WO2010057583A1 - Mixing valve for cold and hot water - Google Patents

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WO2010057583A1
WO2010057583A1 PCT/EP2009/007979 EP2009007979W WO2010057583A1 WO 2010057583 A1 WO2010057583 A1 WO 2010057583A1 EP 2009007979 W EP2009007979 W EP 2009007979W WO 2010057583 A1 WO2010057583 A1 WO 2010057583A1
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WO
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drive
water temperature
mixing valve
mixed water
circuit
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/007979
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Kai Huck
Achim Mielke
Tanja Lempa
Original Assignee
Grohe Ag
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Filing date
Publication date
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Priority to ES09759666.2T priority patent/ES2454319T3/en
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/01Control of temperature without auxiliary power
    • G05D23/13Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures
    • G05D23/1393Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures characterised by the use of electric means

Definitions

  • the present invention relates to a mixing valve for cold and hot water.
  • the mixing valve for cold and hot water has a thermostatic control of the mixed water temperature by a positioned by a Temperaturvor techvon, connected to a tubular double valve seat slide thermostat.
  • the thermostat is arranged in a housing with at least one each cold water and a hot water inlet and at least one mixed water outlet.
  • the inlet cross sections at the two inflow columns of the mixing valve are controlled in opposite directions by the double valve seat slide with its two end faces.
  • the double valve seat slide has an annular web on which a smaller diameter separating sleeve is formed. The separating sleeve is received axially displaceably in a bore at least with its two end regions.
  • the cold water and the hot water are supplied separately by means of at least one opening.
  • the openings in the web open into an annular mixing channel.
  • the mixing channel penetrates the separating sleeve radially such that the exiting mixed water flows to the thermostat directed.
  • From DE 35 27 906 Al is a circuit arrangement for positioning a vehicle seat under evaluation of periodic Current fluctuations known.
  • DE 10 2005 037 471 A1, DE 197 29 238 C1 and DE 10 2005 018 526 Al a method for positioning or speed measurement of a movable window pane in a motor vehicle is known.
  • a sanitary concealed fitting with a base body and an electrically operated mixing valve is known.
  • a device for dispensing and mixing of water is known in which the delivery is controlled substantially automatically by sensor means indicating the presence of the consumer.
  • a sanitary thermostatic valve is known that has a thermostatic element in the housing for setting a desired temperature of the mixed water. The thermostatic element is acted upon by an electric linear actuator comprising a stepper motor with a plurality of stator windings and a rotor.
  • the invention is based on the object to improve a mixing valve as possible.
  • a mixing valve for cold and hot water with a thermostatic control of the mixed water temperature is provided.
  • the mixing valve has a thermostat, a drive and an electronic, advantageously programmable circuit.
  • the drive has a mechanically commutated electric motor which is mechanically coupled to position the thermostat with the thermostat.
  • the circuit is for controlling the electric motor formed and preferably electrically connected to the electric motor via cable.
  • the circuit is designed to determine a rotational position of the drive from a ripple of a motor current.
  • the circuit is further configured to control the mixed water temperature based on the determined rotational position.
  • the invention is further based on the object to provide a possible improved method.
  • a thermostat is positioned by means of a mechanically commutated electric motor of a drive.
  • the circuit for determining the rotational position by means of a current position value is formed.
  • the circuit is preferably designed to add or subtract counted waves of the ripple of the motor current to / from the current position value.
  • the counting of the waves corresponds to a stepwise (increment) increase or decrease of the rotational position by a fixed (angle) value.
  • the drive has a position sensor connected to the circuit.
  • the drive preferably has an encoder assigned to the position sensor.
  • the position sensor preferably has an encoder assigned to the position sensor.
  • Cam disc or a cam ring Cam disc or a cam ring.
  • the dealer is a
  • the position sensor is an optical sensor and the encoder is an optical disk
  • the circuit is adapted to assign the determined from the ripple of the motor current rotational position based on the characteristic signal of the predetermined mixed water temperature.
