DE4004099A1 - Sanitaerarmatur fuer wasserhaehne - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine berührungslos betätig­ bare Sanitärarmatur mit einem Wasserauslauf, einem Misch­ ventil und einem diesem nachgeschalteten, durch einen annäherungsempfindlichen Sensor gesteuerten Absperrventil, das durch eine mittels eines Steuergerätes in Abhängigkeit von den Steuersignalen des Sensors erregbaren mit einem Anker versehenen Magnetspule betätigbar ist.

Durch die DE-OS 25 13 092 ist eine Sanitärarmatur dieser Art, die vielfach in öffentlich zugänglichen Waschräumen eingesetzt werden, um eine Betätigung eines Absperrhahnes von Hand auszuschließen, bekannt. Das in das Zulaufrohr eingesetzte Absperrventil ist hierbei als Magnetventil ausgebildet und mit einem elektrischen Schaltelement als Steuergerät zusammengeschaltet, durch das bei An­ näherung einer Person das Magnetventil geöffnet wird und somit ohne Handberührung Wasser aus dem Auslaufstück austritt. Die Versorgung des elektrischen Schaltelementes sowie des Magnetventils mit elektrischer Energie kann durch Anschließen an das allgemeine Stromnetz bewerk­ stelligt werden.

Abgesehen davon, daß die mittels elektrischer Anschluß­ kabel vorzunehmenden Verbindungen leicht zu lösen sind und die Armatur somit auf sehr einfache Weise außer Betrieb zu setzen ist, wird, sobald durch den Sensor ein Impuls abgegeben und das Absperrventil geöffnet wird, dem Stromnetz elektrische Energie entnommen. Die Betriebs- und Wartungskosten dieser bekannten, in den meisten An­ wendungsfällen häufig in Betrieb befindlichen Armaturen sind daher erheblich. Auch ist der Bauaufwand groß, da der Magnetspule des Absperrventils eine andere Spannung zuzu­ führen ist als durch das Stromnetz zur Verfügung gestellt wird und mitunter aufwendige Vorkehrungen zur Vermeidung von Unfällen zu treffen sind.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Sanitärarmatur der vorgenannten Gattung in der Weise auszubilden, daß diese nahezu wartungsfrei arbeiten und keine Betriebs­ kosten entstehen und daß mutwillige Beschädigungen durch Dritte weitgehend ausgeschlossen sind. Vor allem soll kein Anschluß an ein Stromnetz erforderlich, aber dennoch eine zuverlässige Betriebsweise sichergestellt sein. Auch soll trotz geringen baulichen Aufwandes eine Unfallgefahr durch elektrischen Strom ausgeschlossen sein.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zur Stromversorgung der Magnetspule des Absperrventils sowie des Steuergerätes dieses unmittelbar oder über einen in die Sanitärarmatur integrierten Akkumulator oder eine Batterie an eine oder mehrere Solarzellen angeschlos­ sen ist.

Angebracht ist es hierbei, die Solarzellen unmittelbar in den Waserauslauf, beispielsweise einen Wasserhahn, auf einer oder mehreren Außenseiten einzusetzen, vorzugsweise auf dessen vertikal nach oben gerichteten Außenseite anzuordnen. Selbstverständlich können die Solarzellen aber auch außerhalb der Sanitärarmatur an einer licht­ intensiven Stelle angeordnet werden.

Damit das Absperrventil mit einem sehr schwachen durch Solarzellen erzeugbaren Strom betrieben werden kann, ist es angebracht, dieses in der Weise auszubilden, daß dieses einen zwischen dessen Zuleitung und dessen Ableitung eingesetzten, beidseitig von dem zuströmenden Wasser be­ aufschlagbaren Ventilkörper, beispielsweise in Form einer im Randbereich eingespannten und mit einer durchströmbaren Öffnung versehenen Rollmembran aufweist, deren Hubbewe­ gungen durch ein mit einer durch den Ventilkörper, vorzugs­ weise zentrisch hindurchgeführten Zweigleitung zusammen­ wirkenden und durch den Anker der Magnetspule beeinfluß­ barem nach Art einer Dichtung ausgebildeten Steuerglied auslösbar sind, wobei in der Magnetspule des Absperr­ ventils ein mit einem Permanentmagneten zusammenwirkender Polkern ortsfest angeordnet sein sollte, an dem der Anker über eine Feder abgestützt ist.

Zweckmäßig ist es ferner, das Steurgerät als integrierte Schaltung zu gestalten, in die mittels eines in den Wasser­ auslauf eingebauten Schalters eingegriffen werden kann.

