DE3812736C1

DE3812736C1 -

Info

Publication number: DE3812736C1
Application number: DE19883812736
Authority: DE
Inventors: Armin Dries; Susanne 6050 Offenbach De Wegener
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-04-16
Filing date: 1988-04-16
Publication date: 1989-11-02
Also published as: EP0364562A1; WO1989009956A1; JP2746445B2; JPH03501419A; EP0364562B1

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronisch gesteuerte Tempera tur- und Durchflußmischvorrichtung für flüssige Medien, ins besondere für den Sanitärbereich, bestehend aus einem Tasten feld mit manuell betätigbaren Kontaktpunkten, Zuläufen und einem Abfluß für das Medium, Ventilen zum Steuern der Medien temperatur und des Medienflusses und einer Steuervorrichtung, die entsprechend den Eingaben des Tastenfeldes die Ventile ansteuert.

Aus der DE-OS 33 38 064 ist eine Wasserausgabevorrichtung mit einem Tastenfeld bekannt. Das Tastenfeld ist matrixförmig angeordnet und besteht aus einzelnen Eingabetasten. Hier bei sind eine Reihe Tasten zum Bestimmen der Wassertemperatur und eine Reihe Tasten zum Bestimmen der Durchflußmenge vor gesehen.

Nachteilig bei der bekannten Wasserausgabevorrichtung ist, daß sich Änderungen in der Temperatur und Durchflußmenge nur verhältnismäßig langsam durchführen lassen. Bis zum Erreichen der gewünschten Temperatur bzw. Durchflußmenge werden große Wassermengen ungenutzt abgegeben. Ein schnelles Ändern der Temperatur und Durchflußmenge ist nicht möglich.

Weiter ist aus der DE-OS 35 14 640 eine Temperatur- und Durchflußmischvorrichtung bekannt, die berührungslos arbeitet. Die Temperatur und der Durchfluß wird durch die Position der Hände einer Person innerhalb eines Abfragebereiches be stimmt. Der Abfragebereich wird durch Sender und Empfänger aufgebaut, die in der Nähe des Ausflusses der bekannten Temperatur- und Durchflußmischvorrichtung angeordnet sind.

Zwar lassen sich die Temperatur und der Durchfluß gegenüber der DE-OS 33 38 064 wesentlich schneller einstellen, jedoch ist die Betriebssicherheit nicht auf Dauer gewährleistet. So werden die Sender und Empfänger häufig mit Wasser benetzt, was zu Kalkablagerungen führt. Die Kalkablagerungen können den Reflexbetrieb zwischen den Sendern, den Händen einer Person und den Empfänger stören. Der Betrieb der bekannten Vorrichtung kann selbst durch den Wasserfluß aus dem Ausfluß, der im Abfragebereich liegt, gestört werden. Um eine konstante Temperatur oder einen konstanten Durchflußwert aufrecht zu erhalten, müssen die Hände in einer bestimmten Position bei behalten werden, was bei den typischen Händewaschbewegungen schwierig, wenn nicht sogar unmöglich ist.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung eine elektronisch ge steuerte Temperatur- und Durchflußmischvorrichtung für flüs sige Medien, insbesondere für den Sanitärbereich zu schaffen, die schnell auf die gewünschte Temperatur und Durchflußmenge des Mediums einstellbar und die betriebssicher ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Nach der Erfindung weist das Tastenfeld zusätzlich ein An zeigefeld auf. Vorzugsweise ist für jeden manuell betätig baren Kontaktpunkt des Tastenfeldes ein Anzeigepunkt vorge sehen. Zusammengehörige Kontakt- und Anzeigepunkte sind gleichfalls in denselben Bereich des Tastenfeldes angeordnet. Folglich wird dem Benutzer signalisiert, welcher Kontaktpunkt betätigt wurde.

Neben der räumlichen Anordnung jeweils eines Anzeigepunktes im Bereich eines jeden manuell betätigbaren Kontaktpunktes sind die Kontaktpunkte erfindungsgemäß so verschaltet, daß das Ansteuern der Ventile für Temperatur und Durchfluß gleichzeitig erfolgt. Folglich ist jedem manuell betätigbaren Kontaktpunkt eine bestimmte Temperatur und eine bestimmte Durchflußmenge zugeordnet und es lassen sich zeilen- oder matrixförmige Tastenkennfelder für die verschiedenen Be triebspunkte von Temperatur und Durchfluß aufbauen.

