DE3908693C2 - Wasserhahn - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wasserhahn, der sich automatisch öffnet und schließt mit einem Stutzen, in dem ein Wasserzufuhrkanal angeordnet ist, mit einem Aus­ laufarm, in dem ein Ablaufkanal angeordnet ist und mit ei­ nem Hahnküken zum Verschließen des Ablaufkanals.

Mit steigendem Lebensstandard sowohl im privaten als auch im geschäftlichen Bereich steigen auch die hygienischen An­ sprüche der modernen Menschen und mit ihnen unvermeidlich auch der Trinkwasserverbrauch, da ein großer Teil des trinkbaren Süßwassers für Waschzwecke verwendet wird.

Es sind bereits automatisch sich öffnende Wasserhähne ent­ wickelt worden, die bei Annäherung eines Benutzers Wasser abgeben. Die meisten derartigen Wasserhähne sind mit einer Wechselstromquelle verbunden, die ein elektromagneti­ sches Ventil kontinuierlich mit Strom beaufschlagt, solange das Wasser läuft, d. h. solange das Ventilküken in der Offenstellung ist. Dies führt jedoch nicht nur zu einem un­ nötig hohen Stromverbrauch, sondern weist auch den Nach­ teil auf, daß in ungünstigen Fällen mit einem Stromschlag zu rechnen ist und daß bei Stromausfall ein derartiger Was­ serhahn überhaupt kein Wasser mehr abgibt.

So beschreibt die DE-A 26 37 258 eine gattungsgemäße Auslaufarmatur zur Betätigung des Öffnungs- oder Schließhubes ohne manuellen Angriff mittels Magnetventilen und handbedienbarem Drehknopf zur Einstellung des Durchflußquerschnitts. Ein Magnetschaltbolzen des Magnetventils beaufschlagt eine Ventilbrembran, wobei der federbelastete Magnetschaltbolzen innerhalb einer Magnetspule angeordnet ist, die kontinuierlich vom Strom durchflossen wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Wasser­ hahn der in Ruhe stehenden Art zu schaffen, der mit einem Minimum an Energieverbrauch aus­ kommt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im kennzeichnen­ den Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen; vorteilhaf­ te Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrie­ ben.

Der erfindungsgemäße Wasserhahn ist also von einfachem und robustem Aufbau und damit billig herstellbar und kann durch eine Batterie betrieben werden, so daß im Falle einer mangelhaften Isolierung mit keinem Stromschlag zu rechnen ist und der auch bei Stromausfall im öffentlichen Netz funktionsfähig ist. Durch die An­ näherung der zu waschenden Hände eines Benutzers wird das vom Infrarotsender ausgesandte Signal reflektiert und vom Infrarotempfänger aufgenommen, der also ein erstes Trigger­ signal abgibt, wodurch die Batterie mit der einen der bei­ den Spulen des elektromagnetischen Ventils verbunden wird und damit die Spindel mit dem zugehörigen Hahnküken so weit verschiebt, daß der Ablaufkanal freigegeben wird; in dieser Stellung wird die Spindel durch einen Permanentmag­ neten solange gehalten, bis durch die andere Spule eine elektromagnetische Kraft in Gegenrichtung erzeugt wird, wo­ durch, unterstützt durch die Wirkung der Feder, der Ablauf­ kanal wieder verschlossen wird. Zur Betätigung der Spindel mit dem daran befestigten Hahnküken ist also jeweils nur ein kurzer Stromimpuls erforderlich, dessen Auslösung durch einen Trigger gesteuert wird. Zum Halten der Spindel mit dem Hahnküken in der Offenstellung dient also die Kraft des Permanentmagneten und zum Halten in der Schließ­ stellung die Kraft der Feder. Dies führt nicht nur zu einer erheblichen Energieeinsparung, sondern ermöglicht auch eine Betätigung des Wasserhahns, wenn der Strom im öffentlichen Netz ausgefallen ist. Ferner ist aufgrund der geringen Betriebsspannung einer Batterie ein Stromschlag des Benutzers auch bei Berühren des Wasserhahns im Falle einer mangelhaften Isolierung mit Sicherheit ausgeschlos­ sen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Wasser­ hahn in der Schließstellung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild für die elektrische Versorgung und

Fig. 3 einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Wasser­ hahn in der Offenstellung.

