EP3265618B1

EP3265618B1 - Hybrid-armatur mit wasserstrahlerkennung

Info

Publication number: EP3265618B1
Application number: EP16713730.6A
Authority: EP
Inventors: Heiko Schönbeck; Andreas Jung; Stefan Steinhoff
Original assignee: Grohe AG
Current assignee: Grohe AG
Priority date: 2015-03-06
Filing date: 2016-03-04
Publication date: 2021-01-13
Anticipated expiration: 2036-03-04
Also published as: DE102015002779A1; WO2016142044A1; US10590636B2; US20170368565A1; CN107429506A; EP3265618A1; CN107429506B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Sanitärarmatur und eine Sanitärarmatur mit mindestens einem manuellen Stellglied und einer Sensoranordnung.
Bei Sanitärarmaturen handelt es sich insbesondere um Thermostatmischarmaturen, die als Waschbeckenarmaturen, Duscharmaturen oder Badewannenarmaturen ausgeführt sind. Hierzu weisen die Sanitärarmaturen regelmäßig einen Warmwasserzulauf für Warmwasser und einen Kaltwasserzulauf für Kaltwasser auf. Hierbei werden das Warmwasser und das Kaltwasser in der Sanitärarmatur mittels eines Reglers in einem vorgebbaren Mischverhältnis zu einem Mischwasser gemischt.
Bei reinen Infrarotarmaturen ist das Erkennen, ob sich eine Hand oder ein Wasserstrahl im Messfeld eines IR-Sensors befindet, bekannt und beispielhaft in der Druckschrift US4767922 beschrieben.
Aus der WO 2013/134525 A2 und der EP 2 690 328 A1 sind auch sogenannte Hybrid-Armaturen bekannt, diese bestehen aus einem Einhebelmischer und einer Infrarotarmatur. Beide Armaturarten können unabhängig voneinander benutzt werden. Hierbei wird über den Einhebelmischer in Abhängigkeit der Hebelstellung der Mischwasserdurchfluss und/oder die Mischwassertemperatur mechanisch eingestellt. Unabhängig davon kann mittels der Infrarotarmatur ein voreingestellter Wasserdurchfluss und eine voreingestellte Wassertemperatur berührungslos ausgelöst werden.
Um eine solche Kombination eines Einhebelmischers mit einer Infrarotarmatur sinnvoll nutzen zu können, muss die Infrarotarmatur eine Information darüber erhalten, ob eine mechanische bzw. manuelle Einstellung mittels des Stellhebels vorgenommen wurde. Hierzu ist es bekannt, die Hebelstellung des Stellhebels mittels zusätzlicher Messkomponenten mechanisch zu erfassen. Eine solche zusätzliche Messkomponente kann z. B. in der Art eines Schalters, eines Wegaufnehmers, eines Winkelgebers oder eines Messstreifens ausgeführt sein. Diese Messkomponente wirkt unmittelbar mit dem Stellhebel zusammen.
Aufgrund der zusätzlichen Messkomponenten sind bekannte Hybrid-Armaturen in der Regel teuer und eine Verwendung von Standardkomponenten, insbesondere von Standard-Einhebelmischern, Stellhebeln und/oder Standardventilen, ist nicht möglich. Zudem tragen die zusätzlichen mechanischen Messkomponenten zu einem erhöhten Verschleiß der bekannten Hybrid-Armaturen bei.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll eine Sanitärarmatur angegeben werden, die günstig herstellbar ist, eine Verwendung von Standardkomponenten ermöglicht und einen geringen Verschleiß aufweist. Zudem soll insbesondere ein Verfahren zum Betrieb einer Sanitärarmatur angegeben werden, die günstig herstellbar ist, eine Verwendung von Standardkomponenten ermöglicht und einen geringen Verschleiß aufweist.
Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Verfahren zum Betrieb einer Sanitärarmatur und einer Sanitärarmatur mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hingewiesen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
Die Erfindung gibt ein Verfahren zum Betrieb einer Sanitärarmatur an. Diese Sanitärarmatur ist zur Abgabe eines Wasserstrahls eingerichtet. Die Sanitärarmatur hat mindestens ein manuelles Stellglied und eine Sensoranordnung. Das mindestens eine manuelle Stellglied ist zur manuellen Einstellung zumindest eines Wasserstrahldurchflusses oder einer Wasserstrahltemperatur eingerichtet. Die Sensoranordnung ist zu einer sensorgesteuerten Einstellung eines vorgegebenen Wasserstrahldurchflusses und einer vorgegebenen Wasserstrahltemperatur eingerichtet. Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte:

a) Überwachen eines externen Erfassungsbereichs mittels der Sensoranordnung,
b) Erkennen des Vorhandenseins eines Objekts in dem Erfassungsbereich mittels der Sensoranordnung,
c) Auswerten des zuerst erkannten Objekts und Unterscheiden, ob das zuerst erkannte Objekt ein Wasserstahl oder ein anderes Objekt ist,
d) sensorgesteuertes Einstellen des vorgegebenen Wasserstrahldurchflusses und der vorgegebenen Wasserstrahltemperatur, wenn im Erfassungsbereich zuerst das andere Objekt erkannt wurde, wobei die sensorgesteuerte Einstellung unterbunden wird, wenn in dem Erfassungsbereich zuerst ein Wasserstrahl und ggf. erst anschließend das andere Objekt erkannt wurde.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Idee zugrunde, den bei einer Hybrid-Armatur bereits vorhandenen Sensor zu nutzen, um eine Information darüber zu erhalten, ob eine manuelle Einstellung der Hybrid-Armatur mittels eines Stellhebels vorgenommen wurde, oder ob ein sensorgesteuertes Einstellen eines vordefinierten Wasserstrahls erfolgen soll. Die Erfindung ermöglicht es in vorteilhafter Weise, dass zusätzliche mechanische Messkomponenten nicht benötigt werden, die sonst zur Erfassung der Stellposition des Stellhebels erforderlich wären. Daher ist eine günstigere Herstellung einer Hybrid-Armatur ermöglicht, die mit Standardkomponenten gebildet sein kann und aufgrund eingesparter zusätzlicher mechanischer Messkomponenten auch einen geringeren Verschleiß aufweist.