Gemäß der Erfindung sind alle drei Kennfelder für Anzeige, Temperatur und Durchfluß in einem Tastenfeld zusammengefaßt. Erst das vorteilhafte Zusammenlegen von Temperatur- und Durchflußbetriebspunkten auf einem gemeinsamen Kontaktpunkt ermöglicht den Aufbau von Temperatur/Durchfluß-Kennfeldern. Durch das zusätzliche Überlagern des Anzeigenkennfeldes er gibt sich im Zusammenwirken aller drei Kennfelder die schnelle Einstellbarkeit der Mischvorrichtung. Ein Benutzer muß sich nicht mehr merken, welche Taste er zuletzt betätigt hat, und das Hinstellen von gewünschten Temperatur- und Durchflußbetriebspunkten kann mit einem einzigen Tastendruck erfolgen. Mittels der Erfindung ist das Einstellen und Än dern der Betriebspunkte in kürzester Zeit durchführbar. Die Anzeige verhindert unnötige Fehleingaben.

Durch das manuell betätigbare Tastenfeld sind Bedieneingaben sicher von Umgebungseinflüssen wie Wasserspritzern, Kalkab lagerungen, Temperaturänderungen etc. unterscheidbar. Ein sicherer Betrieb ist auf lange Sicht gewährleistet.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Detektier vorrichtung vorgesehen, die die Eingabe von mehreren Tasten betätigungen auswertet und den Mittelwert für das Mischungs verhältnis und den Durchfluß des Mediums bestimmt. Nach der Weiterbildung der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung sind so gleichfalls Zwischenwerte innerhalb des Kennfeldes aus Temperatur- und Durchflußbetriebspunkten erzielbar.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den anderen Unteransprüchen zu entnehmen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Wasserhahn für ein Wasch becken mit einem Tastenfeld nach der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Tastenfeld nach der Erfindung;

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein weiteres Tastenfeld nach der Erfindung;

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Tastenfeldes nach der Erfindung;

Fig. 4A eine Kurvendarstellung, die bei spielhaft die Änderung des Durch flusses bei einer Reihenänderung zeigt;

Fig. 4B eine Kurvendarstellung, die bei spielhaft die Änderung des Warm wasseranteils von groß auf klein bei einem Spaltensprung von links nach rechts in dem Tastenfeld zeigt;

Fig. 4C eine Kurvendarstellung, die bei spielhaft die Änderung des Kalt wasseranteils von klein auf groß bei einem Spaltensprung von links nach rechts in dem Tastenfeld zeigt;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Tastenfeldes nach der Erfindung mit einer Stoptaste;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines Tastenfeldes nach der Erfindung mit einer Stoptaste und einem Anzeigen feld;

Fig. 7 eine Anordnung der Mischvorrichtung für eine Badewanne;

Fig. 8 eine Anordnung der Mischvorrichtung für eine Dusche;

Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel der An steuerung und des Durchflußplanes für das flüssige Medium und

Fig. 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Ansteuerung und des Durchfluß planes für das flüssige Medium.

Fig. 1 zeigt eine Mischarmatur 7 in Form eines Wasserhahns für ein Waschbecken mit einem Tastenfeld 1. Das Tastenfeld 1 ist zusammen mit einer Stoptaste 3 an der Oberseite des Wasserhahns ausgebildet und somit zur Betätigung leicht zu gänglich. Unterhalb des Tastenfeldes 1 ist deckungsgleich ein Anzeigenfeld 4 (gestrichelt dargestellt) angeordnet. Des weiteren ist eine elektronische Steuervorrichtung 2 unter halb des Tastenfeldes 1 und der Stoptaste 3 in dem Wasser hahn angeordnet. Die soweit beschriebene Einheit aus dem Tastenfeld 1, der Steuervorrichtung 2, der Stoptaste 3 und dem Anzeigenfeld 4 ist über eine Steuerleitung mit einer Ventil mischvorrichtung 6 verbunden, in der Ventile zur Steuerung der Kaltwasserzufuhr 8 und der Warmwasserzufuhr 9 ausgebildet sind. Das in der Mischvorrichtung 6 entsprechend der Eingabe an dem Tastenfeld 1 auf bestimmte Betriebsparameter eingestellte Wasser wird über eine nichtgezeigte Rohrverbindung zu einem Ausfluß 5 geleitet. Die Stromversorgung der soweit beschrie benen elektronischen Baugruppen erfolgt in bekannter Weise über Stromversorgungsleitungen.