In den Figuren ist mit 11 eine Steueranordnung bezeichnet, die an der dem Benutzer zugewandten Vorderseite und unter­ halb des Ablaufarms des Wasserhahns 1 angeordnet ist. Diese Steueranordnung weist einen Infrarotsender 111 und einen Infrarotempfänger 112 auf, wobei bei Annäherung eines Be­ nutzers, der seine Hände waschen möchte, das vom Sender 111 ausgesandte Signal zum Empfänger 112 reflektiert wird, so daß die Öffnung des Wasserhahns 1 eingeleitet werden kann. Mit 12 ist ein Ablaufkanal im Auslaufarm bezeichnet, mit 13 ein Zufuhrkanal im Stutzen des Wasserhahns 1, wobei die zu­ gehörigen Öffnungen 121, 131 in einer Kammer 14 münden.

Mit 2 ist ein elektromagnetisches Zweiwegeventil bezeich­ net, das oberhalb der Kammer 14 angeordnet ist und mit die­ ser in Verbindung steht. Das Ventil 2 weist eine erste Spule 21 auf, sowie eine in Gegenrichtung gewickelte Spule 22, die koaxial und hintereinander im elektromagnetischen Ven­ til 2 angeordnet sind. Mit 24 ist ein Permanentmagnet be­ zeichnet, der im oberen Abschnitt einer Öffnung 23 ange­ ordnet ist, während mit 25 eine Spindel bezeichnet ist, die im unteren Abschnitt der Öffnung 23 vorgesehen ist. Mit 27 ist ein Küken bezeichnet, das am unteren Ende der Spindel 25 befestigt ist und zwar gegenüber der Öffnung 121 des Ablaufkanals 12; ein Ende einer Feder 26 ist mit dem unteren Ende der Spindel 25 verbunden, während sich das andere Ende der Feder 26 an der Unterseite des elektromag­ netischen Ventils abstützt.

Fig. 1 zeigt den erfindungsgemäßen Wasserhahn in der Schließstellung, d.h. die Spindel 25 mit dem Küken 27 be­ findet sich in der unteren, d.h. der Schließstellung, wo­ bei durch die Kraft der Feder 26 das Küken 27 die Öffnung 121 des Ablaufkanals 12 verschließt. Damit kann kein Was­ ser aus dem Ablaufarm austreten.

Nähert sich nun ein Benutzer dem Wasserhahn 1, der seine Hände unter die Auslauföffnung 122 des Ablaufarms bringt, so wird ein vom Sender 111 ausgesandtes Signal vom Empfänger 112 empfangen. Wie aus dem Blockschaltbild der Fig. 2 hervorgeht, wird ein Strom induziert, der die Steuerschaltung 113 dazu bringt ein Triggersignal mit hohem Potential einem Schalter 115 zuzuführen, so daß ein Stromimpuls von der Batterie 116, der dem Permanentmagne­ ten 24 nächstgelegenen Spule 21 des elektromagnetischen Ventils 2 zugeführt wird; durch die in dieser Spule 21 kurz­ zeitig entstehende magnetische Kraft wird die Spindel 25 mit dem zugehörigen Küken 27 in Richtung zum Permanentmagneten 24 verschoben, der sie in dieser Stellung festhält. Ein kurzer Stromstoß in der Spule 21 genügt also, um den Was­ serhahn 1 zu öffnen und das Wasser durch den Zulaufkanal 13, die Kammer 14, den Ablaufkanal 12 aus der Öffnung 122 austreten zu lassen. Sogleich wird die Feder 26 kompri­ miert, verbleibt jedoch in dieser Stellung, da die Feder­ kraft geringer ist als die magnetische Haltekraft des Per­ manentmagneten 24.