  • a current position value is advantageously set to a predetermined value.
  • the encoder and the sensor are designed to generate a characteristic of a travel limit signal.
  • the circuit is designed to stop the electric motor based on the signal characteristic for the travel limit.
  • the position sensor is designed as a switch.
  • the switch is, for example, a changeover switch, a normally open or normally closed contact.
  • a button is to be understood as a switch.
  • the encoder is designed as a particular driven side driven by the cam element.
  • the cam member is a camshaft, cam or cam ring. The cams of the cam member are positioned to actuate the switch.
  • the drive and the thermostat are releasably mechanically coupled.
  • the mixing valve has a coupling for mechanical coupling.
  • a transmitter moves by the drive in a desired position to a position sensor.
  • the thermostat is moved to a position for a predetermined mixed water temperature. For example, the mixed water temperature is measured and the position of the thermostat manually adjusted until a desired mixed water temperature is set. This causes the position of the thermostat is assigned to the desired position of the encoder after the mechanical coupling.
  • Fig. 1 is a schematic view of a drive and a
  • FIG. 2 is a schematic three-dimensional view of a cam ring
  • 4 is a schematic exploded view of a drive
  • 5 is a schematic sectional view of a part of a mixing valve
  • Fig. 6a is a schematic three-dimensional view of a drive
  • FIG. 1 shows a schematic view of a drive 100 and a circuit 300 of a mixing valve.
  • the drive 100 has a mechanically commutated electric motor 110, which acts on the clutch 190 via a transmission in a transmission housing 180.
  • a cam ring 130 with rotatable cams 131 and 132 is connected with the clutch.
  • the cams 131, 132 of the cam ring 130 operate via a transmission element 140, a switch 120.
  • the plunger of the switch 120 is actuated by a cam 131, 132 of the cam ring 130 is a spring-mounted increase 141 of the transmission element when passing in the axial direction of the switch 120 presses.
  • the switch 120 may be formed, for example, as a changeover, NC or NO.
  • the cam ring 130 is shown schematically in a three-dimensional view in FIG.
  • the cam ring 130 has a narrow cam 131 and a wide cam 132.
  • Both cams 131, 132 have corresponding flanks 131a, 131b and 132a, 132b, which interact with the resiliently mounted elevation 141 of the transmission element 140.
  • the circuit 300 is further configured to determine a rotational position of the drive 100 from a ripple of a motor current.
  • the circuit 300 has a shunt 340, which is connected to a measuring input of the measuring control device 350.
  • the circuit 300 is arranged to control the mixed water temperature by means of the determined rotational position.
  • an input device (not shown) is provided, by means of which a mixed water temperature (for example, 35 ° C) can be input to the measurement control device 350.
  • buttons or a rotary control are provided (not shown).
  • the selected mixing water temperature is assigned a rotational position by the measuring control device 350.
  • the electric motor 110 is energized for a rotational movement in the direction of the associated rotational position by means of the circuit breaker 360.
  • the ripple of the motor current is used by the electric motor 110 to determine the current position.
  • Each wave is dependent on the Number of commutator bars of the electric motor 110 associated with a rotation angle.
  • the current position value can be determined by adding or subtracting counted waves of the ripple of the motor current.
  • the cam ring 130 is preferably automatically in a
  • Cams 131 the switch 120 is actuated.
  • the cam 131 can be distinguished from the cam 132 by the different widths of the cams.
  • the measurement control device 350 controls over the cam and determines the width of the cam 131,
  • the measurement control device 350 controls the drive 100 to the rotational position of the narrow cam 131.
  • the mixing mechanism is now adjusted by adjusting the position of a thermostat (200, Fig. 5) for the associated mixing temperature - for example, 38 ° C - by measuring the mixing temperature.
  • a thermostat 200, Fig. 5
  • the cam 131 When passing this rotational position again, the cam 131 generates a switching pulse of characteristic duration, which is assigned to the associated mixing temperature, by actuating the switch 120.