Die hier betrachtete Sanitärarmatur kann auch als Hybrid-Armatur bezeichnet werden. Bei der Sanitärarmatur handelt es sich insbesondere um eine Thermostatmischarmatur, die als Waschbeckenarmatur, Duscharmatur oder Badewannenarmatur einsetzbar ist, wobei die Thermostatmischarmatur hier mit einer sensorgesteuerten Armatur kombiniert ist. Die Sanitärarmatur weist in der Regel mindestens einen Auslass auf, wobei durch den Auslass ein Wasserstrahl abgegeben werden kann.
Die Sanitärarmatur hat mindestens ein manuelles Stellglied. Das Stellglied kann in der Art eines Stellhebels bzw. Mischhebels gebildet sein. Dies ist jedoch nicht zwingend, weil das Stellglied auch mittels eines drehbaren Ventilverschlusses, eines Drehknopfes oder dergleichen gebildet sein kann. Wenn das Stellglied in der Art eines (einzelnen) Stellhebels gebildet ist, so kann eine Wasserstrahlmenge bzw. ein Wasserstrahldurchfluss in Abhängigkeit eines ersten Stellwinkels des Stellhebels vorgebbar sein. Hierbei kann eine Wasserstrahltemperatur in Abhängigkeit eines zweiten Stellwinkels des Stellhebels einstellbar sein. Der erste Stellwinkel kann mittels einer Kippbewegung und der zweite Stellwinkel mittels einer Drehbewegung eingestellt bzw. verändert werden. Ein Einstellen mittels des Stellglieds wird hier als manuelles Einstellen bezeichnet.
Zudem hat die Sanitärarmatur eine Sensoranordnung. Die Sensoranordnung ist insbesondere in einem Bereich der Sanitärarmatur unterhalb des Stellglieds angeordnet. Dadurch kann mittels der Sensoranordnung ein Objekt erkannt werden, das sich unterhalb eines Auslasses der Sanitärarmatur befindet. Eine Anordnung der Sensoranordnung ist alternativ oder kumulativ in einem Bereich neben dem Stellglied und/oder oberhalb des Stellglieds möglich. Bevorzugt hat die Sensoranordnung zumindest mindestens einen optischen Sensor, mindestens einen akustischen Sensor, insbesondere einen Ultraschall-Sensor, oder dergleichen. Ein (optischer) Sensor wandelt (optische) Informationen, insbesondere Licht, in elektronisch verwertbare Signale. Ein optischer Sensor ist hier insbesondere ein Infrarotsensor, eine Kamera, ein Bildsensor, eine Lichtschranke oder dergleichen. Der optische Sensor kann insbesondere sichtbares Licht und/oder Infrarotstrahlung und/oder ultraviolettes Licht erfassen. Bevorzugt hat der (optische) Sensor einen (Licht-) Sender und einen (Licht-) Empfänger. Bevorzugt ist der optische Sensor ein Zeilensensor, besonders bevorzugt mit einer Auflösung von 128x1 Pixel. Der optische Sensor kann in der Art einer Matrix von einzelnen Dioden gebildet sein, wobei dieser bevorzugt eine Auflösung von 300x300 Pixeln, weiter bevorzugt von 300x200 Pixeln und besonders bevorzugt von 128x128 Pixeln hat. Weiter bevorzugt hat die Sensoranordnung mindestens eine Steuereinheit. Eine solche Steuereinheit kann in der Form einer Mikrokontrolleinheit oder dergleichen ausgeführt sein.
Unter einer sensorgesteuerten Einstellung ist hier insbesondere eine Einstellung mittels der Sensoranordnung durch mindestens ein Sensorsignal verstanden. Aufgrund der sensorgesteuerten Einstellung gibt die Sanitärarmatur einen Wasserstrahl mit vordefinierter Wassermenge bzw. mit vordefiniertem Wasserstrahldurchfluss und einer vorgegebenen Wasserstrahltemperatur ab. Mittels der Sensoranordnung kann ein berührungsloses Bedienen der Sanitärarmatur erfolgen.
