DE4401637A1 - Sanitäre Mischarmatur - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine sanitäre Mischarmatur mit einem Thermostat, dessen Einstellung mit Hilfe eines Elektromotors erfolgt.

Es ist bereits eine Regeleinrichtung zur Mischwasserbereitung bekannt (DE-OS 36 43 519), bei der ein Dehnstoffelement als Thermostatelement verwendet wird, dessen Einstellung durch einen Elektromotor erfolgt. Die bekannte Einrichtung enthält zusätzlich zu dem als Proportionalregler wirkenden Dehnele­ ment eine elektrisch arbeitende, die tatsächliche Mischtem­ peratur erfassende Korrektureinrichtung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sanitäre Mischarmatur zu schaffen, die bei einfachem Aufbau sehr zuverlässig arbeitet und besonders einfach bedienbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine sani­ täre Mischarmatur mit den Merkmalen des Anspruches 1 vor. Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, daß die mit Hilfe eines Elektromotors durchgeführte Sollwerteinstellung bei einem mechanischen Temperaturregler zu zufriedenstellen­ den Ergebnissen führt. Die Verstellung mit Hilfe eines Elektromotors macht es möglich, die Bedienung für den Benut­ zer sehr komfortabel zu gestalten. So ist es beispielsweise möglich, durch beliebig angeordnete Drucktasten, Bedienfelder oder dergleichen die Ansteuerung des Elektromotors vorzuneh­ men. Die Bedienelemente können räumlich getrennt von dem Mischventil angeordnet werden, was die Bedienbarkeit für den Benutzer weiter verbessern kann.

Um mit Hilfe der Sollwerteinstellung eine bestimmte Tempera­ tur einstellen zu können, kann die Sollwerteinstellung erfindungsgemäß mindestens eine Steuerkurve aufweisen. Die Steuerkurve stellt eine Zuordnung von mechanischer Stellung des Ventils und der Temperatur dar.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können zwei Steuer­ kurven vorgesehen sein, von denen die eine für das Verändern der Temperatur von warm nach kalt, und die andere für den Übergang von kalt nach warm vorgesehen ist. Auf diese Weise können bei der Veränderung der Temperatur auftretende Hyste­ reseunterschiede berücksichtigt werden.

Die Steuerkurven können beispielsweise zwischen dem Elektro­ motor und der Spindel des Thermostaten vorgesehen sein, wobei die beiden Steuerkurven durch Nachschleppelemente oder dergleichen verwirklicht werden können.

Erfindungsgemäß kann in Weiterbildung eine Steuereinheit zur schrittweisen Ansteuerung des Elektromotors vorgesehen sein. In diesem Fall kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die mindestens eine Steuerkurve in dieser Steuereinheit ver­ wirklicht ist, vorzugsweise wiederum beide Steuerkurven. Damit sind die Steuerkurven also zwischen einer Eingabeein­ richtung für die Sollwerte und dem Elektromotor angeordnet.

Mit anderen Worten können die Steuerkurven elektrisch be­ ziehungsweise elektronisch verwirklicht sein, beispielsweise in Tabellen abgelegt.

Die Erfindung führt in den meisten Fällen gerade auch wegen der Berücksichtigung der unterschiedlichen Steuerkurven in Abhängigkeit von der Verstellrichtung dazu, daß die Tempera­ tur des Thermostaten relativ genau eingestellt werden kann. Sie kommt daher ohne eine Rückkopplung der tatsächlichen Mischtemperatur an die Sollwerteinstellung aus. Dennoch kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die Mischarmatur einen Temperaturfühler zur Feststellung der Mischwassertemperatur aufweist. Dieser Temperaturfühler kann entweder direkt im Mischergehäuse oder auch im Bereich des Mischwasserauslasses angeordnet sein. Der Temperaturfühler soll in erster Linie dazu dienen, dem Benutzer eine Anzeige für die tatsächliche Temperatur zu liefern. Daher kann erfindungsgemäß eine Anzeigeeinrichtung vorgesehen sein, beispielsweise zusammen mit der Steuereinheit. Dort kann der Benutzer die Temperatur ablesen.