  • the rotational position of the narrow cam 131 by a control of the drive 100 by the measuring control device 350 run over and immediately afterwards the selected mixing temperature by driving the drive 100th through the measurement control device 350.
  • the rotational position of the narrow cam 131 is run over again and the position of the narrow cam 131 is placed directly next to the elevation 141 of the transmission element 140 to relieve the cam 131 and the elevation 141 and yet a quick start of the rotational position for the selected mixing temperature.
  • the wider cam 132 also generates a characteristic signal when driving over the switch 120, which causes a Stellwegbegrenzung.
  • the measurement control device 350 recognizes on the basis of
  • Cam 132 stops the electric motor 110 in response to the signal characteristic for the travel limit. This provides the advantage that the mechanics of the mixing valve is not moved into a mechanical limit (stop), which leads to a
  • FIG. 4 is an exploded view of the drive 100 is shown schematically.
  • the gear housing 180 has an opening through which the shaft 139 of the cam ring 130 protrudes into the coupling 190 in the mounted state and is rotatably connected thereto by an internal / external toothing.
  • the cam ring 130 is attached by means of screws on the output side to a transmission element (not shown).
  • the transmission element 140 is fixed against rotation on the transmission housing 180.
  • thermostatically controlled mixing valve has a housing 1, in which in a bore 13, a valve core 2 is arranged.
  • the valve insert 2 is formed by a cup-shaped head piece 20 and a cover 21 to form a structural unit.
  • a double valve seat slide 3a is arranged axially limited displaceable.
  • a thermostat 200 is provided, which is axially supported with one end face axially on three symmetrically arranged guide and stop lugs of the double valve seat slide 3a.
  • the thermostat 200 is mechanically coupled to the drive 100 with the mechanically commutated electric motor 110 of FIG. 1 for the axial positioning of the thermostat 200.
  • the thermostat 200 is sealed with a sealing ring led out of the head piece 20 and is located with a depending on the mixed water temperature axially deflectable plunger on an overload spring 50 of a set screw 5.
  • the adjusting screw 5 is arranged non-rotatably axially limited displaceable in the head piece 20, wherein at the outer end portion of a movement thread 205 is formed.
  • the sleeve 210 is coupled to the drive 100.
  • the transmission housing 180 is shown in Fig. 5 with the transmission.
  • a shaft 181 connects the cam ring 130 with the sleeve 210 in the axial direction.
  • a clutch 190 For transmitting the power from the transmission to the sleeve 210, a clutch 190 is provided.
  • the coupling 190 of the embodiment of FIG. 5 has an internal serration / spline 192.
  • the longitudinal toothing 192 of the coupling 190 engages in a corresponding outer longitudinal toothing 290 of the sleeve 210.
  • a generated by the electric motor 110 rotational movement of the transmission of the drive 100 is transmitted via the coupling 190 to the sleeve 210.
  • the rotational movement of the sleeve 210 in turn leads to an axial adjustment of the adjusting screw 5, which in turn adjusts the thermostat 200 in the axial direction. Further details of the mixing valve from FIG. 5 can be found in EP 1 423 761 B1.
  • FIG. 6a another embodiment of a drive is shown as a schematic three-dimensional view.
  • the sensor sensor system used is a retro-reflective sensor.
  • the reflections are effected by an optical encoder 130 'with slots 131', 138.
  • the slots are arranged on the outer circumference of a disk 130 '.
  • An optical sensor 120 'with light source is connected to the circuit (not shown) for position detection.
  • a section of the optical encoder 130 ' is shown schematically.
  • the slit 130 ' is provided for a predetermined mixing water temperature as a signal generating element for generating a characteristic signal for the mixed water temperature.
  • further slots 138 are provided as elements for signal generation which are equidistant from each other.

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Abstract

The invention relates to a mixing valve for cold and hot water having thermostatic control of the mixed water temperature, - having a thermostat (), - having a drive with a mechanically commutated electrical motor that is coupled mechanically to the thermostat for positioning of the thermostat and - having a circuit for controlling the electrical motor - wherein the circuit is designed to determine a rotation position of the drive from a motor current ripple and to control the mixed water temperature based on the determined rotation position.