Die Sanitärarmatur kann einen Wasserkreislauf oder mehrere Wasserkreisläufe haben. Bevorzugt hat die Sanitärarmatur einen manuellen Wasserkreislauf und einen sensorgesteuerten Wasserkreislauf. Die Wasserkreisläufe können hier unabhängig voneinander genutzt werden. Zumindest der sensorgesteuerte Wasserkreislauf kann mittels eines Magnetventils geöffnet bzw. geschlossen werden. Hierzu kann das Magnetventil ein Signal der Sensoranordnung empfangen. Die Wasserkreisläufe können abhängig oder unabhängig voneinander mittels mindestens eines Magnetventils, mindestens eines elektrischen Ventils und/oder mindestens eines mechanischen Ventils geöffnet bzw. geschlossen werden.
Die Sensoranordnung überwacht einen externen Erfassungsbereich. Der externe Erfassungsbereich betrifft hier insbesondere einen Bereich unterhalb eines Auslasses der Sanitärarmatur. Der externe Erfassungsbereich, ist ein Bereich außerhalb eines Gehäuses der Sanitärarmatur, der in einem Messbereich der Sensoranordnung liegt. Der Messbereich der Sensoranordnung kann sich auf einen Bereich neben dem Auslass und/oder oberhalb des Auslasses erstrecken. Der Erfassungsbereich hat eine Erfassungsbereichslänge und eine Erfassungsbereichsbreite. Insbesondere hat der Erfassungsbereich auch eine Erfassungsbereichstiefe. Eine Länge ist als eine Ausbreitung in Längsrichtung verstanden und eine Breite ist als Ausbreitung quer zu der Längsrichtung verstanden. Die Tiefe ist als eine Ausbreitung quer zu der Länge und quer zu der Breite zu verstehen. Der externe Erfassungsbereich kann somit auch als (dreidimensionaler) Raum vor und/oder um die Sanitärarmatur herum ausgebildet sein, der in dem Messbereich der Sensoranordnung liegt. Die Längsrichtung ist hier auf eine vertikal verlaufende Achse bezogen. Die Längsrichtung ist zudem in der Fig. 1 zu erkennen.
Die Sensoranordnung ist dazu eingerichtet, das Vorhandensein eines Objekts in dem Erfassungsbereich zu erkennen. Wenn die Sensoranordnung mindestens einen Sender und mindestens einen Empfänger umfasst, so kann das Vorhandensein eines Objekts dadurch erkannt werden, dass ein mittels des Senders emittiertes Signal, insbesondere Licht oder Schall, von dem Objekt reflektiert wird und mittels des Empfängers erkannt wird. Mittels einer Laufzeitmessung oder dergleichen kann daher ein Objektabstand zwischen der Sensoranordnung und dem Objekt gemessen werden.
Die Sensoranordnung kann zusätzlich und/oder anstelle einer Abstandsmessung auch dazu eingerichtet sein, eine Objektbreite zu messen bzw. zu erkennen. Hierzu kann ein Zeilensensor horizontal ausgerichtet sein oder es können mehrere Sensoren der Sensoranordnung horizontal nebeneinander angeordnet sein. Hierbei können auch Randbereiche neben einem Wasserstrahl erfasst werden.
Die Sensoranordnung kann dazu eingerichtet sein, ein zuerst erkanntes Objekt auszuwerten und zu unterscheiden, ob das zuerst erkannte Objekt ein Wasserstrahl oder ein anderes Objekt ist. Mit dem Hinweis auf das "zuerst erkannte" Objekt soll zum Ausdruck gebracht werden, dass eine Entscheidung über die Art des Objekts in einem (gewählt kurzen) Zeitraum nach der Auslösung erfolgen soll - wenn also tatsächlich zunächst mechanisch der Wasserstrahl in Gang gesetzt wird und anschließend die Hände im Wasserstrahl gewaschen werden, soll nur das "zuerst erkannte" Objekt (hier der Wasserstrahl) maßgeblich sein.
Die Sensoranordnung kann eine Steuereinheit haben. Es ist jedoch nicht zwingend, dass die Steuereinheit in die Sensoranordnung integriert ist. Vielmehr kann die Steuereinheit auch an einer anderen Stelle der Sanitärarmatur vorgesehen sein und zum Auswerten des zuerst erkannten Objekts und zum Unterscheiden, ob das zuerst erkannte Objekt ein Wasserstrahl oder ein anderes Objekt ist, eingerichtet sein. Bei der Auswertung des erkannten Objekts kommt es hier in besonderer Weise darauf an, welches Objekt zuerst erkannt wurde.
Unter einem "anderen Objekt" wird hier ein Gegenstand verstanden, das kein Wasserstrahl ist und insbesondere nicht die äußere Geometrie eines Wasserstrahls hat. Das "andere Objekt" kann zum Beispiel eine Zahnbürste, ein Becher, eine Hand, ein Arm, ein Kopf einer Person oder dergleichen sein.