Die Steuereinheit kann eine Einrichtung zur Ermittlung der tatsächlichen Stellung des Elektromotors aufweisen. Dies kann entweder direkt durch Abgriff an dem Elektromotor oder aber auch an dem Getriebe erfolgen, mit dessen Hilfe der Elektro­ motor den Thermostaten verstellt. Beispielsweise ist es möglich, einen Schrittmotor zu verwenden und die Impulse seiner Verstellung zu zählen. Ebenfalls möglich ist die Verwendung eines Potentiometers.

Da die Verstellung eines Thermostaten mit einem Elektromotor nicht sprungartig erfolgt, sondern eine gewisse Zeit benö­ tigt, kann die Anzeigeeinrichtung erfindungsgemäß eine Anzeige für die Temperaturdifferenz zwischen der Ist-Tempera­ tur und der der augenblicklichen Stellung des Elektromotors entsprechenden Temperatur aufweisen. Diese der Stellung des Elektromotors entsprechende Temperatur kann der elektrisch abfragbaren Steuerkurve entnommen werden. Diese Temperatur­ differenzanzeige leuchtet beispielsweise rot auf, sobald die Temperaturdifferenz einen von Null verschiedenen Wert auf­ weist, und erlischt, wenn die Differenz Null oder kleiner als ein vorbestimmter Grenzwert wird. Ebenfalls möglich ist es, daß die Anzeige blinkt, oder daß eine rote Zahl die Differenz anzeigt und eine grüne Zahl, wenn die Differenz kleiner geworden ist.

Der Temperaturfühler kann beispielsweise auch unmittelbar an einem Wasserauslauf angeordnet sein, zum Beispiel in einem Brausekopf. Nach Einstellung der Temperatur wartet der Benutzer dann solange, bis die Differenzanzeige das Ver­ schwinden der Differenz anzeigt, damit er weder durch zu kaltes noch zu warmes Wasser überrascht wird.

Erfindungsgemäß kann die sanitäre Mischarmatur eine Einrich­ tung zur Eichung aufweisen. Sobald diese Einrichtung manuell ausgelöst wird, wird der Elektromotor auf einen mittleren Wert von zum Beispiel 38°C entsprechend seiner einen Steuer­ kurve eingestellt. Nach einer gewissen Zeit wird dann die tatsächlich vorhandene Temperatur, wie sie der Temperaturfüh­ ler meldet, abgefragt und eine Differenz als Korrekturfaktor abgespeichert. Anschließend kann dieser Vorgang für die zweite Steuerkurve wiederholt werden. Diese Korrekturfaktoren werden dann jeweils bei der Abfrage der beiden Steuerkurven berücksichtigt. Auf diese Weise lassen sich die Einflüsse örtlicher Gegebenheiten auf die Genauigkeit des Thermostaten berücksichtigen.

Normalerweise kann es ausreichen, eine Eichung bei einer Stellung des Mischventils durchzuführen, wobei man in diesem Fall einen mittleren Wert wählt. Die Erfindung schlägt jedoch in Weiterbildung auch vor, daß die Eicheinrichtung derart ausgebildet ist, daß sie für mehrere Werte eine Eichung in der beschriebenen Art durchführt und für jeden Wert einen Korrekturwert ermittelt. Auch hier kann vorgesehen sein, daß der Korrekturwert für jeden Eichpunkt sowohl beim Übergang von Kalt nach Warm als auch beim Übergang von Warm nach Kalt ermittelt wird.

Die Erfindung schlägt vor, daß die Eicheinrichtung so aus­ gebildet sein kann, daß sie für eine Vielzahl von Werten eine Eichung durchführt. Es ist auf diese Weise möglich, daß die Armatur sich mit Hilfe ihrer Eicheinrichtung die beiden in ihr abgelegten Steuerkurven vollständig korrigiert. Es kann sogar vorgesehen sein, daß sie sich die Steuerkurven nicht nur korrigiert, sondern überhaupt erst erstellt. Selbstverständlich kann auch in diesem Fall eine Steuerkurve entsprechend einer üblichen Voreinstellung vorhanden sein.

Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß dieser Eichvor­ gang automatisch ausgeführt wird.

Erfindungsgemäß kann in Weiterbildung sogar vorgesehen sein, daß die Eicheinrichtung bei jeder Änderung der Temperatur, d. h. bei jedem Ansteuern einer bestimmten Temperatur, automa­ tisch einen Abgleich durchführt und dann, wenn bei der gleichen Temperatureinstellung immer der gleiche Differenz­ wert auftritt, die Steuerkurve korrigiert.

