EP3486382B1

EP3486382B1 - Betätigungsvorrichtung für eine sanitärarmatur

Info

Publication number: EP3486382B1
Application number: EP17201866.5A
Authority: EP
Inventors: Peter Schmid; Pascal BRÄNDLI; René Elsener; Stephan Müller; Samuel Schüller; Tobias PLÜSS
Original assignee: Geberit International AG
Current assignee: Geberit International AG
Priority date: 2017-11-15
Filing date: 2017-11-15
Publication date: 2020-07-15
Anticipated expiration: 2037-11-15
Also published as: US10697163B2; US20190145087A1; CN109778962A; CN109778962B; EP3486382A1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung mit Benutzererkennung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

STAND DER TECHNIK

Aus dem Stand der Technik sind Betätigungsplatten zur Benutzererkennung bekannt geworden. Beispielsweise offenbart die EP 3 031 989 eine derartige Betätigungsplatte, wobei Sensoren in einem Gehäuse angeordnet sind.
Die EP 2 497 868 offenbart eine weitere Vorrichtung zur elektrischen Auslösung einer Wasserabgabe, wobei die Sensoren über bestimmte Flächenbereiche in der Frontseite den Raum vor der Vorrichtung überwachen.
Der Praxiseinsatz von derartigen Betätigungsplatten hat zudem gezeigt, dass die Funktionssicherweit wesentlich von der Einbausituation abhängig sein kann. Zudem kommt es oft zu Fehlbetätigungen, weil Personen detektiert werden, welche lediglich an der Vorrichtung vorbei gehen und nicht an einer Auslösung interessiert sind.
Aus der WO 2016/040986 und der EP 1 602 788 sind Sanitärartikel bekannt geworden, welche unterschiedliche Konzepte von einer Benutzererfassung zeigen.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungsvorrichtung mit Benutzererkennung zum Zwecke der Auslösung einer Funktion anzugeben, welche die Nachteile des Standes der Technik überwindet. Eine besonders bevorzugte Aufgabe ist es, eine Betätigungsvorrichtung anzugeben, welche eine zuverlässigere Benutzerkennung erlaubt.
Diese Aufgabe löst der Gegenstand vom Anspruch 1. Demgemäss dient eine Betätigungsvorrichtung für eine Sanitärarmatur zum Zweck der Auslösung einer Funktion. Die Funktion kann beispielsweise das Auslösen einer Spülung oder das Anschalten einer Beleuchtung oder das Aufstarten bzw. Betätigen einer Unterdusche oder das Öffnen eines Wasserventils in einer Auslaufarmatur oder eine beliebige andere Funktion sein. Die besagte Betätigungsvorrichtung umfasst ein Gehäuse mit einer Frontseite und einer Rückseite sowie einen Erfassungssensor mit einem Sender und einem Empfänger zur Erfassung eines Benutzers. Der Erfassungssensor sendet elektromagnetische Wellen über den Sender aus und empfängt über den Empfänger die vom Benutzer reflektieren elektromagnetischen Wellen. Der Erfassungssensor ist in einer Kavität des Gehäuses angeordnet, wobei die Kavität in Richtung der besagten elektromagnetischen Wellen einen Durchstrahlbereich aufweist, der für die besagten elektromagnetischen Wellen transparent bzw. durchlässig ist. Das heisst, die elektromagnetischen Wellen treten über den Durchstrahlbereich aus der Kavität aus und wieder ein. Das Gehäuse weist eine Seitenfläche auf, die sich in Richtung der Flächennormalen auf die Frontseite mindestens teilweise zwischen Frontseite und Rückseite erstreckt, wobei der Durchstrahlbereich im Bereich der Seitenfläche bzw. in der Seitenfläche angeordnet ist.
Mit anderen Worten gesagt, liegt der Durchstrahlbereich im Wesentlichen derart, dass die elektromagnetischen Wellen über die Seitenflächen des Gehäuses austreten.
Dies hat den Vorteil, dass der zu erfassende Bereich nicht ein Bereich vor der Frontseite ist, sondern einen anderen Bereich, nämlich einen Bereich seitlich, insbesondere unterhalb der Betätigungsvorrichtung, wodurch Fehlbetätigungen vermieden werden können.
Die elektromagnetischen Wellen treten vorzugsweise in Richtung einer Hauptrichtung durch den Durchstrahlbereich hindurch. Unter der Ausdrucksweise "Hauptrichtung" wird im vorliegenden Fall eine Richtung verstanden, in welche sich die elektromagnetischen Wellen kurz nach dem Senden von der Senderantenne fortbewegen und in welche die elektromagnetischen Wellen den Durchstrahlbereich passieren. Nach dem Passieren des Durchstrahlbereiches breiten sich die elektromagnetischen Wellen basierend auf den lokalen Gegebenheiten und der Antennencharakteristik fort. Wie untenstehend erläutert können sich die elektromagnetischen Wellen zirkular polarisierend fortbewegen, wobei die Hauptachse dann im Wesentlichen als Achse, um welche sich die elektromagnetischen Wellen herum rotieren, verstanden wird.
Bezüglich einer rechtwinklig auf die Frontfläche gerichteten Flächennormalen verläuft die Hauptrichtung der elektromagnetischen Wellen im Wesentlichen senkrecht zur Flächennormalen.