Werden bei einer Sanitärarmatur der vorgenannten Art gemäß der Erfindung zur Stromversorgung an das Steuer­ gerät Solarzellen unmittelbar oder über einen in die Sanitärarmatur integrierter Akkumulator angeschlossen, so ist es möglich, die Sanitärarmatur unabhängig von einem Stromnetz zu betreiben. Dadurch wird nicht nur deren Einsatzbereich erweitert, da diese auch an Stellen angeordnet werden kann, denen nur unter Schwierigkeiten elektrische Energie aus einem Strom­ netz zuzuführen ist, sondern es wird mit hoher Wahr­ scheinlichkeit auch ausgeschlossen, daß auf einfache Weise mutwillige Beschädigungen vorzunehmen sind. Irgend­ welche Verbindungskabel, die leicht durchtrennt werden können, sind nämlich nicht mehr vorhanden, die vorschlags­ gemäß ausgebildete Sanitärarmatur arbeitet demnach nahezu wartungsfrei.

Des weiteren ist von Vorteil, daß dem Stromnetz zum Be­ trieb der Armatur keine elektrische Energie zu entnehmen ist, diese versorgt sich vielmehr gewissermaßen selbst, in dem Lichtenergie in elektrische Energie umgewandelt und in dem Akkumulator gespeichert wird. Betriebskosten fallen demnach nicht an. Und da der Akkumulator auf die Betriebsspannung der Magnetspule des Absperrventils ausge­ legt werden kann, sind durch die gegebene elektrische Spannung bedingte Unfälle, ohne daß besondere Vorkehrungen zu treffen sind, auch bei unsachgemäßer Behandlung ausge­ schlossen, des weiteren ist eine Transformation der elektrischen Energie nicht erforderlich. Bei geringem Bauaufwand ist somit ein vielseitiger störungsfreier Ein­ satz der vorschlagsgemäß ausgebildeten Sanitärarmatur gegeben.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der gemäß der Erfindung ausgebildeten Sanitärarmatur dargestellt, das nachfolgend im einzelnen erläutert ist. Hierbei zeigt:

Fig. 1 den Aufbau der Sanitärarmaturen in schematischer Darstellung,

Fig. 2 den Wasserhahn nach Fig. 1 mit in diesen eingesetzten Solarzellen in vergrößerter Darstellung und

Fig. 3 einen Axialschnitt durch das bei dem Wasser­ hahn nach Fig. 1 vorgesehenen Abperrventil.

Die in Fig. 1 dargestellte und mit 1 bezeichnete Sani­ tärarmatur weist ein Mischventil 11 sowie ein diesem nachgeschaltetes Absperrventil 12 auf, das mittels eines Sensors 13, ohne daß eine Berührung der Sanitärarmatur 1 erforderlich ist, steuerbar ist. Das aus einer Kaltwasser­ leitung 2 und einer Warmwasserleitung 3 über Leitungen 4 und 5 dem Mischventil 11 zugeführte Wasser wird in diesen entsprechend der eingestellten Wasserverteilung gemischt und kann aus einem über einem Waschbecken 10 angeordneten als Wasserhahn ausgebildeten Wasserauslauf 7, dem das gemischte Wasser über eine Wasserleitung 6′ zugeführt wird, ausströmen, sobald das über eine Leitung 6 mit dem Mischventil 11 verbundene Absperrventil 12 in Abhängigkeit von einem von dem Sensor 13 abgegebenen Impuls geöffnet wird.

Das in Fig. 3 im Schnitt dargestellte Absperrventil 12 weist eine mit Stromanschlüssen 42 versehene Magnetspule 41 sowie einen in diese eingesetzten verstellbaren Anker 47 auf, an dem ein Steuerglied 48 in Form einer Dichtung befestigt ist. Bei einer Erregung der Magnetspule 41 wird der Anker 47 entgegen der Kraft einer auf diesen einwir­ kenden Feder 53 verstellt und an einen in der Magnetspule 41 des weiteren angeordneten Polkern 50 angelegt, der dazu mit einem Permanentmagneten 51 versehen ist, so daß das Absperrventil 12 geöffnet und das in dem Mischventil 11 aus kaltem und warmem Wasser entsprechend gemischte Wasser über die Wasserablaufleitung 6′ dem Wasseraus­ lauf 7 zuströmen kann.