Erfindungsgemäß kann der Elektromotor gegebenenfalls zusammen mit einem Getriebe an einem Armaturengehäuse befestigt sein. In Weiterbildung wird nun vorgeschlagen, daß der Motor und/ oder das Getriebe abnehmbar befestigt ist. Dann kann nach Abnahme des Motors und/oder des Getriebes der Thermostat notfalls auch von Hand verstellt werden.

Ebenfalls möglich ist es, und wird von der Erfindung vor­ geschlagen, daß eine Verstellmöglichkeit von Hand auch ohne Abnahme von Motor und Getriebe vorgesehen ist.

Die Steuereinheit und die Anzeigeeinheit, die vorzugsweise zusammengefaßt sind, lassen sich an einer von der Mischar­ matur entfernten Stelle anordnen, so daß die Temperaturein­ stellung fernbedient erfolgt. Dies kann über Kabel oder auch in sonstiger Weise erfolgen.

Erfindungsgemäß kann die Steuereinheit auch eine Logikeinheit enthalten, die Fehler berücksichtigen kann. Wenn beispiels­ weise Temperaturwerte auftreten, die sehr stark von den Steuerkurven abweichen, so ist dies ein Anzeichen dafür, daß irgendetwas nicht in Ordnung ist. In solchen Fällen kann eine Fehleranzeige erfolgen. Es ist auch möglich, daß die Fest­ stellung derartiger Fehlerbedingungen zu einem Stillegen des Ventils führt.

In nochmaliger Weiterbildung kann vorgesehen sein, daß nach Schließen des Ventils die Armatur auf dem zuletzt eingestell­ ten Temperaturwert eingestellt bleibt. Dies hat den Vorteil, daß bei Wiederöffnen des Ventils die Mischtemperatur des die Armatur verlassenden Wassers den Erwartungen des Benutzers entspricht.

Es kann ebenfalls vorgesehen sein, daß die eingestellte Temperatur beim Schließen des Ventils nur dann eingestellt bleibt, wenn sie in einem vorbestimmten gegebenenfalls veränderbaren Bereich liegt. Auf diese Weise kann verhindert werden, daß extreme eingestellte Temperaturen den nächsten Benutzer überraschen und erschrecken können.

Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß nach Schließen des Ventils, wenn die eingestellte Temperatur nicht in einem vorbestimmten Temperaturbereich liegt, auf einen Standardwert von beispielsweise 39° eingestellt wird. Dieser Wert kann so gewählt werden, daß er weder zu warm noch zu kalt ist. Als normaler Temperaturbereich kann beispielsweise ein Bereich von 34 bis 42° angesehen werden. Ist die Temperatur beim Schließen des Ventils auf einen hiervon abweichenden Wert eingestellt, so kann erfindungsgemäß die Temperatur nach Schließen des Ventils unmittelbar ohne Zeitverzögerung auf einen Standardwert beispielsweise in der Mitte dieses Tempe­ raturbereichs zurückgestellt werden.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der folgenden Be­ schreibung einer bevorzugten Ausführungsform, sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer sanitären Mischarmatur mit einer angeflanschten Einheit aus Getriebe und Elektromotor;

Fig. 2 die Frontansicht einer Bedienungstafel für das elektrisch betätigbare Thermostatventil;

Fig. 3 ein Funktionsschema der Armatur.

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht den Körper 1 eines sanitären Thermostatventils mit einem Einlaß 2 für kaltes Wasser und einem Einlaß 3 für warmes Wasser. Aus dem Gehäuse mündet ein Auslaß 4 für das Mischwasser. In dem Körper 1 ist ein üb­ licher Thermostat angeordnet, der beispielsweise mit Hilfe eines Ausdehnelements das Mischungsverhältnis zwischen warmem und kaltem Wasser regelt. Zur Verstellung des Sollwerts ist eine Drehspindel vorgesehen. An der Drehspindel greift über eine Getriebeeinheit ein Elektromotor an. Der Elektromotor und die Getriebeeinheit sind in einem gemeinsamen Gehäuse 5 angeordnet, das an dem Armaturenkörper 1 angeflanscht ist. In der Motorgetriebeeinheit 5 kann beispielsweise ein Poten­ tiometer angeordnet sein, das mechanisch mit dem Getriebe verbunden ist, so daß über den Widerstandswert des Potentio­ meters die tatsächliche Stellung des Elektromotors und damit des Thermostaten abgefragt werden kann.