Unter der Ausdrucksweise "Betätigungsvorrichtung" wird insbesondere eine Betätigungsplatte für die Auslösung einer Spülung an einer Toilette oder einem Urinal, oder eine Platte einer Auslaufarmatur oder ein Gehäuse für ein Dusch-WC oder eine andere sanitäre Vorrichtung verstanden.
Typischerweise ist in der Einbaulage gesehen die Seitenfläche mit dem Durchstrahlbereich im Wesentlichen in der Vertikalen oder der Horizontalen orientiert. Vorzugsweise gehen die elektromagnetischen Wellen im Wesentlichen nach bezüglich des Gehäuses unten oder nach oben hin weg.
Der Durchstrahlbereich kann als Durchbruch im Gehäuse ausgebildet sein oder er kann aus einem für die elektromagnetischen Wellen transparent bzw. durchlässig ausgebildeten Material sein. Es ist auch denkbar, dass der Durchstrahlbereich teilweise als Durchbruch in der Kavität bzw. im Gehäuse ausgebildet ist und teilweise aus einem für die elektromagnetischen Wellen transparent ausgebildeten Material ist.
Unter der Ausdrucksweise "transparent" oder "durchlässig" im Zusammenhang mit dem Durchstrahlbereich wird verstanden, dass die ausgesendeten und die empfangenden elektromagnetischen Wellen des Erfassungssensors durch den Durchstrahlbereich hindurchtreten können. Der Durchstrahlbereich behindert diese elektromagnetischen Wellen in ihrer Ausbreitung nicht.
Das Gehäuse ist derart ausgebildet, dass dieses mit einem Spalt zu einer bauseitig vorgegebenen Montageebene montierbar ist, welcher Spalt derart zum besagten Durchstrahlbereich liegt, dass die elektromagnetischen Wellen durch den Spalt geführt werden. Es werden die gesendeten und die zu empfangenden elektromagnetischen Wellen sowohl durch den Durchstrahlbereich als auch durch den Spalt geführt. Die Anordnung hat den Vorteil, dass die Benutzer aufgrund der Anordnung des Durchstrahlbereichs und des Spaltes unabhängig von der Einbausituation erfasst werden können, weil die elektromagnetischen Wellen nicht durch Elemente, die mit der Montageebene in Kontakt stehen bzw. davon weg ragen, oder durch die Betätigungsvorrichtung selbst behindert werden, sondern zuverlässig ausgesandt und empfangen werden können. Das heisst, im eingebauten Zustand können keine Elemente der Montageebene die elektromagnetischen Wellen behindern. Insbesondere kann die Materialisierung der Montageebene und der hinter der Montageebene verbauten Element beliebig sein.
Unter der Ausdrucksweise "Spalt" wird eine Öffnung oder ein Durchbruch oder ein Zwischenraum verstanden. Typischerweise ist der Spalt offen, dass heisst ohne Materialfüllung ausgebildet. Er kann aber auch mit einer für die elektromagnetischen Wellen transparenten Materialfüllung versehen sein.
Vorzugsweise ist der Erfassungssensor ein Hochfrequenzsensor, dessen Frequenz im Bereich von 24 GHz bis 24.25 GHz oder bei 61 GHz oder bei 76 GHz ist. Andere Sensoren, wie optische oder kapazititve Sensoren können auch eingesetzt werden.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform ist dadurch charakterisiert, dass der Sender eine Senderantenne in der Form einer Patchantenne aufweist und/oder dass der Empfänger eine Empfängerantenne in der Form einer Patchantenne aufweist.
Unter einer "Patchantenne" wird eine Antenne verstanden, welche sich im Wesentlichen in einer Ebene erstreckt. Vorzugsweise ist die Ausdehnung der Patchantenne quer zur Hauptrichtung der elektromagnetischen Wellen im Wesentlichen als Rechteck, insbesondere als schlankes Rechteck, ausgebildet.
Unter der Ausdrucksweise "Hauptrichtung" wird im Zusammenhang mit der Patchantenne eine Richtung verstanden, in welche sich die elektromagnetischen Wellen kurz nach dem Senden von der Senderantenne fortbewegen. Dies ist typischerweise innerhalb der Kavität. Ausserhalb der Kavität und nach Passieren des Durchstrahlbereichs bzw. ggf. des Spaltes breiten sich die elektromagnetischen Wellen basierend auf den lokalen Gegebenheiten und der Antennencharakteristik fort.
Der Durchstrahlbereich weist dabei vorzugsweise eine Fläche auf, welche mindestens der Grösse der Patchantennen entspricht, oder welcher kleiner ist als die Grösse der Patchantennen. Gleiches kann für die lichte Weite des Spaltes gesagt werden.
Vorzugsweise ist die Patchantenne zirkular polarisiert, dass die elektromagnetischen Wellen bzw. das elektromagnetische Feld werden zirkular polarisiert, so dass die elektromagnetischen Wellen zirkular abstrahlen. Das zirkular polarisierte Feld hat den Vorteil, dass die elektromagnetischen Wellen auch einen Durchstrahlbereich bzw. einen Spalt durchdringen können, welcher der halben Wellenlänge entspricht, oder welcher kleiner als die halbe Wellenlänge ist.