Fig. 2 zeigt eine graphische Darstellung der Oberseite des Tastenfeldes 1. Die einzelnen Kontaktpunkte des Tastenfeldes 1 sind in einer Matrix angeordnet und bilden Reihen und Spalten. Die Kreuzungs- oder Gitterpunkte der Matrix bilden die Kon taktpunkte. In jedem Kreuzungspunkt der Reihen und Spalten sind zwei zusammengehörige rechteckige Symbole dargestellt, welche die Durchflußmenge und die Mischungsanteile des aus dem Ausfluß 5 (Fig. 1) austretenden Wassers kennzeichnet. Die geschwärzten Rechtecke symbolisieren beispielsweise den Warm wasseranteil und die nichtgeschwärzten Rechtecke den Kaltwasser anteil. So zeigt die linke Spalte nur Warmwasser und die rechte Spalte nur Kaltwasser. Mit zunehmendem Übergang von der linken Spalte zur rechten Spalte bleibt der Warmwasseranteil zunächst konstant und nimmt dann zunehmend ab. Bei Betrachtung der Spalten von rechts nach links bleibt der Kaltwasseranteil zu nächst konstant und nimmt dann zunehmend ab. Die Kontaktreihe, die den größten Durchfluß kennzeichnet, bildet in dem Aus führungsbeispiel nach Fig. 2 die unterste Reihe. Mit der nach oben zunehmenden Reihenzahl verringert sich die Durchflußmenge, was symbolhaft durch schmaler werdende Rechtecke dargestellt ist.

Betätigt ein Benutzer einen bestimmten Kreuzungspunkt in den Spalten und Reihen, wird der darunter liegende Kontakt be tätigt. Die in Fig. 1 gezeigte Steuervorrichtung 2 fragt wie derholt und aufeinanderfolgend über eine Abfrageeinheit die einzelnen Kontaktpunkte zeilen- und spaltenweise ab. Die Ab fragefrequenz ist so hoch, daß ein Kontaktpunkt während eines Betätigungsvorganges vorzugsweise mehrfach abgefragt wird. Ebenso kann eine Detektiervorrichtung vorgesehen sein, die erkennt, daß zwei Kontaktpunkte gleichzeitig gedrückt wurden und die weiter einen Mittelwert für das Mischungsverhältnis und den Durchfluß aus den verschiedenen Kontaktpunkten bestimmt. Die ermittelten Kontaktpunkte werden entsprechend ihren Infor mationen in einer Speichereinheit, die Bestandteil der Steue rungsvorrichtung 2 ist, zwischengespeichert. Die Zwischen speicherung erfolgt so lange, bis eine neue Eingabe erfolgt. Vorzugsweise sind die Abfrage- und Speichereinheit Bestand teile der Steuervorrichtung 2. Je nach Anwendungsfall können die Abfrage- und Speichereinheit auch als separate Baugruppen ausgebildet sein.

Desweiteren kann eine Verzögerungsvorrichtung vorgesehen sein, die eine sprunghafte Änderung der Eingabe an dem Tastenfeld 1 in eine stetige Änderung an der Ventilmischvorrichtung 6 um setzt. Durch die Verzögerungsvorrichtung wird vermieden, daß beispielsweise eine Änderung von warm nach kalt sprunghaft erfolgt. Die Zuordnung der einzelnen Kontaktpunkte und symbol haften Betätigungsstellen erfolgt durch gitterartiges Ver schalten der Reihen und Spalten, wobei wie zuvor beschrieben, die Kontaktpunkte unter den Symbolen angeordnet sind.