Ein Wasserstrahl in dem Erfassungsbereich wird insbesondere dann erkannt, wenn ein mittels der Sensoranordnung ermittelter Objektabstand bzw. eine mittels der Sensoranordnung ermittelte Objektbreite in einem vordefinierten Wasserstrahlbereich liegt. Ein anderes Objekt in dem Erfassungsbereich wird insbesondere dann erkannt, wenn ein mittels der Sensoranordnung ermittelte Objektabstand bzw. eine mittels der Sensoranordnung ermittelte Objektbreite außerhalb eines vordefinierten Wasserstrahlbereichs liegt. Der vordefinierte Wasserstrahlbereich ist hier zwischen einem minimalen Wasserstrahlabstand und einem maximalen Wasserstrahlabstand und/oder zwischen einer minimalen Wasserstrahlbreite und einer maximalen Wasserstrahlbreite definiert. Der Wasserstrahl strömt in einer Strömungsrichtung aus der Sanitärarmatur aus. Der Wasserstrahlabstand kann in Längsrichtung betrachtet je nach Ausrichtung der Strömungsrichtung, im Verhältnis zur Ausrichtung der Sensoranordnung, variieren. Die Sensoranordnung ist bevorzugt dazu eingerichtet, eine abweichende Ausrichtung zur Strömungsrichtung zu berücksichtigen.
Wenn im Erfassungsbereich zuerst das andere Objekt erkannt wurde, so erfolgt (zunächst bzw. nur) ein sensorgesteuertes Einstellen des vorgegebenen Wasserstrahldurchflusses und der vorgegebenen Wasserstrahltemperatur. Hierbei wird insbesondere ein sensorgesteuerter Wasserkreislauf geöffnet. Wenn im Erfassungsbereich zuerst ein Wasserstrahl erkannt wurde, so wird die sensorgesteuerte Einstellung unterbunden. Hierbei bleibt insbesondere ein sensorgesteuerter Wasserkreislauf geschlossen. Solange die sensorgesteuerte Einstellung unterbunden ist, erfolgt kein sensorgesteuertes Einstellen des vorgegebenen Wasserstrahldurchflusses und der vorgegebenen Wasserstrahltemperatur. In der Regel wird dann zuerst ein Wasserstrahl erkannt, wenn die Sanitärarmatur mittels des Stellglieds manuell betätigt wird. In diesem Fall ist ein sensorgesteuertes Einstellen der vorgegebenen Wasserstrahltemperatur und des vorgegebenen Wasserstrahldurchflusses unerwünscht.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die vorgegebene Wasserstrahlmenge und die vorgegebene Wasserstrahltemperatur unterbrochen werden, wenn das andere Objekt nicht mehr in dem Erfassungsbereich erkannt wird und zuvor in Schritt c) ausgewertet wurde, dass zuerst das andere Objekt erkannt wurde. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass ein sensorgesteuertes Einstellen wieder beendet wird, wenn das andere Objekt sich nicht mehr im Erfassungsbereich befindet. Somit ist insbesondere ein möglichst wasserschonender Betrieb der Sanitärarmatur möglich. Es ist jedoch auch möglich, dass das sensorgesteuerte Einstellen und damit die Abgabe des vorgegebenen Wasserstrahldurchflusses und der vorgegebenen Wasserstrahltemperatur nach Ablauf einer vorzugebenden Zeitspanne beendet werden. Eine entsprechende Zeitspanne kann bspw. 30 Sekunden oder bevorzugt 20 Sekunden betragen.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das andere Objekt zumindest eine Hand oder ein Objekt ist, das in Querrichtung betrachtet eine größere Ausbreitung hat als der Wasserstrahl. Die Ausbreitung des Wasserstrahls in Querrichtung betrifft hier den Wasserstrahldurchmesser. Die Querrichtung betrifft hier eine Richtung, die quer zur Längsrichtung orientiert ist. Die hier erfolgte Beschreibung des anderen Objekts ist dann vorteilhaft, wenn die Sensoranordnung dazu eingerichtet ist, eine Objektbreite zu messen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Auswerten in Schritt c) mittels einer Steuereinheit erfolgt. Die Steuereinheit kann hierbei in die Sensoranordnung integriert sein. Die Steuereinheit ist insbesondere so in die Sanitärarmatur integriert, dass diese das erläuterte Verfahren veranlassen und/oder überwachen kann.
Die beschriebene Funktionsweise der Sanitärarmatur wird insbesondere dadurch erreicht, dass die Sensoranordnung im externen Erfassungsbereich eine Objektüberprüfung und eine Objektbewertung durchführt. Die beschriebene Funktionsweise ist insbesondere auch aufgrund unabhängiger Armaturenkreisläufe der Sanitärarmatur möglich. Die hier beschriebene Objektüberprüfung und Objektbewertung erfolgt derart, dass wenn zuerst ein anderes Objekt, insbesondere eine Hand, im Erfassungsbereich detektiert wird, der sensorgesteuerte Wasserkreislauf, insbesondere mittels eines Magnetventils, geöffnet wird. Wird aber zuerst ein Wasserstrahl, ausgelöst über das manuelle Stellglied und erst danach eine Hand detektiert, so bleibt der sensorgesteuerte Wasserkreislauf geschlossen. In diesem Fall wird der Wasserstrahl ausschließlich über das manuelle Stellglied verstellt.
Die beschriebene Funktionsweise der Sanitärarmatur bietet in vorteilhafter Weise auch eine hohe Funktionssicherheit. Es wird ermöglicht, dass bereits ein minimaler austretender Wasserstrahl erkannt wird, der mittels bekannter mechanischer Messkomponenten noch nicht zu erfassen wäre. Dies wird aufgrund des optischen Erkennens der Erfindung ermöglicht.