Vorzugsweise liegen die besagten Patchantennen des Senders und diejenigen des Empfängers im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene.
Vorzugsweise ist die Kavität ausser im Durchstrahlbereich für die besagten elektromagnetischen Wellen nicht durchdringbar ausgebildet ist. Das heisst die besagten elektromagnetischen Wellen können ausschliesslich über den besagten Durchstrahlbereich austreten.
Nach einer ersten Variante ist die Kavität ausser im Durchstrahlbereich durch eine für die besagten elektromagnetischen Wellen nicht durchdringbare Beschichtung versehen, wobei die Beschichtung vorzugsweise eine elektrisch leitende, insbesondere eine metallische, Beschichtung ist. Durch die Beschichtung kann sichergestellt werden, dass die elektromagnetischen Wellen die Kavität ausschliesslich über den Durchstrahlbereich verlassen können.
Nach einer zweiten Variante ist die Wandung der Kavität ausser im Durchstrahlbereich durch ein für die besagten elektromagnetischen Wellen nicht durchdringbares Material ausgebildet.
Vorzugsweise sind der Durchstrahlbereich und der Spalt in der Hauptrichtung der besagten elektromagnetischen Wellen gesehen, im Wesentlichen deckungsgleich zueinander angeordnet. Das heisst, dass die Form sowie die Ausdehnung des Spaltes und des Durchstrahlbereichs im Wesentlichen gleich zueinander sind. Darüber hinaus, liegen Spalt und Durchstrahlbereich in Hauptrichtung gesehen im Wesentlichen übereinander. Es ist aber auch denkbar, dass entweder der Spalt oder der Durchstrahlbereich grösser ist als der Durchstrahlbereich oder der Spalt.
Das heisst die Hauptrichtung erstreckt sich im Bereich des Durchstrahlbereich und des Spaltes im Wesentlichen parallel zur Montagebene, wobei die elektromagnetischen Wellen im Wesentlichen in Hauptrichtung aus dem Spalt austreten und sich dann im Raum entsprechend weiter ausbreiten.
Vorzugsweise sind der Durchstrahlbereich und/oder der Spalt im Wesentlichen rechteckig und weisen jeweils eine Länge auf, die einem Vielfachen der Wellenlänge der vom Erfassungssensor gesendeten elektromagnetischen Wellen entspricht.
Vorzugsweise weist der Durchstrahlbereich und/oder der Spalt in einer ersten Ausführungsform eine Breite auf, welche der Wellenlänge der vom Erfassungssensor gesendeten elektromagnetischen Wellen entspricht.
In einer zweiten Ausführungsform weist der Durchstrahlbereich und/oder der Spalt eine Breite auf, welche der halben Wellenlänge der vom Erfassungssensor gesendeten elektromagnetischen Wellen entspricht. Hierdurch kann der Platzbedarf in der Betätigungsvorrichtung entsprechend optimiert werden. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, wenn die oben genannte Patchantenne, insbesondere mit der zirkularen Polarisation, eingesetzt wird.
In einer dritten Ausführungsform weist der Durchstrahlbereich und/oder der Spalt eine Breite auf, welche einem Mass kleiner als die halbe Wellenlänge der vom Erfassungssensor gesendeten elektromagnetischen Wellen entspricht. Hierdurch kann der Platzbedarf in der Betätigungsvorrichtung weiter optimiert werden. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, wenn die oben genannte Patchantenne, insbesondere mit der zirkularen Polarisation, eingesetzt wird.
Vorzugsweise weist das Gehäuse ein die Frontseite aufweisendes Frontelement und ein die Rückseite aufweisendes Rückelement aufweist, welche miteinander verbindbar sind. Insbesondere ist das Frontelement und das Rückelement miteinander über eine Rastverbindung oder eine andere mechanische Verbindung verbindbar. Es sind verschiedene Varianten bezüglich der Anordnung der Kavität denkbar:

die besagte Kavität ist mit dem Durchstrahlbereich am Frontelement angeordnet;
die besagte Kavität ist mit dem Durchstrahlbereich am Rückelement angeordnet;
die besagte Kavität ist mit dem Durchstrahlbereich am Frontelement und am Rückelement angeordnet.

Vorzugsweise weist das Frontelement Betätigungstasten zur Auslösung einer Spülung auf. Bei dieser Ausführungsform kann die Spülung manuell ausgelöst werden, während mit dem Erfassungssensor eine andere Funktion, wie beispielsweise das Anschalten eines Nachtlichtes oder der Auslösung eines Dusch-WC angesteuert werden kann.
In einer alternativen Ausführungsform ist die Betätigungsvorrichtung Teil einer Auslaufarmatur, welche weiter ein Auslaufrohr umfasst.
Vorzugsweise ist der Durchstrahlbereich aus Kunststoff, insbesondere aus einem Thermoplast, vorzugsweise mit einer relativen Permittivität bzw. einer dielektrischen Leitfähigkeit von ε_r zwischen 3 und 5. Diese Permittivität ist besonders vorteilhaft, wenn der Durchstahlbereich bzw. der Spalt eine Breite aufweist, welche der halben Wellenlänge entspricht oder welche kleiner als die halbe Wellenlänge ist, und wenn die oben genannte Patchantenne, insbesondere die zirkular polarisierte Patchantenne, eingesetzt wird.