Im Bereich des Mischwasserauslasses 4 kann ein Temperaturfüh­ ler angeordnet sein.

Das funktionsmäßige Arbeiten der Armatur ergibt sich aus dem Funktionsschema der Fig. 3. Die einen Elektromotor und ggf. ein Getriebe sowie ein Potentiometer enthaltende Motor-Ge­ triebeeinheit 5 treibt eine Schraubspindel 20 an, die in einen Rohrstutzen 23 eingreift. An dem Rohrstutzen 23 ist das bereits erwähnte Ausdehnelement 21 angebracht, auf dessen anderer Seite ein Steuerkolben 22 befestigt ist. Das Ausdehn­ element 21 weist eine von der Temperatur abhängige Ausdehnung auf. Der Steuerkolben 22 ist so angeordnet, daß er in Fig. 3 von rechts nach links verschiebbar ist. Je nach seiner Stellung öffnet und schließt er den Kaltwassereinlaß 2 und/oder den Warmwassereinlaß 3 mehr oder weniger. Während mit Hilfe des Elektromotors ein Sollwert vorgegeben wird, erfolgt die eigentliche Regelung der dann einzuhaltenden Temperatur durch das Ausdehnelement 21.

Der Armaturenkörper 1 ist mit Hilfe von Antriebs- und Steuer­ leitungen mit einer Anzeige- und Steuereinheit verbunden, die an einer beliebigen Stelle angeordnet sein kann und die von einer Frontplatte 6 abgedeckt ist. Diese Frontplatte 6 ist in Fig. 2 dargestellt. Sie enthält eine Digitalzahlen­ anzeige 7, die zu verschiedenen Zwecken verwendet werden kann, sowie unter dieser zwei Tasten 8, 9, die als Eingabe­ tasten dienen. Die Tasten können als Berührfelder ausgebildet sein.

Unterhalb dieser Eingabetasten 8, 9 sind weitere Tasten angeordnet, nämlich eine Sperrtaste 10 zur Freigabe einer Temperatur von beispielsweise mehr als 42°C und eine Taste 11, die beispielsweise zum Einschalten einer Beleuchtung dienen kann.

Weiterhin enthält die Frontplatte 6 drei Wahltasten 15, 16 und 17, die zum Anwählen bestimmter Wasseröffnungen dienen, die durch entsprechende in den Wahltasten angeordnete Symbole gekennzeichnet sind. So dient die obere Taste 17 beispiels­ weise zum Anwählen einer Handbrause und die untere Taste 15 zum Anwählen einer Seitenbrause.

Die hinter der Frontplatte 6 angeordnete Steuer- und An­ zeigeeinheit enthält logische Schaltungen und Speicher, mit deren Hilfe der Elektromotor angesteuert wird. Mit Hilfe der Eingabetasten 8, 9 wird vom Benutzer die gewünschte Tempe­ ratur eingestellt, die er auf der Anzeigeeinrichtung 7 ablesen kann. Wenn die eingestellte Temperatur von der tatsächlichen Temperatur, die durch den Temperaturfühler ermittelt wird, abweicht, leuchtet beispielsweise eine der Anzeigen 12, 13 oder 14 rot auf. Der Elektromotor verstellt nun den Thermostaten bis zu einer Stellung, die der gewünsch­ ten Temperatur entspricht. Diese Stellung beziehungsweise die zugeordnete Temperatur ist in der Steuereinheit als Kurve abgelegt. Solange die tatsächliche Temperatur von der eingestellten Temperatur abweicht, leuchtet beispielsweise die entsprechende Anzeige 12, 13, 14 rot. Sobald die tatsäch­ liche Temperatur nun diejenige Temperatur erreicht, die der eingestellten Stellung des Thermostaten entspricht, schaltet die Temperaturanzeige 12, 13 oder 14 beispielsweise auf grün um. Dem Benutzer wird damit signalisiert, daß ihm jetzt die gewünschte Temperatur zur Verfügung steht. Die Anzeigen 12, 13 und 14, die als LED′s ausgebildet sein können, zeigen dem Benutzer zusätzlich an, welche Brausen eingeschaltet sind.

Die Taste 10 muß dann betätigt werden, wenn ein Benutzer eine Temperatur einstellen will, die größer als die angegebenen 42°C ist. Die Taste muß dann zusammen mit der Taste 8 gedrückt werden.

