DE4447893C2

DE4447893C2 - Sanitäre Mischarmatur

Info

Publication number: DE4447893C2
Application number: DE4447893A
Authority: DE
Inventors: Horst Flieger; Guenter Glunk
Original assignee: Hansgrohe SE
Current assignee: Hansgrohe SE
Priority date: 1993-01-22
Filing date: 1994-01-21
Publication date: 2003-12-04
Anticipated expiration: 2014-01-22

Abstract

Eine sanitäre Mischarmatur enthält ein Thermostatventil, das mechanisch arbeitet. Der Sollwert des Thermostaten wird mechanisch eingestellt. Für diese mechanische Einstellung ist ein Elektromotor vorgesehen, der gegebenenfalls mit einem Getriebe in einem an der Armatur angeflanschten Gehäuse untergebracht ist. Die Ansteuerung des Elektromotors erfolgt über ein Bedienfeld, das von dem eigentlichen Mischventil entfernt angeordnet werden kann.

Description

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

Es ist bereits ein Regeleinrichtung zur Mischwasserbereitung bekannt (DE 36 43 519 A1), bei der ein Dehnstoffelement als Thermostatele ment verwendet wird, dessen Einstellung durch einen Elektromotor er folgt. Die bekannte Einrichtung enthält zusätzlich zu dem als Proportio nalregler wirkenden Dehnelement eine elektrisch arbeitende, die tat sächliche Mischtemperatur erfassende Korrektureinrichtung.

Weiterhin ist eine Sanitärinstallation mit einer Wasserausgabevorrich tung, einer Kommandoeinheit und einer entfernt davon angeordneten Mischbatterie bekannt (DE 33 38 064 C2). Bei dieser Sanitärinstallation ist eine Eicheinrichtung nicht vorhanden.

Ebenfalls bekannt ist eine Sanitärinstallation, bei der alle Vorgänge e lektronisch gesteuert und geregelt werden (US 4,756,030).

Bei einer weiteren elektronisch gesteuerten Mischvorrichtung für eine Sanitärinstallation werden ebenfalls alle Vorgänge rein elektronisch überwacht (DE 39 23 566 C1).

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

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine sanitäre Misch armatur mit den Merkmalen des Anspruches 1 vor. Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, dass die mit Hilfe ei nes Elektromotors durchgeführte Sollwerteinstellung bei einem mecha nischen Temperaturregler zu zufriedenstellenden Ergebnissen führt. Die Verstellung mit Hilfe eines Elektromotors macht es möglich, die Bedie nung für den Benutzer sehr komfortabel zu gestalten. So ist es bei spielsweise möglich, durch beliebig angeordnete Drucktasten, Bedien felder oder dergleichen die Ansteuerung des Elektromotors vorzuneh men. Die Bedienelemente können räumlich getrennt von dem Mischven til angeordnet werden, was die Bedienbarkeit für den Benutzer weiter verbessern kann.

Um mit Hilfe der Sollwerteinstellung eine bestimmte Temperatur einstel len zu können, kann die Sollwerteinstellung erfindungsgemäß mindes tens eine Steuerkurve auf weisen. Die Steuerkurve stellt eine Zuordnung von mechanischer Stellung des Ventils und der Temperatur dar.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können zwei Steuerkurven vor gesehen 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 Hystereseunterschiede berücksichtigt werden.

Die Steuerkurven können beispielsweise zwischen dem Elektromotor 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 schritt weisen Ansteuerung des Elektromotors vorgesehen sein. In diesem Fall kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die mindestens eine Steuerkurve in dieser Steuereinheit verwirklicht ist, vorzugsweise wie derum beide Steuerkurven. Damit sind die Steuerkurven also zwischen einer Eingabeeinrichtung für die Sollwerte und dem Elektromotor ange ordnet.

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

Die Erfindung führt in den in den meisten Fällen gerade auch wegen der Berücksichtigung der unterschiedlichen Steuerkurven in Abhängigkeit von der Verstellrichtung dazu, dass die Temperatur des Thermostaten relativ genau eingestellt werden kann. Sie kommt daher ohne eine Rückkopplung der tatsächlichen Mischtemperatur an die Sollwerteinstel lung aus. Dennoch kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Mischarmatur einen Temperaturfühler zur Feststellung der Mischwasser temperatur auf weist. Dieser Temperaturfühler kann entweder direkt im Mischergehäuse oder auch im Bereich des Mischwasserauslasses an geordnet 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 Elektromotor den Thermostaten verstellt. Beispiels weise ist es möglich, einen Schrittmotor zu verwenden und die Impulse seiner Verstellung zu zählen. Ebenfalls möglich ist die Verwendung ei nes Potentiometers.