Die Erfindung betrifft auch eine Sanitärarmatur, die zur Abgabe eines Wasserstrahls eingerichtet ist. Die Sanitärarmatur hat mindestens ein manuelles Stellglied zur manuellen Einstellung zumindest eines Wasserstrahldurchflusses oder einer Wasserstrahltemperatur und eine Sensoranordnung, die zu einer sensorgesteuerten Einstellung eines vorgegebenen Wasserstrahldurchflusses und einer vorgegebenen Wasserstrahltemperatur eingerichtet ist. Die Sensoranordnung ist dazu eingerichtet, das Vorhandensein eines Objekts in einem externen Erfassungsbereich zu erkennen. Zudem ist eine Steuereinheit vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, ein zuerst erkanntes Objekt auszuwerten und zu unterscheiden, ob das zuerst erkannte Objekt ein Wasserstrahl oder ein anderes Objekt ist.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit in die Sensoranordnung integriert ist.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens eingerichtet ist.
Nach einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Sensoranordnung mindestens einen optischen oder akustischen Sensor umfasst, der fluchtend zu dem Wasserstrahl angeordnet ist und wobei der Erfassungsbereich eine Erfassungsbereichsbreite hat, die größer ist als ein Wasserstrahldurchmesser. Eine solche Anordnung ist besonders vorteilhaft, wenn die Sensoranordnung dazu eingerichtet ist, eine Objektbreite zu messen bzw. zu erkennen. Eine solche Anordnung ermöglicht es, auch Randbereiche neben dem Wasserstrahl zu erfassen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass zumindest eine Erfassungsbereichslänge größer als eine Sensoranordnungslänge oder eine Erfassungsbereichsbreite größer als eine Sensoranordnungsbreite ist. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise ermöglicht, dass auch solche Objekte erkannt werden, die sich nicht direkt vor der Sensoranordnung befinden. Somit kann bspw. auch eine Hand erkannt werden, die sich in einem Waschbecken befindet und in Längsrichtung betrachtet nicht auf einer Höhe mit der Sensoranordnung liegt. Eine solche Erkennung bzw. Erfassung kann dadurch ermöglicht werden, dass bspw. bei einem optischen Sensor Licht in verschiedene Richtungen bzw. über einen horizontalen und/oder einen vertikalen Winkelbereich abgegeben wird bzw. wieder empfangen wird.
Nach einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass kein mechanischer Sensor zur Erfassung eines Stellausschlags des Stellglieds vorgesehen ist. Wenn es auch möglich ist, die vorliegende Erfindung in eine bekannte Hybrid-Armatur nachzurüsten, so ist es doch bevorzugt, dass auf eine zusätzliche mechanische Messkomponente bzw. einen mechanischen Sensor und der damit einher gehenden Analyse des Zustands des Stellglieds zur Einrichtung des Betriebs verzichtet wird. Wenn auf einen mechanischen Sensor verzichtet wird, kann ein erheblich geringerer Verschleiß der Sanitärarmatur erreicht werden.
Die vorstehend im Zusammenhang mit dem Verfahren erörterten Details, Merkmale und vorteilhafte Ausgestaltungen können entsprechend auch bei der hier vorgestellten Sanitärarmatur auftreten. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung des Verfahrens vollumfänglich Bezug genommen.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Die Figuren zeigen Details, die die Erfindung nicht beschränken sollen. Insbesondere ist nicht anzunehmen, dass alle Details einer Figur separat nur in der dargestellten Weise ausgeprägt sein müssen oder nur in der dargestellten Kombination miteinander auftreten können. Sollte eine solche Situation vorliegen, wird hier explizit darauf hingewiesen. Es zeigen schematisch:

Fig. 1:: eine prinzipielle Darstellung des Verfahrens zum Betrieb einer Sanitärarmatur,
Fig. 2:: ein erstes manuelles Einstellen eines Wasserdurchflusses,
Fig. 3:: ein zweites manuelles Einstellen eines Wasserdurchflusses,
Fig. 4:: ein sensorgesteuertes Einstellen eines vorgegebenen Wasserdurchflusses,
Fig. 5:: ein Erkennen des Vorhandenseins eines Objekts.

Fig. 1 zeigt eine schematische und prinzipielle Darstellung des Verfahrens zum Betrieb einer Sanitärarmatur. Das Verfahren beginnt hier in Schritt a) mit dem Überwachen eines externen Erfassungsbereichs mittels der Sensoranordnung. Ist ein Objekt in dem Erfassungsbereich vorhanden, so folgt in Schritt b) das Erkennen des Vorhandenseins eines Objekts in dem Erfassungsbereich mittels der Sensoranordnung. Darauf folgen in Schritt c) ein Auswerten des zuerst erkannten Objekts und ein Unterscheiden, ob das zuerst erkannte Objekt ein Wasserstrahl oder ein anderes Objekt ist. Das Verfahren kann beispielhaft mittels einer Mikrokontrolleinheit durchgeführt werden. Die Mikrokontrolleinheit hat hier auch eine Speichereinheit. In der Speichereinheit können Zustandsgrößen hinterlegt werden. In Schritt c) wird hier eine Objektzustandsgröße 17 hinterlegt. Die Objektzustandsgröße 17 kann drei Werte bzw. drei Zustände annehmen. Der erste Zustand wird hier als "Wasserstrahl" bezeichnet und wird dann hinterlegt, wenn in Schritt c) ermittelt wurde, dass das zuerst erkannte Objekt ein Wasserstrahl ist. Der zweite Zustand der Objektzustandsgröße 17 wird hier als "anderes Objekt" bezeichnet und wird dann hinterlegt, wenn in Schritt c) ermittelt wurde, dass das zuerst erkannte Objekt ein anderes Objekt ist. Wird weder der erste Zustand noch der zweite Zustand erkannt bzw. nicht mehr erkannt, so wird hier beispielhaft "Null" als dritter Zustand hinterlegt.