Description

Mischventil für Kalt- und Heißwasser Mixing valve for cold and hot water
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mischventil für Kalt- und Heißwasser.The present invention relates to a mixing valve for cold and hot water.
Aus der EP 1 423 761 Bl der Anmelderin ist ein Mischventil für Kalt- und Heißwasser bekannt. Das Mischventil für Kalt- und Heißwasser weist eine thermostatische Regelung der Mischwassertemperatur durch einen von einer Temperaturvorwählvorrichtung positionierten, mit einem rohrförmigen Doppelventilsitzschieber verbundenen Thermostaten auf. Der Thermostat ist in einem Gehäuse mit wenigstens je einem Kaltwasser- und einem Heißwassereinlass sowie wenigstens einem Mischwasserauslass angeordnet. Die Einlassquerschnitte an den beiden Einströmspalten des Mischventils sind vom Doppelventilsitzschieber mit seinen beiden Stirnseiten gegensinnig gesteuert. Der Doppelventilsitzschieber hat einen ringförmigen Steg, an dem eine im Durchmesser kleinere Trennhülse ausgebildet ist. Die Trennhülse ist wenigstens mit ihren beiden Endbereichen axial verschieblich in einer Bohrung aufgenommen. Das Kaltwasser und das Heißwasser werden separat jeweils mittels wenigstens einer Öffnung zugeführt. Die Öffnungen im Steg münden in einem ringförmigen Mischkanal. Der Mischkanal durchdringt die Trennhülse radial derart, dass das austretende Mischwasser den Thermostaten gerichtet anströmt. Auf dieses Patent der Anmelderin wird vollinhaltlich Bezug genommen.From EP 1 423 761 B1 of the applicant, a mixing valve for cold and hot water is known. The mixing valve for cold and hot water has a thermostatic control of the mixed water temperature by a positioned by a Temperaturvorwählvorrichtung, connected to a tubular double valve seat slide thermostat. The thermostat is arranged in a housing with at least one each cold water and a hot water inlet and at least one mixed water outlet. The inlet cross sections at the two inflow columns of the mixing valve are controlled in opposite directions by the double valve seat slide with its two end faces. The double valve seat slide has an annular web on which a smaller diameter separating sleeve is formed. The separating sleeve is received axially displaceably in a bore at least with its two end regions. The cold water and the hot water are supplied separately by means of at least one opening. The openings in the web open into an annular mixing channel. The mixing channel penetrates the separating sleeve radially such that the exiting mixed water flows to the thermostat directed. This patent by the applicant is incorporated by reference.
Aus der DE 35 27 906 Al ist eine Schaltungsanordnung zur Positionierung eines Fahrzeugsitzes unter Auswertung von periodischen Stromschwankungen bekannt. Aus der DE 10 2005 037 471 Al, DE 197 29 238 Cl und der DE 10 2005 018 526 Al ist ein Verfahren zur Positionierung oder Drehzahlmessung einer beweglichen Fensterscheibe in einem Kraftfahrzeug bekannt.From DE 35 27 906 Al is a circuit arrangement for positioning a vehicle seat under evaluation of periodic Current fluctuations known. From DE 10 2005 037 471 A1, DE 197 29 238 C1 and DE 10 2005 018 526 Al a method for positioning or speed measurement of a movable window pane in a motor vehicle is known.