Da die Verstellung eines Thermostaten mit einem Elektromotor nicht sprungartig erfolgt, sondern eine gewisse Zeit benötigt, kann die Anzei geeinrichtung erfindungsgemäß eine Anzeige für die Temperaturdiffe renz zwischen der Ist-Temperatur und der der augenblicklichen Stellung des Elektromotors entsprechenden Temperatur auf weisen. Diese der Stellung des Elektromotors entsprechende Temperatur kann der elekt risch abfragbaren Steuerkurve entnommen werden. Diese Temperatur differenzanzeige leuchtet beispielsweise rot auf, sobald die Temperatur differenz einen von Null verschiedenen Wert aufweist, 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 klei ner 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 Verschwinden der Differenz anzeigt, damit er weder durch zu kaltes noch zu warmes Wasser überrascht wird.

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

Da die Erfindung die Eicheinrichtung so ausbildet, dass sie für eine Viel zahl von Werten eine Eichung durchführt, ist es auf diese Weise mög lich, dass die Armatur sich mit Hilfe ihrer Eicheinrichtung die beiden in ihr abgelegten Steuerkurven vollständig korrigiert. Es kann sogar vorge sehen 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 Eichvorgang 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, automatisch einen Abgleich durchführt und dann, wenn bei der gleichen Temperatureinstellung im mer der gleiche Differenzwert auftritt, die Steuerkurve korrigiert.

Erfindungsgemäß kann der Elektromotor gegebenenfalls zusammen mit einem Getriebe an einem Armaturengehäuse befestigt sein. In Weiter bildung 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 vorgeschlagen, dass eine Verstellmöglichkeit von Hand auch ohne Abnahme von Motor und Getriebe vorgesehen ist.

Die Steuereinheit und die Anzeigeeinheit, die vorzugsweise zusammen gefasst sind, lassen sich an einer von der Mischarmatur entfernten Stel le anordnen, so dass die Temperatureinstellung fernbedient erfolgt. Dies kann über Kabel oder auch in sonstiger Weise erfolgen.

Erfindungsgemäß kann die Steuereinheit auch eine Logikeinheit enthal ten, die Fehler berücksichtigen kann. Wenn beispielsweise Temperatur werte auftreten, die sehr stark von den Steuerkurven abweichen, so ist dies ein Anzeichen dafür, dass irgendetwas nicht in Ordnung ist. In sol chen Fällen kann eine Fehleranzeige erfolgen. Es ist auch möglich, dass die Feststellung derartiger Fehlerbedingungen zu einem Stillegen des Ventils führt.

In nochmaliger Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass nach Schlie ßen der Mischarmatur die Armatur auf dem zuletzt eingestellten Tempe raturwert eingestellt bleibt. Dies hat den Vorteil, dass bei Wiederöffnen der Mischarmatur die Mischtemperatur des die Armatur verlassenden Wassers den Erwartungen des Benutzers entspricht.

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

Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass nach Schließen der Mischarmatur, wenn die eingestellte Temperatur nicht in einem vorbe stimmten Temperaturbereich liegt, auf einen Standardwert von bei spielsweise 39°C eingestellt wird. Dieser Wert kann so gewählt werden, dass er weder zu wärm noch zu kalt ist. Als normaler Temperaturbereich kann beispielsweise ein Bereich von 34 bis 42°C angesehen werden. Ist die Temperatur beim Schließen der Mischarmatur auf einen hiervon ab weichenden Wert eingestellt, so kann erfindungsgemäß die Temperatur nach Schließen der Mischarmatur unmittelbar ohne Zeitverzögerung auf einen Standardwert beispielsweise in der Mitte dieses Tempe raturbereichs zurückgestellt werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Hierbei zei gen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer sanitären Mischar matur 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 I eines sanitären Thermostat ventils 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 I ist ein üblicher Thermostat angeordnet, der beispielsweise mit Hilfe eines Ausdehnelements das Mischungsver hältnis 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 I angeflanscht ist. In der Motorgetriebeeinheit 5 kann beispielsweise ein Potentiometer angeordnet sein, das mecha nisch mit dem Getriebe verbunden ist, so dass über den Widerstands wert des Potentiometers die tatsächliche Stellung des Elektromotors und damit des Thermostaten abgefragt werden kann.

Im Bereich des Mischwasserauslasses 4 kann ein Temperaturfühler an geordnet sein.

Das funktionsmäßige Arbeiten der Armatur ergibt sich aus dem Funkti onsschema der Fig. 3. Die einen Elektromotor und ggf. ein Getriebe so wie ein Potentiometer enthaltende Motor-Getriebeeinheit 5 treibt eine Schraubspindel 20 an, die in einen Rohrstutzen 23 eingreift. An dem Rohrstutzen 23 ist das bereits erwähnte Ausdehnelement 21 ange bracht, auf dessen anderer Seite ein Steuerkolben 22 befestigt ist. Das Ausdehnelement 21 weist eine von der Temperatur abhängige Ausdeh nung 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 einzuhalten den Temperatur durch das Ausdehnelement 21.