Auf den Schritt c) folgt hier eine Wenn-Dann-Entscheidung. Wenn die hinterlegte Objektzustandsgröße 17 der Zustand "anderes Objekt" ist, dann folgt in Schritt d) ein sensorgesteuertes Einstellen des vorgegebenen Wasserstrahldurchflusses und der vorgegebenen Wasserstrahltemperatur. In diesem Fall wird das Verfahren in einem sensorgesteuerten Kreislauf 16 fortgeführt. Lautet der in Schritt c) hinterlegt Zustand jedoch "Wasserstrahl", so wird das Verfahren in einem manuellen Kreislauf 15 fortgeführt. Beispielhaft folgt im sensorgesteuerten Kreislauf 16 auf den Schritt d) ein Schritt e), in dem ein weiteres Überwachen, Erkennen und Auswerten durchgeführt wird. Hier wird erneut die Objektzustandsgröße 17 hinterlegt. Auf den Schritt e) folgt wiederum eine Wenn-Dann-Entscheidung. Lautet der nun hinterlegte Zustand immer noch "anderes Objekt", so erfolgt weiterhin das sensorgesteuerte Einstellen des vorgegebenen Wasserstrahldurchflusses und der vorgegebenen Wasserstrahltemperatur. Wenn jedoch der Zustand "Wasserstrahl" hinterlegt wurde, so wir in einem Schritt f) das sensorgesteuerte Einstellen unterbrochen. Nach dem Unterbrechen startet das Verfahren erneut bei Schritt a).
In Fig. 1 ist auch zu erkennen, dass das Verfahren in dem manuellen Kreislauf 15 weiterbetrieben wird, wenn in der ersten Wenn-Dann-Entscheidung die Objektzustandsgröße 17 den Zustand "Wasserstrahl" hat. In diesem Fall folgt hier beispielhaft in einem Schritt g) ein Überwachen, Erkennen und Auswerten, wobei auch hier die Objektzustandsgröße 17 hinterlegt wird. Es folgt auch hier eine Wenn-Dann-Entscheidung, wobei Schritt g) weiter ausgeführt wird, wenn die Objektzustandsgröße 17 den Zustand "anderes Objekt" oder "Wasserstrahl" hat. Wenn die Objektzustandsgröße 17 jedoch den Zustand "Null" hat, so beginnt das Verfahren erneut bei Schritt a).
In Fig. 2 ist ein erstes manuelles Einstellen eines Wasserstrahldurchflusses 18 einer Sanitärarmatur 1 gezeigt. Die Sanitärarmatur 1 hat ein Stellglied 2 und eine Sensoranordnung 3. Die Sensoranordnung 3 ist beispielhaft mit einem optischen Sensor 13 ausgeführt. Die Sanitärarmatur 1 hat einen Auslass 24, aus dem Wasserstrahl 4 austritt. Das Stellglied 2 ist hier in der Art eines Stellhebels gebildet. Das Stellglied 2 ist in der Art einer Kippbewegung nach oben ausgelenkt und befindet sich in einer minimalen Öffnungsstellung. In dieser minimalen Öffnungsstellung ist ein minimaler erster Stellwinkel 20 erkennbar. Somit gibt die Sanitärarmatur 1 einen minimalen Wasserstrahl 4 mit einem minimalen Wasserstrahldurchfluss 18 ab. Der Wasserstrahl 4 hat hierbei eine Strömungsrichtung 19. Bereits dieser minimale Wasserstrahldurchfluss 18 bzw. der minimale Wasserstrahl 4 wird mittels der Sensoranordnung 3 erkannt.
In Fig. 2 ist zudem eine Längsrichtung 21 eingetragen, eine Querrichtung zeigt hier in die Zeichenebene hinein. In der Querrichtung betrachtet ist die Sensoranordnung 3 fluchtend zu dem Wasserstrahl 4 angeordnet, so dass sie den Wasserstrahl 4 erkennen kann.
In Fig. 3 ist ein zweites manuelles Einstellen eines Wasserstrahldurchflusses 18 einer Sanitärarmatur 1 gezeigt. Die Sanitärarmatur 1 hat ein Stellglied 2 und eine Sensoranordnung 3. Die Sensoranordnung 3 hat eine Sensoranordnungslänge 10. Die Sanitärarmatur 1 gibt einen maximalen Wasserstrahl 4 mit einem maximalen Wasserstrahldurchfluss 18 ab. Hierzu befindet sich das Stellglied 2 in einer maximalen Öffnungsstellung. Die maximale Öffnungsstellung ist mittels des maximalen ersten Stellwinkels 20 dargestellt.