Eine weitere graphische Darstellung des Tastenfeldes 1 für die Ab- und Zunahme in bezug auf die Temperatur und den Durch fluß ist in Fig. 3 dargestellt. Die geschwärzten Balkenflächen repräsentieren beispielsweise wieder den Warmwasseranteil, während die nichtgeschwärzten Balkenflächen den Kaltwasser anteil kennzeichnen. Nach unten nimmt die Durchflußmenge zu. Von links nach rechts verschiebt sich das Mischungsver hältnis von warm zu kalt.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung des Tastenfeldes 1, dessen größte Ausmaße durch die Eckpunkte A bis D gekenn zeichnet sind. Wird beispielsweise eine vorherige Eingabe von dem Gitterpunkt P 1 auf die nachfolgende Eingabe P 2 ge ändert, erfolgt ein 25%iger Reihensprung, der sich wie in Fig. 4A dargestellt, in einer Zunahme der Durchflußmenge bei gleichbleibendem Mischungsverhältnis auswirkt. Der Übergang von dem Punkt P 1 zu dem Punkt P 2 (Fig. 4A) erfolgt linear. Fig. 4B und Fig. 4C zeigen reihenbezogen die Kaltwasseranteile (Fig. 4C) und die Warmwasseranteile (Fig. 4B), die bei Spalten sprüngen von den Eingaben P 3 auf P 4 bzw. P 5 auf P 6 vorliegen. Z. B. beinhaltet der Spaltensprung P 3 auf P 4 eine Temperatur erhöhung durch Veränderung der Anteile von Kalt- und Warm wasser bei einem konstanten mittleren Durchfluß. Dabei ver ändert sich der auf die Reihe bezogene Warm- und Kaltwasseran teil von P 3 (100% Kaltwasser und 50% Warmwasser) auf P 4 (100% Kaltwasser und 100% Warmwasser). Bei einem Spalten sprung von P 5 auf P 6 erfolgt eine Temperaturabnahme bei kon stantem hohen Durchfluß. Dabei verändert sich der auf diese Reihe bezogene Warm- und Kaltwasseranteil von P 5 (25% Kalt wasser und 100% Warmwasser) auf P 6 (100% Kaltwasser und 50% Warmwasser).

In den Fig. 4A bis 4C stellen die punktierten und gestrichel ten Kurvenabschnitte beispielhaft dar, daß die Änderung der Mischungsanteile und des Durchflusses in anderen Ausführungsbei spielen nicht zwingend linear erfolgen muß.

Fig. 5 zeigt ein Tastenfeld 1, dem wie in Fig. 1 eine Stop taste 3 zugeordnet ist. Ebenso wie durch eine neue Eingabe kann mit der Stoptaste 3 die Speichereinheit auf einen Aus gangswert zurückgestellt und der Durchfluß des flüssigen Me diums unterbrochen werden. Fig. 6 zeigt die um das Anzeigen feld 4 erweiterte Einheit nach Fig. 5. Das Anzeigenfeld 4 kann unterhalb oder neben dem Tastenfeld 1 angeordnet sein. Ist das Anzeigenfeld 4 unterhalb des Tastenfeldes 1 angeord net, weist das Anzeigenfeld hier beispielsweise Leuchtdioden auf, die unter den Gitterpunkten des Tastenfeldes 1 angeordnet sind. Vorzugsweise sind genausoviele Leuchtdioden wie Gitter punkte vorgesehen. Für die Stoptaste kann eine Anzeige bzw. Leuchtdiode aufweisen. Zur Erkennung des Anzeigenfeldes 4 ist das Tastenfeld 1 transparent ausgebildet. Vorzugweise handelt es sich bei dem Tastenfeld 1 um eine Folientastatur, die neben der zuvor beschriebenen optischen Gestaltung auch durch Vertiefungen oder Erhebungen in den Gitterpunkten an der Oberfläche strukturiert sein kann. Damit kann die Misch vorrichtung auch durch blinde Personen betätigt werden.