Aus der DE 10 2006 033 352 Al ist eine sanitäre Unterputzarmatur mit einem Basiskörper und einer elektrisch betriebenen Mischarmatur bekannt. Aus der DE 600 06 928 T2 ist eine Vorrichtung zum Abgeben und Mischen von Wasser bekannt, bei denen die Abgabe im Wesentlichen automatisch durch Sensormittel gesteuert wird, welche die Anwesenheit des Verbrauchers anzeigen. Aus der EP 1 605 327 A2 ist ein sanitäres Thermostatventil bekannt, dass ein Thermostatelement im Gehäuse zur Einstellung einer Solltemperatur des Mischwassers aufweist. Das Thermostatelement wird von einem elektrischen Linearaktuator, der einen Schrittmotor mit mehreren Statorwicklungen und einen Rotor umfasst, beaufschlagt.From DE 10 2006 033 352 Al a sanitary concealed fitting with a base body and an electrically operated mixing valve is known. From DE 600 06 928 T2 a device for dispensing and mixing of water is known in which the delivery is controlled substantially automatically by sensor means indicating the presence of the consumer. From EP 1 605 327 A2, a sanitary thermostatic valve is known that has a thermostatic element in the housing for setting a desired temperature of the mixed water. The thermostatic element is acted upon by an electric linear actuator comprising a stepper motor with a plurality of stator windings and a rotor.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde ein Mischventil möglichst zu verbessern.The invention is based on the object to improve a mixing valve as possible.
Diese Aufgabe wird durch eine Schaltung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen und in der Beschreibung enthalten.This object is achieved by a circuit having the features of independent claim 1. Advantageous developments are the subject of dependent claims and included in the description.
Demzufolge ist ein Mischventil für Kalt- und Heißwasser mit einer thermostatischen Regelung der Mischwassertemperatur vorgesehen. Das Mischventil weist einen Thermostaten, einen Antrieb und eine elektronische, vorteilhafterweise programmierbare Schaltung auf.Accordingly, a mixing valve for cold and hot water with a thermostatic control of the mixed water temperature is provided. The mixing valve has a thermostat, a drive and an electronic, advantageously programmable circuit.
Der Antrieb weist einen mechanisch kommutierten Elektromotor auf, der zur Positionierung des Thermostaten mit dem Thermostat mechanisch gekoppelt ist. Die Schaltung ist zur Steuerung des Elektromotors ausgebildet und mit dem Elektromotor vorzugsweise über Kabel elektrisch verbunden.The drive has a mechanically commutated electric motor which is mechanically coupled to position the thermostat with the thermostat. The circuit is for controlling the electric motor formed and preferably electrically connected to the electric motor via cable.
Die Schaltung ist zur Bestimmung einer Drehposition des Antriebs aus einer Welligkeit eines Motorstroms ausgebildet. Die Schaltung ist weiterhin zur Steuerung der Mischwassertemperatur anhand der bestimmten Drehposition eingerichtet.The circuit is designed to determine a rotational position of the drive from a ripple of a motor current. The circuit is further configured to control the mixed water temperature based on the determined rotational position.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zu Grunde ein möglichst verbessertes Verfahren anzugeben.The invention is further based on the object to provide a possible improved method.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen und in der Beschreibung enthalten.This object is achieved by the method having the features of independent claim 10. Advantageous developments are the subject of dependent claims and included in the description.
Demzufolge ist ein Verfahren zum Betrieb eines Mischventils für Kalt- und Heißwasser mit thermostatischer Regelung der Mischwassertemperatur vorgesehen.Accordingly, a method for operating a mixing valve for cold and hot water with thermostatic control of the mixed water temperature is provided.
In dem Verfahren wird ein Thermostat mittels eines mechanisch kommutierten Elektromotors eines Antriebs positioniert.In the method, a thermostat is positioned by means of a mechanically commutated electric motor of a drive.
Eine Drehposition des Antriebs wird aus einer Welligkeit des Motorstroms des Elektromotors durch eine Schaltung bestimmt. Die Mischwassertemperatur wird anhand der bestimmten Drehposition gesteuert.A rotational position of the drive is determined from a ripple of the motor current of the electric motor by a circuit. The mixed water temperature is controlled based on the determined rotational position.