Aus der Darstellung nach Fig. 3 ergibt sich, dass die Sensoranordnung 3 derart eingerichtet ist, dass sie einen Objektabstand 22 misst bzw. ermittelt bzw. erfasst. Der Objektabstand 22 liegt hier in einem vorbestimmten Wasserstrahlbereich, der dem Vorhandensein eines Wasserstrahls 4 zugeordnet ist. Misst die Sensoranordnung 3 einen Objektabstand 22 in diesem vordefinierten Wasserstrahlbereich, so wird das Vorhandensein eines Wasserstrahls 4 erkannt. In Fig. 3 ist der Objektabstand 22 gleich einem Wasserstrahlabstand 23.
In Fig. 4 ist ein sensorgesteuertes Einstellen eines vorgegebenen Wasserstrahldurchflusses 18 einer Sanitärarmatur 1 gezeigt. Es ist zu erkennen, dass das Stellglied 2 sich in einer geschlossenen Stellung befindet. Ein anderes Objekt 6, nämlich eine Hand 8, befindet sich in einem Erfassungsbereich 5 der Sensoranordnung 3. Die Sensoranordnung 3 ist hier mit einem optischen Sensor 13 gebildet. Beispielhaft ist in die Sensoranordnung 3 eine Steuereinheit 7 integriert. Hier wurde zuerst das andere Objekt 6 bzw. die Hand 8 mittels der Sensoranordnung 3 erkannt. Das andere Objekt 6 wurde dadurch erkannt, dass ein gemessener Objektabstand 22 kleiner ist als ein minimaler Wasserstrahlabstand 23 eines vordefinierten Wasserstrahlbereichs. Somit liegt der gemessene Objektabstand 22 außerhalb des vordefinierten Wasserstrahlbereichs. Weil hier zuerst ein anderes Objekt 6 erkannt wurde, erfolgt ein sensorgesteuertes Einstellen des vorgegebenen Wasserstrahldurchflusses 18. Der Wasserstrahl 4 hat hierbei auch eine vorgegebene Wasserstrahltemperatur, die hier nicht dargestellt ist. Der optische Sensor 13 der Sensoranordnung 3 ist hier in Längsrichtung 21 bzw. vertikal und in Querrichtung betrachtet fluchtend zum Wasserstrahl 4 ausgerichtet. Die Sensoranordnung 3 überwacht somit eine Erfassungsbereichslänge 9 des Erfassungsbereichs 5.
In Fig. 5 ist eine Sensoranordnung 3 gezeigt, die mit einem optischen Sensor 13 gebildet ist. Der Blick ist hier von oben auf eine Sensoranordnung 3 gerichtet. In Fig. 5 ist zur Orientierung eine Querrichtung 25 eingetragen, wobei eine Längsrichtung hier in die Zeichenebene hineinragt. Demzufolge ist die Sensoranordnung 3 in Querrichtung 25 bzw. horizontal ausgerichtet. Die Sensoranordnung 3 bzw. der optische Sensor 13 erfasst somit eine Erfassungsbereichsbreite 11 eines Erfassungsbereichs 5. Im oberen Teil der Fig. 5 ist kein Objekt vorhanden, weshalb hier kein Objekt mittels der Sensoranordnung 3 erkannt wird. Im unteren Teil der Fig. 5 ist im Querschnitt ein Wasserstrahl 4 mit einem Wasserstrahldurchmesser 14 im Erfassungsbereich 5 zu erkennen. Mittels der horizontal ausgerichteten Sensoranordnung 3 können auch Randbereiche neben dem Wasserstrahl 4 erfasst werden.
Die Sensoranordnung 3 erkennt hier das Vorhandensein eines Objekts, nämlich das Vorhandensein des Wasserstrahls 4. Es wird erkannt, dass es sich um einen Wasserstrahl 4 handelt, weil ein gemessener Objektabstand 22 in einem vordefinierten Wasserstrahlbereich liegt. Somit entspricht hier der gemessene Objektabstand 22 einem Wasserstrahlabstand 23.
Mittels der horizontal ausgerichteten Sensoranordnung 3 der Fig. 5 kann auch eine Objektbreite 26 gemessen werden. Hierzu ist die Sensoranordnung 3 beispielhaft mit mehreren in Querrichtung nebeneinander angeordneten optischen Sensoren 13 gebildet. Es wird hier auch ein Wasserstrahls 4 erkannt, weil die gemessene Objektbreite 26 in einem vordefinierten Wasserstrahlbereich liegt. Die gemessene Objektbreite 26 entspricht hier dem Wasserstrahldurchmesser 14.
Damit wird ein Verfahren zum Betrieb einer Sanitärarmatur und eine Sanitärarmatur aufgezeigt, wobei hier eine günstige Herstellung, eine Verwendung von Standardkomponenten und ein geringer Verschleiß ermöglicht werden. Zudem ist eine hohe Funktionssicherheit gewährleistet, da mittels der Sensoranordnung bereits ein minimaler Wasserstrahl erfassbar ist.