Zur gesteuerten Erregung der Magnetspule 41 des Absperr­ ventils 12 in Abhängigkeit von den Impulsen des Sensors 13 dient ein als integrierte Schaltung , in die mittels eines an dem Wasserauslauf 7 angebrachten Schalters 9 eingegriffen werden kann, ausgebildetes Steuergerät 14, das über eine Signalleitung 15 mit dem Sensor 13 und eine weitere Leitung 16 mit der Magnetspule 41 verbunden ist. Außerdem ist an das Steuergerät 14 zu dessen Ver­ sorgung mit elektrischer Energie sowie zur Versorgung der Magnetspule 41 ein als aufladbare Batterie ausgebil­ deter Akkumulator 17 über eine Leitung 18 angeschlossen.

Mittels des Steuergerätes 14 wird somit die Wasserzufuhr zu dem Wasserhahn 7 gesteuert und diesem wird entsprechend der Einstellung des Mischventils 11 aus kaltem und warmem Wasser gemischtes Wasser zugeführt.

Um den Akkumulator 17 unabhängig von einem Stromnetz auf­ laden und somit mit elektrischer Energie versorgen bzw. das Steuergerät 14 betreiben zu können, sind, wie dies insbesondere der Fig. 2 zu entnehmen ist, in den Wasser­ hahn 7, vorzugsweise auf dessen oberer Außenseite 8 ein­ gesetzte Solarzellen 21 vorgesehen, die über eine Leitung 22 mit dem Akkumulator 17 verbunden sind. Gemäß der strichpunktierten Darstellung in Fig. 1 können Solar­ zellen 23 aber auch an einer anderen lichtintensiven Stelle angeordnet und über eine Leitung 24 an den Akkumu­ lator 17 angeschlossen werden. Die mittels der Solarzellen 21 bzw. 23 umgewandelte elektrische Energie wird in dem Akkumulator 17 gespeichert und bei Bedarf über die Leitung 18 dem in Fig. 1 schematisch eingezeichneten Steuergerät 14 zugeführt. Die Sanitärarmatur 1 ist demnach unabhängig von einem Stromnetz stets betriebsbereit und arbeitet nahezu wartungsfrei.

Das Absperrventil 12 ist, wie dies im einzelnen der Fig. 3 zu entnehmen ist, in einem Gehäuse 31 eingebaut und besteht aus einem verstellbaren Ventilkörper 35 in Form einer Rollmembran 36, die in ihrem äußeren Randbe­ reich mit Hilfe zweier Spannringe 33 und 33′ zwischen diesen und einem Träger 32 eingespannt ist. Der Spannring 33 ist hierbei mittels Schrauben 34 mit dem Träger 33 fest verbunden. Die Rollmembran 36 liegt bei geschlossenem Absperrventil auf einer Ventilfläche 37 auf und ist mit einem Einsatzstück 38 versehen, das eine Öffnung 39 auf­ weist. Der Ventilkörper 35 ist somit beidseitig von dem über die Zuleitung 6 zuströmenden sich in den Räumen A und B befindlichen Wasser beaufschlagt.

Die Magnetspule 41 des Absperrventils 12 ist auf einem Rohr 43 gehalten, das einen Bund 44 aufweist. Mit Hilfe einer Platte 45 und Schrauben 46 ist der Bund 43 zwischen dem Träger 33 und der Platte 45 eingespannt, außerdem ist der Spalt zwischen diesen durch eine Dichtung 44 abge­ dichtet.

Der Polkern 50 ist mit dem Rohr 43 durch eine Schweißnaht 54 fest verbunden und somit ortsfest angeordnet, außerdem ist der Polkern 50 mit einem Außengewinde 56 ausgestattet, auf das eine Mutter 55 aufschraubbar ist. Die Magnetspule 41 kann somit fest auf dem Rohr 43 aufgespannt werden.

Wird bei geschlossenem Absperrventil 12, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, die Magnetspule 41 erregt, so wird der Anker 47 entgegen der Kraft der in einer Bohrung 52 eingesetzten Feder 53 in Richtung des Polkernes 50 ver­ schoben und wird an diesem durch die Kraft des Permanent­ magneten 51 festgehalten. Das zwischen dem Polkern 50 und dem Anker 47 befindliche Wasser wird bei dieser Verstellbewegung über einen in diesen und das Steuerglied 48 eingearbeiteten Schlitz 49 herausgedrückt. Die Strom­ zuführung der Magnetspule 41 ist somit nur kurzzeitig bis zur Anlage des Ankers 47 an dem Polkern 50 aufrecht­ zuerhalten.