Fig. 7 zeigt eine Anwendung der Mischvorrichtung für eine Bade wanne. Abweichend von den zuvor beschriebenen Ausführungsbei spielen ist ein Umschaltventil 15 vorgesehen, das über eine Umschalttaste 13, die im Bereich des Tastenfeldes 1 angeord net ist, von einer Dusche 14 auf einen Zufluß 11 für die Bade wanne umgeschaltet werden kann. Fig. 8 zeigt ein Ausführungs beispiel für die Anwendung der Mischvorrichtung für eine Dusche. Obwohl in den Fig. 7 und 8 alle Baugruppen dargestellt sind, befinden sich die Mischvorrichtung 6, das Umschaltventil 15 und die Rohrleitungen nicht zugänglich und nicht sichtbar in dem Mauerwerk. Von den dargestellten Teilen ist ausschließlich das Tastenfeld 1, die Stoptaste 3 und die Umschalttaste 13 für die Benutzer zugänglich.

Die Fig. 9 und 10 zeigen Ausführungsbeispiele der Ansteuerung und des Durchflußplanes für das flüssige Medium. Die Steuer vorrichtung 2, die beispielsweise ein Mikroprozessor sein kann, bildet mit Ansteuerstufen 29, 30 für die Ventile 31, 33 innerhalb der Ventilmischvorrichtung 6 eine Koppelstufe, die die elektrischen Eingabewerte von dem Tastenfeld 1, der Stoptaste 3 und der Umschalttaste 13 in Steuersignale für die Ventile 31, 33 umsetzt. Wie in Fig. 10 gezeigt, kann in dem Ablaufbereich ein Temperatursensor 16 vorgesehen sein, der mit der Steuervorrichtung 2, die die Abfrageeinheit und Speichereinheit 1 aufweist, zusammenarbeitet. Die Steuervor richtung 2 ist in Fig. 10 über eine weitere Ansteuerstufe 12 mit dem Umschaltventil 15 verbunden. Abweichend von den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen können auch mehrere Tasten felder 1 oder Umschalttasten 13 mit zugehörigen Steuerventilen, weiteren Ausflüssen und Anzeigenfeldern vorgesehen sein.

Claims

1. Elektronisch gesteuerte Temperatur- und Durchfluß mischvorrichtung für flüssige Medien, insbesondere für den Sanitärbereich, bestehend aus

- einem Tastenfeld mit manuell betätigbaren Kon taktpunkten,
- Zuläufen und einem Abfluß für das Medium,
- Ventilen zum Steuern der Medientemperatur und des Medienflusses und
- einer Steuervorrichtung, die entsprechend den Hingaben des Tastenfeldes die Ventile ansteuert,

dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakt punkte des Tastenfeldes (1) so verschaltet sind, daß über jeden einzelnen Kontaktpunkt gleichzeitig die Durchflußmenge und die Temperatur des Mediums steuerbar ist, daß das Tasten feld (1) ein Anzeigefeld (4) mit Anzeigepunkten aufweist, die die Kontaktgabe der betätigten Kontaktpunkte anzeigen und daß das Anzeigefeld (4) Anzeigepunkte aufweist, die im Betätigungsbereich der Kontaktpunkte angeordnet sind.

2. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Dauerabgabe des Mediums mittels der Kontakt punkte einschaltbar ist.

3. Mischvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, da durch gekennzeichnet, daß soviele Anzeigepunkte wie Kontakt punkte vorgesehen sind.

4. Mischvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß das Tastenfeld (1) transparent und das Anzeigefeld (4) unterhalb des Tastenfeldes (1) angeordnet ist.

5. Mischvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß die Kontakt- und Anzeigepunkte in einer Matrix angeordnet sind.

6. Mischvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß außerhalb des Tastenfeldes (1) eine Stoptaste (3) angeordnet ist, über die der Durchfluß des Mediums abstoppbar ist.

7. Mischvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß außerhalb des Tastenfeldes (1) Umschalttasten (13) vorgesehen sind, die den Ausfluß des Mediums aus verschiedenen Ausflüssen (11, 14) steuern.

8. Mischvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Tastenfeldes (1) mit einer wasserdichten Folie abgedeckt ist, die in den Kontaktpunkten manuell erkennbar und/oder optisch strukturiert ist.

9. Mischvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß eine Detektiervorrichtung vorge sehen ist, die die Kontaktgabe mehrerer Kontaktpunkte de tektiert und einen Mittelwert für das Mischungsverhältnis und den Durchfluß des Mediums bestimmt.