Der Armaturenkörper I ist mit Hilfe von Antriebs- und Steuerleitungen 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 Digital zahlenanzeige 1, die zu verschiedenen Zwecken verwendet werden kann, sowie unter dieser zwei Tasten 8, 9, die als Eingabetasten 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 bei spielsweise 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 entspre chende in den Wahltasten angeordnete Symbole gekennzeichnet sind. So dient die obere Taste 17 beispielsweise zum Anwählen einer Hand brause und die untere Taste 15 zum Anwählen einer Seitenbrause.

Die hinter der Frontplatte 6 angeordnete Steuer- und Anzeigeeinheit enthält logische Schaltungen und Speicher, mit deren Hilfe der Elektro motor angesteuert wird. Mit Hilfe der Eingabetasten 8, 9 wird vom Be nutzer die gewünschte Temperatur eingestellt, die er auf der Anzeige einrichtung 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 Stel lung, die der gewünschten Temperatur entspricht. Diese Stellung bezie hungsweise die zugeordnete Temperatur ist in der Steuereinheit als Kurve abgelegt. Solange die tatsächliche Temperatur von der eingestell ten Temperatur abweicht, leuchtet beispielsweise die entsprechende Anzeige 12, 13, 14 rot. Sobald die tatsächliche Temperatur nun diejeni ge Temperatur erreicht, die der eingestellten Stellung des Thermostaten entspricht, schaltet die Temperaturanzeige 12, 13 oder 14 beispielswei se 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 LEDs ausgebildet sein können, zeigen dem Benutzer zusätz lich an, welche Brausen eingeschaltet sind.

Die Taste 10 muss dann betätigt werden, wenn ein Benutzer eine Tem peratur 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 gleich zeitiges Drücken beider Eingabetasten oder durch eine sonstige speziel le Eingabemöglichkeit ausgelöst werden.

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

Claims

1. Sanitäre Mischarmatur, mit

1. 1.1 einem Kaltwassereinlass (2),
2. 1.2 einem Warmwassereinlass (3),
3. 1.3 einem Mischwasserauslass (4),
4. 1.4 einem das Mischungsverhältnis und damit die Temperatur des Mischwassers bestimmenden mechanischen Regelelement,
5. 1.5 einer mechanischen Sollwerteinstellung, die
- 1. 1.5.1 einen Elektromotor, ein Getriebe und
- 2. 1.5.2 eine Eingabeeinrichtung für den Sollwert aufweist, sowie mit
6. 1.6 einer Eicheinrichtung zum Ermitteln eines Korrekturfaktors, die derart ausgebildet ist, dass sie
7. 1.7 für eine Vielzahl von Werten eine Eichung durchführt und für jeden Wert einen Korrekturwert ermittelt und
8. 1.8 dass sie die Eichung für jeden Wert jeweils für den Übergang von Kalt nach Warm und umgekehrt durchführt.

2. Sanitäre Mischarmatur nach Anspruch 1, bei der die Sollwerteinstellung mindestens eine Steuerkurve aufweist.

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

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

5. Sanitäre Mischarmatur nach Anspruch 4, bei der die mindestens eine Steuerkurve in der Steuereinheit verwirklicht ist.

6. Sanitäre Mischarmatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Temperaturfühler zur Feststellung der Mischwassertemperatur.

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

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

9. Sanitäre Mischarmatur 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. Sanitäre Mischarmatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Elektromotor und/oder das Getriebe abnehmbar an einem Körper (1) der sanitären Mischarmatur anbringbar sind.

11. Sanitäre Mischarmatur nach einem der Ansprüche 4 bis 10, bei der die Steuereinheit und die Anzeigeeinheit zusammengefasst sind.

12. Sanitäre Mischarmatur nach einem der Ansprüche 4 bis 11, mit einer Logikeinheit zur Feststellung von Störungen.

13. Sanitäre Mischarmatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Eicheinrichtung zwei korrigierte Steuerkurven erstellt.

14. Sanitäre Mischarmatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Eicheinrichtung automatisch ausgelöst wird.

15. Sanitäre Mischarmatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Steuereinheit bei jeder Ansteuerung einer bestimmten Temperatur eine Eichung auslöst.

16. Sanitäre Mischarmatur nach Anspruch 15, bei der die Steuereinheit die Steuerkurve korrigiert, wenn bei der gleichen Temperatureinstellung mehrmals der gleiche Differenzwert auftritt.

17. Sanitäre Mischarmatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die beim Schließen der sanitären Mischarmatur eingestellte Temperatur eingestellt bleibt.

18. Sanitäre Mischarmatur nach Anspruch 17, bei der die beim Schließen der sanitären Mischarmatur eingestellte Temperatur dann eingestellt bleibt, wenn sie innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs liegt.

19. Sanitäre Mischarmatur nach Anspruch 17 oder 18, bei der die Temperatur nach Schließen der sanitären Mischarmatur auf einen Standardwert eingestellt wird, wenn die bei Schließen der sanitären Mischarmatur eingestellte Temperatur außerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs liegt.