Besonders bevorzugt ist das Gehäuse in Richtung der Flächennormalen auf die Frontseite betrachtet ein Rechteck oder ein Quadrat, wobei sich von der Frontseite in Richtung der Flächennormalen von der Kante des Rechtecks oder des Quadrats eine Seitenfläche erstreckt, wobei der Durchstrahlbereich bzw. der Spalt im Bereich der Seitenfläche angeordnet ist. Das heisst, die Hauptrichtung der elektromagnetischen Wellen verläuft im Wesentlichen senkrecht zur Flächennormalen. Gerade bei dieser Anordnung ist die oben beschriebene Breite vorteilhaft, weil dann die Ausdehnung der Seitenfläche kleiner gewählt werden kann.
Vorzugsweise ist die Ausdehnung der Seitenfläche in Richtung der Flächennormalen um ein Vielfaches kleiner als die Ausdehnung der Frontseite quer zur Flächennormalen.
Vorzugsweise weist die Betätigungsvorrichtung weiterhin mindestens eine Lichtquelle auf, deren Licht über den besagten Durchstrahlbereich bzw. den Spalt oder über einen separat vom Durchstrahlbereich angeordneten Durchtritt abgebbar ist.
Die Lichtquelle kann durch das vom Erfassungssensor bereitgestellte Signal gesteuert werden.
Besonders bevorzugt ist die Lichtquelle auf der gleichen Leiterplatte angeordnet wie der Erfassungssensor.
Eine Anordnung umfasst eine Betätigungsvorrichtung nach obiger Beschreibung sowie einen Sanitärartikel, wobei sowohl die Betätigungsvorrichtung als auch der Sanitärartikel an der besagten Montageebene befestigt sind, und wobei der Durchstrahlbereich bzw. der ggf. vorhandene Spalt gegen den Sanitärartikel gerichtet ist. Der Sanitärartikel ist vorzugsweise ein Waschtisch, eine Klosettschüssel oder ein Urinal.
Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Betätigungsvorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2: eine perspektivische Ansicht der Betätigungsvorrichtung nach Figur 1;
Fig. 3: eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie III-III der Figur 2; und
Fig. 4: eine Detailansicht des Details Z nach der Figur 3;
Fig. 5: eine schematische Ansicht der Ausbreitung der elektromagnetische Wellen eines Erfassungssensors der Betätigungsvorrichtung nach der Figur 1; und
Fig. 6: eine perspektivische Ansicht einer Betätigungsvorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

In den Figuren wird eine Betätigungsvorrichtung 1 für ein Sanitärarmatur gezeigt. Die Betätigungsvorrichtung 1 dient zum Zweck der Auslösung einer Funktion im Zusammenhang mit einer Sanitärarmatur. Die Funktion kann beispielsweise die Auslösung einer Spülung und/oder die Steuerung einer Unterdusche und/oder die Steuerung einer Beleuchtung und/oder das Betätigungen eines Wasserventils in einer Auslaufarmatur und/oder eine andere sanitäre Funktion sein. Die Sanitärarmatur ist vorzugsweise eine Toilette oder ein Urinal oder ein Waschtisch oder ein anderes Element.
In den Figuren 1 bis 5 wird die Betätigungsvorrichtung als Betätigungsplatte und in der Figur 6 als Auslaufarmatur gezeigt. Gleiche Teile sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Betätigungsvorrichtung 1 umfasst ein Gehäuse 2 mit einer Frontseite 13 und einer Rückseite 14. Die Frontseite 13 ist im eingebauten Zustand vom Benutzer erkennbar. Über die Rückseite 14 steht die Betätigungsvorrichtung im eingebauten Zustand mit einer Wand oder einem Montagegestell oder einem Teil der Sanitärarmatur in Verbindung. Weiter umfasst die Betätigungsvorrichtung 1 einen Erfassungssensor 3 mit einem Sender 4 und einem Empfänger 5. Der Erfassungssensor 3 dient der Erfassung eines Benutzers, der die Sanitärarmatur benützt. Über den Sender 4 sendet der Erfassungssensor 3 Wellen aus, die dann an einem Benutzer reflektiert werden und durch den Empfänger 5 wieder empfangen werden. Der Erfassungssensor 3 kann dann basierend auf den gesendeten bzw. den empfangenen Wellen einen Benutzer erkennen und ein entsprechendes Signal ausgeben. Das Signal dient dann als Steuersignal für die Auslösung der besagten Funktion.
Der Erfassungssensor 3 ist in einer Kavität 6 des Gehäuses 2 gelagert. Unter einer Kavität 6 wird im vorliegenden Fall ein Aufnahmeraum verstanden, welcher im oder am Gehäuse 2 angeordnet ist bzw. durch das Gehäuse 2 bereitgestellt wird. Die Kavität 6 weist in Richtung der besagten Wellen einen Durchstrahlbereich 7a auf. Der Durchstrahlbereich 7a ist für die besagten Wellen transparent. Das heisst, die besagten Wellen können durch den Durchstrahlbereich 7a aus der Kavität 6 austreten. Der Durchstrahlbereich 7a kann dabei als Durchbruch ausgebildet sein oder er kann aus einem Material ausgebildet sein, welches für die von Erfassungssensor 3 ausgesendeten Wellen transparent ist. Das heisst, die Wellen können durch das Material hindurch nach Aussen dringen.