Durch die Verstellbewegung des Ankers 47 und des mit diesem verbundenen Steuergliedes 48 wurde eine Zweigleitung 62 geöffnet, die durch einen an dem Ventilkörper 35 angeformten Ansatz 61 hindurchgeführt ist. Dadurch wurde, da das Steuerglied 48 von der Mündung 63 des Ansatzes 61 abgehoben wurde, der Raum B entlastet, das Wasser kann somit aus diesem über die Zweigleitung 62 in die Ablaufleitung 6′ abströmen. Dies bewirkt, daß durch den in dem Raum A herrschenden Druck die Roll­ membran 36 im mittleren Bereich durchgebogen und der Ventilkörper 35 von der Ventilfläche 37 abgehoben wird, das Wasser kann somit in ausreichender Menge unmittelbar von der Zuleitung 6 in die Ablaufleitung 6′ gelangen.

Soll das Absperrventil 12 wiederum geschlossen werden, weil beispielsweise durch den Sensor 13 signalisiert wird, daß sich keine Person mehr in dessen Einflußbereich befindet, so ist der Magnetspule 41 über das Steuer­ gerät 14 lediglich ein umgepolter Stromstoß zuzuleiten. Dadurch wird die Magnetkraft des Permanentmagneten 51 aufgehoben und durch die Kraft der Feder 53 wird das Steuerglied 48 gegen die Mündung 63 des Ansatzes 61 gedrückt. Sobald die Zweigleitung 62 somit verschlossen ist, baut sich in dem Raum B der gleiche Druck auf wie in dem Raum A. Und da die jeweils von Wasser beaufschlagten Flächen unterschiedlich groß bemessen sind, wird der Ventilkörper 35 wiederum auf die Ventilfläche 37 gepreßt, das Absperrventil 12 ist geschlossen. Zum Öffnen und Schließen des Absperrventils 12, d. h. zur Stromversorgung der Magnetspule 41 ist dieser demnach nur kurzzeitig ein Strom mit geringer Stärke zuzuleiten, der mit Hilfe der Solarzellen 21 bzw. 23 durch Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie gewonnen werden kann.

Mittels einer Haube 40, die durch eine in ein Innenge­ winde 58 des Polkernes 50 eingreifenden Schraube 57 ge­ halten ist, ist die Magnetspule 41 des Absperrventils 12 abgedeckt.

Claims (6)

1. Berührungslos betätigbare Sanitärarmatur mit einem Wasserauslauf, einem Mischventil und einem diesem nachgeschalteten durch einen annäherungsempfindlichen Sensor steuerbarem Absperrventil, das durch eine mittels eines Steuergerätes in Abhängigkeit von den Steuersignalen des Sensors erregbaren mit einem Anker versehenen Magnetspule betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stromversorgung der Magnetspule (41) des Absperrventils (12) sowie des Steuergerätes (14) dieses unmittelbar oder über einen in die Sanitärar­ matur integrierten Akkumulator (17) oder eine Batterie an eine oder mehrere Solarzellen (21, 23) angeschlossen ist.

2. Sanitärarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Solarzellen (21) unmittelbar in den Wasserauslauf, beispielsweise einen Wasserhahn (7), auf einer oder mehreren Außenseiten (8) eingesetzt, vorzugsweise auf dessen vertikal nach oben gerichteten Außenseite (8) angeordnet sind.

3. Sanitärarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Solarzellen (23) außerhalb der Sanitärarmatur (1) im Bereich einer Lichtquelle angeordnet sind.

4. Sanitärarmatur nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (12) einen zwischen dessen Zuleitung (6) und dessen Ableitung (6) eingesetzten, beidseitig von dem zuströmenden Wasser beaufschlagbaren Ventilkörper (35), beispielsweise in Form einer im Randbereich einge­ spannten und mit einer durchströmbaren Öffnung (39) versehenen Rollenmembran (36), aufweist, deren Hubbe­ wegungen durch ein mit einer durch den Ventilkörper (36), vorzugsweise zentrisch hindurchgeführten Zweigleitung (62) zusammenwirkenden und durch den Anker (47) der Magnetspule (41) beeinflußbarem nach Art einer Dichtung ausgebildeten Steuerglied (48) auslösbar sind.

5. Sanitärarmatur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Magnetspule (41) des Absperrventils (12) ein mit einem Permanentmagneten (51) zusammenwirkender Polkern (50) ortsfest angeordnet ist, an dem der Anker (47) über eine Feder (53) abgestützt ist.

6. Sanitärarmatur nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (14) als integrierte Schaltung ausgebildet ist, in die mittels eines in den Wasser­ auslauf (7) eingebauten Schalters (9) eingreifbar ist.