Die bereits erwähnte Eicheinrichtung kann beispielsweise durch gleichzeitiges Drücken beider Eingabetasten oder durch eine sonstige spezielle Eingabemöglichkeit ausgelöst werden.

Durch die Berücksichtigung zweier unterschiedlicher Steuer­ kurven wird von der Erfindung eine Mischarmatur geschaffen, die bei sehr einfachem Aufbau mit der erforderlichen Genauig­ keit die gewünschte Temperatur liefert, so daß das Eingreifen des Temperaturfühlers nicht erforderlich ist. Diese Möglich­ keit wird durch die beschriebene Fähigkeit zur Eichung noch weiter verbessert.

Claims (22)

1. Sanitäre Mischarmatur, mit

• 1.1 einem Kaltwassereinlaß (2),
• 1.2 einem Warmwassereinlaß (3),
• 1.3 einem Mischwasserauslaß (4),
• 1.4 einem das Mischungsverhältnis und damit die Tempera­ tur des Mischwassers bestimmenden mechanischen Regelele­ ment, sowie
• 1.5 einer mechanischen Sollwerteinstellung, die
  • 1.5.1 einen Elektromotor und
  • 1.5.2 eine Eingabeeinrichtung für den Sollwert aufweist.

2. Armatur nach Anspruch 1, bei der die Sollwerteinstel­ lung mindestens eine Steuerkurve aufweist.

3. Armatur nach Anspruch 2, bei der je eine Steuerkurve für die Sollwerteinstellung von warm nach kalt und von kalt nach warm vorgesehen ist.

4. Armatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Steuereinheit zur schrittweisen Ansteuerung des Elektromotors.

5. Armatur nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der die mindestens eine Steuerkurve in der Steuereinheit ver­ wirklicht ist.

6. Armatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Temperaturfühler zur Feststellung der Mischwas­ sertemperatur.

7. Armatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Temperaturanzeige (7).

8. Armatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Einrichtung zur Ermittlung der Stellung des Elektromotors.

9. Armatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Anzeige (11) für die Temperaturdifferenz zwischen der Ist-Temperatur und der der Stellung des Elektromo­ tors entsprechenden Temperatur.

10. Armatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Eicheinrichtung zum Ermitteln eines Korrekturfak­ tors.

11. Armatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Motor und/oder das Getriebe abnehmbar an einem Körper (1) der Armatur anbringbar sind.

12. Armatur nach einem der Ansprüche 4 bis 11, bei dem die Steuereinheit und die Anzeigeeinheit zusammengefaßt sind.

13. Armatur nach einem der Ansprüche 4 bis 12, mit einer Logikeinheit zur Feststellung von Störungen.

14. Armatur nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei der die Eicheinrichtung derart ausgebildet ist, daß sie für eine Vielzahl von Werten eine Eichung durchführt und für jeden Wert einen Korrekturwert ermittelt.

15. Armatur nach Anspruch 14, bei der die Eicheinrichtung derart ausgebildet ist, daß sie die Eichung für jeden Wert jeweils für den Übergang von Kalt nach Warm und umgekehrt durchführt.

16. Armatur nach Anspruch 14 oder 15, bei der die Eich­ einrichtung zwei korrigierte Steuerkurven erstellt.

17. Armatur nach einem der Ansprüche 10 bis 16, bei der die Eicheinrichtung automatisch ausgelöst wird.

18. Armatur nach einem der Ansprüche 10 bis 17, bei der die Steuerung bei jedem Ansteuern einer bestimmten Tempera­ tur eine Eichung auslöst.

19. Armatur nach Anspruch 18, bei der die Steuerung dann, wenn bei der gleichen Temperatureinstellung mehrmals der gleiche Differenzwert auftritt, die Steuerkurve kor­ rigiert.

20. Armatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die beim Schließen des Ventils eingestellte Temperatur eingestellt bleibt.

21. Armatur nach Anspruch 20, bei der die beim Schließen des Ventils eingestellte Temperatur nur dann eingestellt bleibt, wenn sie innerhalb eines bestimmten Temperatur­ bereichs liegt.

22. Armatur nach Anspruch 20 oder 21, bei der die Temperatur nach Schließen des Ventils auf einen Standardwert eingestellt wird, wenn die bei Schließen des Ventils eingestellte Temperatur außerhalb eines bestimmten Bereichs liegt.