In der gezeigten Ausführungsform ist die Kavität 6 mit einem Deckel 21 verschlossen.
Das Gehäuse 2 ist in der gezeigten bevorzugten Ausführungsform, wie in den Figuren 2 und 4 gezeigt, derart ausgebildet, dass dieses mit einem Spalt 7b zu einer bauseitig vorgegebenen Montageebene ME montierbar ist. Die Montageebene ME ist beispielsweise eine mit Fliesen beplankte Wand oder die Frontseite eines Einbaurahmens oder die Oberfläche der Sanitärarmatur. Die Montageebene ME stellt dabei den Endzustand dar, das heisst, es werden keine Elemente angeordnet, welche auf die Montageebene ME aufgesetzt werden. Der Spalt 7b liegt dabei derart zum besagten Durchstrahlbereich 7a, dass die gesendeten, wie auch die zu empfangenden Wellen vom Durchstrahlbereich 7a her kommend durch den Spalt 7b geführt werden.
Von der Figur 4 wird augenscheinlich, dass vom Erfassungssensor 3 die Wellen entlang einer Hauptrichtung H ausgesendet werden und zuerst den Durchstrahlbereich 7a passieren und sodann den Spalt 7b passieren. Die Anordnung von Durchstrahlbereich 7a und von Spalt 7b hat den Vorteil, dass die Betätigungsvorrichtung 1 unabhängig von der Materialisierung der bauseitig vorgegeben Montageebene ME eingesetzt werden kann. Im Einsatzgebiet hat es sich gezeigt, dass die Materialisierung der Montageebene ME sehr vielseitig sein kann und unter Umständen die Wellen des Erfassungssensors negativ beeinflussen bzw. ein Durchtreten verunmöglichen. Insofern wird aufgrund der Anordnung des Durchstrahlbereichs 7a und des Spalts 7b eine Betätigungsvorrichtung 1 geschaffen, welche in allen Einsatzzwecken eingesetzt werden kann.
Der Erfassungssensor 3 ist bevorzugt ein Hochfrequenzsensor, dessen Frequenz vorzugsweise bei 24 Gigahertz liegt.
Der Sender 4 weist eine Senderantenne 8 auf und der Empfänger 5 weist eine Empfängerantenne 9 auf. Über die Antennen werden die Wellen ausgesendet. Sowohl die Senderantenne 8, als auch die Empfängerantenne 9 sind im Wesentlichen in der Form einer Patchantenne ausgebildet. Unter einer Patchantenne wird in diesem Zusammenhang eine Antenne verstanden, welche vorzugsweise in einer Ebene liegt. In der gezeigten Ausführungsform liegen die Senderantenne 8 und die Empfängerantenne 9 auf einer gemeinsamen Leiterplatte, welche in der Figur 1 dargestellt ist. Von dieser Leiterplatte erstreckt sich die Hauptrichtung H, in welche die Wellen Sender 4 ausgesendet werden, im Wesentlichen orthogonal zur Ebene, in welche die Patchantennen liegen.
Der Durchstrahlbereich 7a weist eine Fläche auf, welche mindestens der Grösse Senderantenne 8 und der Empfängerantenne 9 bzw. der Patchantenne entspricht. Gleichermassen weist der Spalt 7b eine lichte Weite auf, welche mindestens der Grösse der Senderantenne 8 und der Empfängerantenne 9 bzw. Patchantennen entspricht. So wird sichergestellt, dass sämtliche Wellen, die vom Sender 4 ausgesendet und vom Empfänger 5 empfangen werden, ungehindert aus der Kavität und dem Gehäuse 2 austreten und wiederum ungehindert eintreten können.
Im Zusammenhang mit der Wellenausbreitung des Senders 4 wird zudem auf die Figur 5 verwiesen, anhand welcher, die Wellenausbreitung noch detaillierter erläutert wird. Die Figur 5 zeigt schematisch einen Teil der Patchantenne, sowie den Durchstrahlbereich 7a bzw. den Spalt 7b. Grundsätzlich breiten sich die Wellen W in Richtung der Hauptrichtung H aus. Das heisst, dass elektrische Feld erstreckt sich in Richtung der Hauptrichtung H. Die Patchantenne polarisiert das elektrische Feld derart, dass eine zirkulare Polarisation des Feldes erreicht wird. Das zirkular polarisierte Feld rotiert mit der Zeit um die Achse der Hauptrichtung H. Es entsteht eine Art Spirale, die um die Hauptachse H herum rotiert.
Typischerweise ist die Antenne derart gewählt, dass sich das elektrische Feld bzw. die Wellen in Richtung parallel zur Speisung erstrecken. Vorzugsweise werden die Antennen gemäss der bevorzugten Ausführungsform links und rechts gespiesen. Während der Hälfte der Zeit ist das elektrische Feld nun so ausgerichtet, dass es parallel oder annähernd parallel zum Spalt ist, während der anderen Hälfte der Zeit ist das elektrische Feld jedoch senkrecht zum Spalt oder annähernd senkrecht. In diesem Fall können die Wellen durch den Spalt hindurch treten und nach vorne abstrahlen. Hierbei werden die Wellen W den Spalt verlassen.
