DE3908693C2 - Wasserhahn - Google Patents
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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.
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |