte Sanitärarmatur mit

• a) mindestens einem Ventil, durch welches die Menge des die Sanitärarmatur durchfließenden Wassers kon­ tinuierlich veränderbar ist;
• b) mindestens einem Sensor und einem diesem Sensor zu­ geordneten Überwachungsraum, wobei die Stellung des Ventils kontinuierlich solange verändert wird, wie sich ein Gegenstand in dem Überwachungsraum befin­ det,

dadurch gekennzeichnet, daß

• c) das Ventil ein pilotgesteuertes Ventil ist und um­ faßt:
  • ca) eine mit einem Ventilsitz (4) zusammenwirkende Membran (7), welche sich unter der Wirkung der beidseits von ihr anstehenden Wasserdrucke re­ lativ zum Ventilsitz (4) bewegt und eine Pilot­ öffnung (7 a) aufweist;
  • cb) einen von der Pilotöffnung (7 a) der Membran (7) abhebbaren bzw. an diesen anlegbaren Schließkör­ er (8), der über einen linear bewegbaren Stößel (9) betätigbar ist;
  • cc) einen elektrischen Schrittmotor (25), dessen Welle (23) sich bei jedem zugeführten elektri­ schen Impuls um einen definierten Winkel ver­ dreht;
  • cd) ein Getriebe (20), welches die Drehbewegung des Schrittmotors (25) in eine Linearbewegung des Stößels (9) umsetzt;
• d) als Stromquelle eine Batterie (80) und/oder eine Solarzelle dient.

2. Sanitärarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrittmotor (25) unidirektional und nur ein Sensor (68) zur Veränderung der Stellung des Ventils vorhanden ist.

3. Sanitärarmatur nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrittmotor (25) bidirektional ist und zwei Sensoren (68 a, 68 b) vorhanden sind, wobei bei Anwesen­ heit eines Gegenstandes im Überwachungsraum des ersten Sensors (68 a) der Schrittmotor (25) in einer Richtung verstellt wird, die einer Vergrößerung des Wasserflus­ ses entspricht, und bei Anwesenheit eines Gegenstandes im Überwachungsraum des zweiten Sensors (68 b) der Schrittmotor (25) in einer Richtung verstellt wird, die einer Verkleinerung des Wasserflusses entspricht.

4. Sanitärarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß zwei unabhängige, pilotge­ steuerte Ventile vorgesehen sind, von denen das eine der Einstellung des Kaltwasserflusses und das andere der Einstellung des Warmwasserflusses dient und denen jeweils mindestens ein gesonderter Sensor zugeordnet ist.

5. Sanitärarmatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Sensor (66) vorgesehen ist, wobei bei Eintritt eines Gegen­ standes in den Überwachungsraum des zusätzlichen Sen­ sors (66) alle Ventile in einen vorbestimmten Öffnungs­ zustand und beim Austritt des Gegenstandes aus dem Über­ wachungsraum alle Ventile in den Schließzustand ge­ bracht werden.

6. Verwendung eines pilotgesteuerten Ventils mit

• a) einer mit einem Ventilsitz (4) zusammenwirkenden Membran (7), welche sich unter der Wirkung der beid­ seits von ihr anstehenden Wasserdrucke relativ zum Ventilsitz (4) bewegt und eine Pilotöffnung (7 a) aufweist;
• b) einem von der Pilotöffnung (7 a) der Membran (7) ab­ hebbaren bzw. an diese anlegbaren Schließkörper (8), der über einen linear bewegbaren Stößel (9) betätig­ bar ist;
• c) einem elektrischen Schrittmotor (25), dessen Welle (23) sich bei jedem zugeführten elektrischen Impuls um einen definierten Winkel verdreht;
• d) einem Getriebe (20), welches die Drehbewegung des Schrittmotors (25) in eine Linearbewegung des Stö­ ßels (9) umsetzt,

zur kontinuierlichen Einstellung der Menge eines strö­ menden Mediums.