Vorzugsweise weist die Kavität 6, ausser im Durchstrahlbereich 7a, eine für die besagten Wellen nicht durchdringbare Beschichtung auf. Dabei ist im Wesentlichen der gesamte Innenraum der Kavität 6, ausser dem Durchstrahlbereich 7a, mit der Beschichtung versehen. Falls der Deckel 21 vorhanden ist, ist auch der Deckel 21 auf der der Kavität 6 zugewandten Seite mit einer metallischen Beschichtung versehen. Die beschichteten Innenseiten tragen das Bezugszeichen 22. Der Deckel kann aber auch ein metallischer Deckel sein. Typischerweise ist die Beschichtung eine metallische Beschichtung. Durch die Beschichtung wird der Vorteil geschaffen, dass die Wellen ausschliesslich über den besagten Durchstrahlbereich 7a aus der Kavität 6 austreten und so eine Fokussierung erreicht werden kann. Zudem können Fehlerfassungen praktisch ausgeschlossen werden.
Wie von der Detailansicht von der Figur 4 gezeigt, ist der Durchstrahlbereich 7a und der Spalt 7b in Hauptrichtung H der besagten Wellen gesehen im Wesentlichen deckungsgleich. Das heisst, der Durchstrahlbereich 7a und der Spalt 7b liegen in Hauptrichtung H derart übereinander, dass für die Wellen eine "lichte Weite" durch den Durchstrahlbereich 7a und den Spalt 7b geschaffen wird, durch welche "lichte Weite" die besagten Wellen austreten, bzw. eintreten können. In diesem Zusammenhang heisst "lichte Weite" eine lichte Weite, die für die Wellen transparent ist. Nicht notwendigerweise muss dies eine "lichte Weite" sein, bei der kein Material im Durchstrahlbereich liegt. Das Material muss aber, wie oben im Zusammenhang mit dem Durchstrahlbereich erläutert für die Wellen durchlässig bzw. transparent sein.
Der Durchstrahlbereich 7a und der Spalt 7b weisen im Wesentlichen eine rechteckige Grundform auf. Die rechteckige Grundform weist dabei eine Länge auf, die einem Vielfachen der Wellenlänge der vom Erfassungssensor 3 gesendeten Wellen entspricht. Die Länge L ist in der Figur 1 eingezeichnet.
Der Durchstrahlbereich 7a und der Spalt 7b weisen beide eine Breite B auf, welche maximal der Wellenlänge der vom Erfassungssensor 3 gesendeten Wellen entspricht. Besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der Durchstrahlbereich 7a und der Spalt 7b eine Breite aufweisen, welche der halben Wellenlänge der vom Erfassungssensor 3 gesendeten Wellen entspricht. Durch diese Ausbildung kann der Spalt 7b wie auch der Durchstrahlbereich 7a möglichst klein gewählt werden, was für die Gesamtdicke der Betätigungsvorrichtung 1 von Vorteil ist, da diese entsprechend minimiert werden kann. Die Breite B ist in der Figur 4 eingezeichnet. Typischerweise liegt die Breite B bei circa 4 Millimeter, was aber wie erwähnt, von der Wellenlänge abhängig ist. Durch die oben beschriebene Ausbreitung der Wellen, wird ermöglicht, dass ein vergleichsweise dünner Spalt 7b bzw. ein vergleichsweise dünner Durchstrahlbereich 7a geschaffen werden kann.
Bezüglich der Form des Gehäuses 2 kann von der Figur 1 gut erkannt werden, dass in Richtung der Flächennormalen F auf die Frontseite 13 betrachtet, das Gehäuse 2 die Gestalt eines Rechteckes hat. Das Gehäuse 2 kann aber auch die Gestalt eines Quadrates oder einer anderen Form haben. Von der Frontseite 13 erstreckt sich in Richtung der Flächennormalen F eine Seitenfläche 15, welche hier im Wesentlichen durch das Frontelement 10 bereitgestellt wird. Der Durchstrahlbereich 7a bzw. der Spalt 7b sind dabei im Bereich der Seitenfläche 15 angeordnet. Das heisst, die Hauptrichtung H, der Wellen vom Erfassungssensor 3 steht rechtwinklig zur Flächennormalen F und im Wesentlichen parallel zur Montageebene ME. Typischerweise wird das Gehäuse in Einbaulage dann so angeordnet, dass die Hauptrichtung H in Richtung der Schwerkraft nach unten orientiert ist, so dass ein sich auf eine Toilette setzender oder an ein Urinal herantretender Benutzer erkannt werden kann. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass sich die Wellen nach dem Austritt aus dem Spalt 7b nicht nur in Hauptrichtung H, sondern, wie in der Figur 3 angedeutet, auch von der Montageebene ME weg bewegen..
Die Ausdehnung B der Seitenfläche 15 ist in Richtung der Flächennormalen F ein Vielfaches kleiner als die Ausdehnung der Frontseite 13 quer zur Flächennormalen F.