Bezugszeichenliste

1: Sanitärarmatur
2: Stellglied
3: Sensoranordnung
4: Wasserstrahl
5: Erfassungsbereich
6: anderes Objekt
7: Steuereinheit
8: Hand
9: Erfassungsbereichslänge
10: Sensoranordnungslänge
11: Erfassungsbereichsbreite
12: Sensoranordnungsbreite
13: optischer Sensor
14: Wasserstrahldurchmesser
15: Manueller Kreislauf
16: Sensorgesteuerter Kreislauf
17: Objektszustandsgröße
18: Wasserstrahldurchfluss
19: Strömungsrichtung
20: erster Stellwinkel
21: Längsrichtung
22: Objektabstand
23: Wasserstrahlabstand
24: Auslass
25: Querrichtung
26: Objektbreite

Claims

Verfahren zum Betrieb einer Sanitärarmatur (1), die zur Abgabe eines Wasserstrahls (4) eingerichtet ist, mit mindestens einem manuellen Stellglied (2) zur manuellen Einstellung zumindest eines Wasserstrahldurchflusses oder einer Wasserstrahltemperatur und einer Sensoranordnung (3), die zu einer sensorgesteuerten Einstellung eines vorgegebenen Wasserstrahldurchflusses und einer vorgegebenen Wasserstrahltemperatur des Wasserstrahls (4) eingerichtet ist, wobei die Sanitärmatur (1) aufgrund der sensorgesteuerten Einstellung den Wasserstrahl (4) mit vordefiniertem Wasserstrahldurchfluss und vorgegebener Wasserstrahltemperatur abgibt, und wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst:
a) Überwachen eines externen Erfassungsbereichs (5) mittels der Sensoranordnung (3),

b) Erkennen des Vorhandenseins eines Objekts in dem Erfassungsbereich (5) mittels der Sensoranordnung (3),

c) Auswerten des zuerst erkannten Objekts und Unterscheiden, ob das zuerst erkannte Objekt ein Wasserstahl (4) oder ein anderes Objekt (6) ist,

d) Sensorgesteuertes Einstellen des vorgegebenen Wasserstrahldurchflusses und der vorgegebenen Wasserstrahltemperatur, wenn im Erfassungsbereich (5) zuerst das andere Objekt (6) erkannt wurde, wobei die sensorgesteuerte Einstellung unterbunden wird, wenn in dem Erfassungsbereich (5) zuerst ein Wasserstrahl (4) und erst anschließend das andere Objekt (6) erkannt wurde.
Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei der vorgegebene Wasserstrahldurchfluss und die vorgegebene Wasserstrahltemperatur unterbrochen werden, wenn das andere Objekt (6) nicht mehr in dem Erfassungsbereich (5) erkannt wird und zuvor in Schritt c) ausgewertet wurde, dass zuerst das andere Objekt (6) erkannt wurde.
Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei das andere Objekt (6) zumindest eine Hand (8) oder ein Objekt ist, das in Querrichtung betrachtet eine größere Ausbreitung hat als der Wasserstrahl (4).
Verfahren nach einer der Patentansprüche 1 bis 3, wobei das Auswerten in Schritt c) mittels einer Steuereinheit (7) erfolgt.
Sanitärarmatur (1), die zur Abgabe eines Wasserstrahls (4) eingerichtet ist, mit mindestens einem manuellen Stellglied (2) zur manuellen Einstellung zumindest eines Wasserstrahldurchflusses oder einer Wasserstrahltemperatur und einer Sensoranordnung (3), die zu einer sensorgesteuerten Einstellung eines vorgegebenen Wasserstrahldurchflusses und einer vorgegebenen Wasserstrahltemperatur des Wasserstrahls (4) eingerichtet ist, wobei die Sanitärmatur (1) aufgrund der sensorgesteuerten Einstellung den Wasserstrahl (4) mit vordefiniertem Wasserstrahldurchfluss und vorgegebener Wasserstrahltemperatur abgibt, und wobei die Sensoranordnung (3) dazu eingerichtet ist, das Vorhandensein eines Objekts in einem externen Erfassungsbereich (5) zu erkennen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (7) vorgesehen ist, die dazu eingerichtet ist ein zuerst erkanntes Objekt auszuwerten und zu unterscheiden, ob das zuerst erkannte Objekt ein Wasserstrahl (4) oder ein anderes Objekt (6) ist.
Sanitärarmatur nach Patentanspruch 5, wobei die Steuereinheit (7) in die Sensoranordnung (3) integriert ist.
Sanitärarmatur nach einem der Patentansprüche 5 bis 6, wobei die Steuereinheit (7) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Patentansprüche 1 bis 3 eingerichtet ist.
Sanitärarmatur nach einem der Patentansprüche 5 bis 7, wobei die Sensoranordnung (3) mindestens einen optischen Sensor (13) umfasst, der fluchtend zu dem Wasserstrahl (4) angeordnet ist und wobei der Erfassungsbereich (5) eine Erfassungsbereichsbreite (11) hat, die größer ist als ein Wasserstrahldurchmesser (14).
Sanitärarmatur nach einem der Patentansprüche 5 bis 8, wobei kein mechanischer Sensor zur Erfassung eines Stellausschlags des Stellglieds (2) vorgesehen ist.