Die im Folgenden beschriebenen Weiterbildungen beziehen sich sowohl auf das Mischventil, als auch auf das Verfahren. Verfahrensmerkmale ergeben sich dabei aus Funktionen der Schaltung und der Mechanik des Mischventils. Funktionen des Mischventils sind aus Verfahrensmerkmalen ableitbar. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die Schaltung zur Bestimmung der Drehposition mittels eines aktuellen Positionswerts ausgebildet. Die Schaltung ist vorzugsweise zum Addieren oder Subtrahieren gezählter Wellen der Welligkeit des Motorstroms zum/vom aktuellen Positionswert ausgebildet. Das Zählen der Wellen entspricht dabei einem schrittweisen (Inkrement) Erhöhen bzw. Vermindern der Drehposition um einen festen (Winkel-)Wert.The further developments described below relate both to the mixing valve and to the method. Process characteristics result from functions of the circuit and the mechanics of the mixing valve. Functions of the mixing valve can be derived from process characteristics. According to a preferred embodiment, the circuit for determining the rotational position by means of a current position value is formed. The circuit is preferably designed to add or subtract counted waves of the ripple of the motor current to / from the current position value. The counting of the waves corresponds to a stepwise (increment) increase or decrease of the rotational position by a fixed (angle) value.
In einer bevorzugten Weiterbildung weist der Antrieb einen mit der Schaltung verbundenen Positionssensor auf. Bevorzugt weist der Antrieb einen dem Positionssensor zugeordneten Geber auf. Beispielsweise ist derIn a preferred development, the drive has a position sensor connected to the circuit. The drive preferably has an encoder assigned to the position sensor. For example, the
Positionssensor ein Schalter und der Geber ein Nocken einerPosition sensor a switch and the encoder a cam one
Nockenscheibe oder eines Nockenrings. Alternativ ist der Geber einCam disc or a cam ring. Alternatively, the dealer is a
Magnet und der Positionssensor ein Hallsensor. Alternativ ist der Positionssensor ein optischer Sensor und der Geber eine optische ScheibeMagnet and the position sensor a Hall sensor. Alternatively, the position sensor is an optical sensor and the encoder is an optical disk
(Lochscheibe, Schlitzscheibe).(Perforated disc, slotted disc).
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung sind der Geber und der Positionssensor ausgebildet ein für eine vorbestimmte Mischwassertemperatur charakteristisches Signal zu erzeugen. Bevorzugt erzeugen der Geber und der Positionssensor genau ein charakteristisches Signal für genau eine vorteilhafterweise geeichte Mischwassertemperatur.According to a particularly preferred development of the encoder and the position sensor are designed to generate a characteristic of a predetermined mixed water temperature signal. Preferably, the transmitter and the position sensor generate exactly one characteristic signal for exactly one advantageously calibrated mixed water temperature.
Vorzugsweise ist die Schaltung ausgebildet die aus der Welligkeit des Motorstroms bestimmte Drehposition anhand des charakteristischen Signals der vorbestimmten Mischwassertemperatur zuzuordnen. Zur Zuordnung der Drehposition zur vorbestimmten Mischwassertemperatur wird ein aktueller Positionswert vorteilhafterweise auf einen vorbestimmten Wert gesetzt.Preferably, the circuit is adapted to assign the determined from the ripple of the motor current rotational position based on the characteristic signal of the predetermined mixed water temperature. To assign the rotational position to the predetermined mixed water temperature, a current position value is advantageously set to a predetermined value.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist der Geber für die vorbestimmte Mischwassertemperatur ein Signalerzeugungselement zur Erzeugung des charakteristischen Signals für die Mischwassertemperatur auf. Das Signalerzeugungselement weist beispielsweise eine dem charakteristischen Signal zugeordnete Winkelbreite auf. Beispielsweise ist ein Schlitz definierter Breite als Signalerzeugungselement einer optischen Lochscheibe vorgesehen. Vorzugsweise weist der Geber in bekannten Abständen zum Signalerzeugungselement weitere Elemente zur Signalerzeugung auf. Vorzugsweise sind die weiteren Elemente zur Signalerzeugung zueinander äquidistant angeordnet und bilden zusammen einen Inkrementalgeber