Wie von den Figuren gut erkannt werden kann, weist das Gehäuse 2 ein die Frontseite 13 aufweisendes Frontelement 10 und ein die Rückseite 14 aufweisendes Rückelement 11 auf. Die beiden Elemente 10, 11 sind über eine Rastverbindung 18 miteinander verbindbar. In der gezeigten Ausführungsform liegt die besagte Kavität 6 mit dem Durchstrahlbereich 7a am Rückelement 11. Eine Anordnung am Frontelement 10 oder aber eine gemeinsame Bereitstellung der Kavität 6 zwischen dem Frontelement 10 und dem Rückelement 11 wäre auch denkbar. Der Spalt 7b wird durch die beabstandete Anordnung des Frontelementes 10 zur Montageebene ME geschaffen.
Weiter weist das Frontelement 10 mindestens eine, hier zwei, Betätigungstaste 12 zur Auslösung einer Spülung auf. In der gezeigten Ausführungsform weist Betätigungsvorrichtung 1 zudem eine Lichtquelle 16 auf, deren Licht über den besagten Durchstrahlbereich 7a bzw. den Spalt 7b abgebbar ist. Das heisst, in der gezeigten Ausführungsform wird die Lichtquelle 16 über das Signal des Erfassungssensors 3 angesteuert, während die Spülung über die Betätigungstasten 12 manuell ausgelöst werden. Die vorliegend gezeigte Betätigungsvorrichtung 1 dient also im Wesentlichen als Betätigungsvorrichtung 1, mit welcher beispielsweise ein Nachtlicht bereitgestellt werden kann. In anderen Ausführungsformen ist es denkbar, auf die Betätigungstasten 12 zu verzichten und das Signal des Erfassungssensors für die Auslösung der Spülung zu verwenden. In einer wiederrum anderen Ausführungsform wäre es denkbar, die Betätigungstasten ebenfalls anzuordnen und das Signal des Erfassungssensors für das Aufstarten oder Auslösen einer Unterdusche zu verwenden.
Die Lichtquelle 16 ist vorzugsweise auf der gleichen Leiterplatte angeordnet wie der Erfassungssensor 3. In der gezeigten Ausführungsform ist die Lichtquelle 16 links vom Erfassungssensor 3 bzw. von den Patchantennen des Erfassungssensors 3 angeordnet. Dabei wird das Licht der Lichtquelle 16 in einen Lichtleiter eingekoppelt und in Bereich des Spaltes 7B wieder ausgekoppelt. Der Lichtleiter trägt das Bezugszeichen 19.
Von der Figur 4 kann bezüglich des Spaltes 7b gut erkannt werden, dass dieser dadurch bereitgestellt wird, dass das Frontelement 10 am Rückelement 11 ansteht und dieses nicht übergreift. Es wird zwischen einer rückwärtigen Kante 20 des Frontelementes 10 und der Montageebene ME der entsprechender Spalt 7a geschaffen.
Weiter kann von der Figur 3 gut erkannt, dass Teile des Rückelementes 11 sich durch eine Öffnung 23 der Montageebene ME hindurch erstrecken. Die In dieser Schnittdarstellung wird auch gezeigt, dass die Montageebene ME die Frontseite einer Wandstruktur 24 ist.

In der Figur 6 wird, wie erwähnt, die Betätigungsvorrichtung 1 im Zusammenhang mit einer Auslaufarmatur gezeigt. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Hier erstreckt sich von der Frontseite 13 ein Wasserhahn 25, welcher anstelle der Betätigungstasten gemäss der Ausführung in den anderen Figuren angeordnet ist. Der Einbau der entsprechenden Sensorteile wird durch die gestrichelten Linien symbolisiert.

BEZUGSZEICHENLISTE

1	Betätigungsvorrichtung	19	Lichtleiter
2	Gehäuse	20	rückwärtige Kante
3	Erfassungssensor	21	Deckel
4	Sender	22	beschichtete Innenseite
5	Empfänger	23	Öffnung
6	Kavität	24	Wandstruktur
7a	Durchstrahlbereich	25	Wasserhahn
7b	Spalt	H	Hauptrichtung
8	Senderantenne	D	Ausdehnung
9	Empfängerantenne	ME	Montageebene
10	Frontelement	E	Ebene
11	Rückelement	F	Flächennormale
12	Betätigungstasten	B	Breite
13	Frontseite	L	Länge
14	Rückseite	W	Wellen
15	Seitenfläche
16	Lichtquelle
17	Durchtritt
18	Rastverbindung

Claims

Betätigungsvorrichtung (1) für eine Sanitärarmatur zum Zweck der Auslösung einer Funktion, wobei die Betätigungsvorrichtung (1) ein Gehäuse (2) mit einer Frontseite (13) und einer Rückseite (14) sowie einen Erfassungssensor (3) mit einem Sender (4) und einem Empfänger (5) zur Erfassung eines Benutzers umfasst,
wobei der Erfassungssensor (3) elektromagnetische Wellen über den Sender (4) aussendet und über den Empfänger (5) empfängt,
wobei der Erfassungssensor (3) in einer Kavität (6) des Gehäuses (2) angeordnet ist, wobei die Kavität (6) in Richtung der besagten elektromagnetischen Wellen einen Durchstrahlbereich (7a) aufweist, der für die besagten Wellen transparent ist, und
wobei das Gehäuse (2) eine Seitenfläche (15) aufweist, die sich in Richtung der Flächennormalen (F) der Frontseite mindestens teilweise zwischen Frontseite (13) und Rückseite (14) erstreckt, wobei der Durchstrahlbereich (7a) im Bereich der Seitenfläche (15) und/oder in der Seitenfläche angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) derart ausgebildet ist, dass dieses mit einem Spalt (7b) zu einer bauseitig vorgegebenen Montageebene (ME) montierbar ist, welcher Spalt (7b) derart zum besagten Durchstrahlbereich (7a) liegt, dass die gesendeten wie auch die zu empfangenden Wellen durch den Spalt (7b) geführt werden.
Betätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Erfassungssensor (3) ein Hochfrequenzsensor ist, dessen Frequenz vorzugsweise im Bereich von 24 GHz bis 24.25 GHz oder bei 61 GHz oder bei 76 GHz ist.
Betätigungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (4) eine Senderantenne (8) in der Form einer Patchantenne aufweist und/oder dass der Empfänger (5) eine Empfängerantenne (9) in der Form einer Patchantenne aufweist.
Betätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass der Durchstrahlbereich (7a) eine Fläche aufweist, welche mindestens der Grösse der Patchantennen entspricht, oder welcher kleiner ist als die Grösse der Patchantennen; und/oder
dass der Spalt (7b) eine lichte Weite aufweist, welcher mindestens der Grösse der Patchantennen entspricht oder welcher kleiner ist als die Grösse der Patchantennen.
Betätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die besagten Patchantennen im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene (E) liegen; und/oder
dass die Patchantenne zirkular polarisiert ist.
Betätigungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kavität (6) ausser im Durchstrahlbereich (7a) für die besagten elektromagnetischen Wellen nicht durchdringbar ausgebildet ist,
wobei die Kavität (6) ausser im Durchstrahlbereich (7a) durch eine für die besagten Wellen nicht durchdringbare Beschichtung versehen ist, wobei die Beschichtung vorzugsweise elektrisch leitend ausgebildet ist; oder
wobei die Wandung der Kavität (6) ausser im Durchstrahlbereich (7a) durch ein für die besagten Wellen nicht durchdringbares Material ausgebildet ist.
Betätigungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchstrahlbereich (7a) und der Spalt (7b) in der Hauptrichtung (H) der besagten Wellen gesehen, im Wesentlichen deckungsgleich sind.
Betätigungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchstrahlbereich (7a) und/oder der Spalt (7b) im Wesentlichen rechteckig ist und vorzugsweise eine Länge (L) aufweisen, die einem Vielfachen der Wellenlänge der vom Erfassungssensor (3) gesendeten elektromagnetischen Wellen entspricht.
Betätigungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchstrahlbereich (7a) und/oder der Spalt (7b) eine Breite (B) aufweist, welche der Wellenlänge der vom Erfassungssensor (3) gesendeten elektromagnetischen Wellen entspricht; oder dass der Durchstrahlbereich (7a) und/oder der Spalt (7b) eine Breite aufweist, welche der halben Wellenlänge der vom Erfassungssensor (3) gesendeten elektromagnetischen Wellen entspricht; oder dass der Durchstrahlbereich (7a) und/oder der Spalt (7b) eine Breite aufweist, welche einem Mass kleiner als die halbe Wellenlänge der vom Erfassungssensor (3) gesendeten elektromagnetischen Wellen entspricht.
Betätigungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse (2) ein die Frontseite (13) aufweisendes Frontelement (10) und ein die Rückseite (14) aufweisendes Rückelement (11) aufweist, welche miteinander verbindbar sind, wobei die besagte Kavität (6) mit dem Durchstrahlbereich (7a) am Frontelement (10) angeordnet ist;
oder dass die besagte Kavität (6) am Rückelement (11) mit dem Durchstrahlbereich (7a) angeordnet ist;
oder dass die besagte Kavität (6) mit dem Durchstrahlbereich (7a) am Frontelement (10) und am Rückelement (11) angeordnet ist.
Betätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Frontelement (10) Betätigungstasten (12) zur Auslösung einer Spülung aufweist.
Betätigungsvorrichtung (1) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchstrahlbereich (7a) aus Kunststoff, insbesondere aus einem Thermoplast, vorzugsweise mit einer relativen Permittivität von ε_r zwischen 3 und 5, besteht, und/oder dass die Ausdehnung (D) der Seitenfläche (15) in Richtung der Flächennormalen (F) ein Vielfaches kleiner ist als die Ausdehnung der Frontseite (13) quer zur Flächennormalen.
Betätigungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (1) weiterhin mindestens eine Lichtquelle (16) aufweist, deren Licht über den besagten Durchstrahlbereich (7a) und den Spalt (7b) oder über einen separat vom Durchstrahlbereich (7a) angeordneten Durchtritt (17) abgebbar ist.
Anordnung umfassend eine Betätigungsvorrichtung (1) nach einem der vorgehenden Ansprüche 1 bis 9 und eine Auslaufarmatur, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung Teil einer Auslaufarmatur ist, welche weiter ein Auslaufrohr umfasst.
Anordnung umfassend eine Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13 sowie einen Sanitärartikel, wobei sowohl die Betätigungsvorrichtung als auch der Sanitärartikel an der besagten Montageebene befestigbar sind, und wobei der Durchstrahlbereich (7a) und/oder Spalt (7b) gegen den Sanitärartikel gerichtet ist.