Nach Beendigung des Waschvorgangs entfernt der Benutzer seine Hände aus der Nähe der Steueranordnung 11. Die Steuerschaltung 113 erzeugt nun durch das Fehlen des Sig­ nals am Empfänger 112 ein Triggersignal mit hohem Poten­ tial, das dem Schalter 114 zugeführt wird, so daß nun ein Stromimpuls von der Batterie 116 der zweiten dem Permanent­ magneten 24 ferner gelegenen Spule 22 des elektromagneti­ schen Ventils 3 zugeführt wird und in dieser Spule 22 eine kurze magnetische Kraft erzeugt, die größer ist als dieje­ nige des Permanentmagneten 24. Aufgrund dieser magneti­ schen Kraft, unterstützt durch die Wirkung der komprimier­ ten Feder 26, bewegt sich die Spindel 25 mit dem zugehöri­ gen Küken 27 nach unten, so daß das Küken 27 die Öffnung 121 des Ablaufkanals 12 verschließt. Damit ist der Wasserfluß unterbrochen.

Claims (4)

1. Wasserhahn, der sich automatisch öffnet und schließt, mit einem Stutzen, in dem ein Wasserzulaufkanal angeordnet ist, mit einem Auslaufarm, in dem ein Ablaufkanal angeordnet ist und mit einem Hahnküken zum Verschließen des Ablaufkanals, gekennzeichnet durch ein elektromagnetisches Zweiwegeventil (2), das zwei in Axialrichtung hintereinander angeordnete, gegenläufig gewickelte Spulen (21, 22) aufweist, in denen eine Spindel verschiebbar gelagert ist, die mit dem Hahnküken (27) verbunden ist, das einen Permanentmagneten (24) aufweist, der in axialer Verlängerung der Spindel (25) angeordnet ist, um diese in einer Endstellung zu halten, und das eine die Spindel (25) umgebende Feder (26) aufweist, die die Spindel (25) in Richtung ihrer entgegengesetzten Endstellung beaufschlagt, sowie durch eine Steueranordnung, die einen IR-Sender (111) und einen IR-Empfänger (112) aufweist und die sowohl mit einer Energiequelle (116) als auch mit den beiden Spulen (21, 22) im elektromagnetischen Zweiwegeventil (2) verbunden ist, so daß die Spindel (25) durch einen Impuls in der ersten Spule (21) in eine Offenstellung bewegbar ist und dort gegen die Wirkung der Feder (26) durch den Permanentmagneten (24) gehalten wird und durch einen Impuls in der zweiten Spule (22) vom Permanentmagneten (24) lösbar ist und unterstützt durch die Feder (26) in eine Stellung bewegbar ist, in der der Wasserfluß unterbrochen ist.

2. Wasserhahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranordnung mit einer Steuerschaltung (113) verbunden ist, die wenigstens einen Trigger aufweist, der bei Annäherung eines Benutzers an den Wasserhahn durch den Empfänger (112) ein erstes Signal für die dem Permanentmagneten (24) nächstgelegene Spule (21) erzeugt.

3. Wasserhahn nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trigger beim Entfernen des Benutzers vom Wasserhahn ein zweites Signal für die dem Permanentmagneten (24) ferner gelegene Spule (22) erzeugt.

4. Wasserhahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelle (116) ein konstantes Potential aufweist und über einen Schalter (114) durch das vom Sender (111) ausgesandte und vom Empfänger (112) empfangene Signal mit der dem Permanentmagneten (24) nächstgelegenen Spule (21) verbindbar ist sowie durch das Fehlen des Signals am Empfänger (112) über einen Schalter (115) mit der dem Permanentmagneten (24) ferner gelegenen Spule (22) verbindbar ist.