über zumindest einen Teilbereich des (Dreh-) Verstellweges. Beispielsweise sind auf einer optischen Scheibe Schlitze in äquidistanten Abschnitten angeordnet. Bevorzugt ist die Schaltung ausgebildet, die mittels der Welligkeit des Motorstroms bestimmte aktuelle Position anhand der Signale der weiteren Elemente zur Signalerzeugung zu korrigieren.According to a preferred embodiment, the encoder for the predetermined mixed water temperature, a signal generating element for generating the characteristic signal for the mixed water temperature on. The signal generating element has, for example, an angle width assigned to the characteristic signal. For example, a slot defined width is provided as a signal generating element of an optical perforated disk. The transmitter preferably has further elements for signal generation at known distances from the signal generation element. Preferably, the further elements for signal generation are arranged equidistant from each other and together form an incremental encoder over at least a portion of the (rotary) adjustment path. For example, slits are arranged in equidistant sections on an optical disk. The circuit is preferably designed to correct the current position determined by means of the ripple of the motor current on the basis of the signals of the further elements for signal generation.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung sind der Geber und der Sensor ausgebildet ein für eine Stellwegbegrenzung charakteristisches Signal zu erzeugen. Vorzugsweise ist die Schaltung ausgebildet den Elektromotor anhand des für die Stellwegbegrenzung charakteristischen Signals zu stoppen.According to an advantageous development of the encoder and the sensor are designed to generate a characteristic of a travel limit signal. Preferably, the circuit is designed to stop the electric motor based on the signal characteristic for the travel limit.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Positionssensor als Schalter ausgebildet. Der Schalter ist beispielsweise ein Wechselschalter, ein Schließer oder Öffner. Auch ein Taster ist dabei als Schalter zu verstehen. Vorzugsweise ist der Geber als insbesondere abtriebsseitig vom Antrieb bewegtes Nockenelement ausgebildet. Beispielsweise ist das Nockenelement eine Nockenwelle, Nockenscheibe oder ein Nockenring. Die Nocken des Nockenelements sind zur Betätigung des Schalters positioniert.In an advantageous embodiment, the position sensor is designed as a switch. The switch is, for example, a changeover switch, a normally open or normally closed contact. A button is to be understood as a switch. Preferably, the encoder is designed as a particular driven side driven by the cam element. For example, the cam member is a camshaft, cam or cam ring. The cams of the cam member are positioned to actuate the switch.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Antrieb und der Thermostat lösbar mechanisch koppelbar sind. Vorzugsweise weist das Mischventil eine Kupplung zur mechanischen Kopplung auf. Vor der mechanischen Kopplung des Antriebs und des Thermostats wird vorzugsweise ein Geber durch den Antrieb in eine Soll-Position zu einem Positionssensor bewegt. Zudem wird der Thermostat in eine Position für eine vorbestimmte Mischwassertemperatur bewegt. Beispielsweise wird die Mischwassertemperatur gemessen und die Position des Thermostats solange händisch verstellt, bis eine gewünschte Mischwassertemperatur eingestellt ist. Hierdurch wird bewirkt, dass die Position des Thermostaten der Soll-Position des Gebers nach der mechanischen Kopplung zugeordnet ist.According to an advantageous development it is provided that the drive and the thermostat are releasably mechanically coupled. Preferably, the mixing valve has a coupling for mechanical coupling. Before the mechanical coupling of the drive and the thermostat is preferably a transmitter moves by the drive in a desired position to a position sensor. In addition, the thermostat is moved to a position for a predetermined mixed water temperature. For example, the mixed water temperature is measured and the position of the thermostat manually adjusted until a desired mixed water temperature is set. This causes the position of the thermostat is assigned to the desired position of the encoder after the mechanical coupling.
Die zuvor beschriebenen Weiterbildungsvarianten sind sowohl einzeln als auch in Kombination besonders vorteilhaft. Dabei können sämtliche Weiterbildungsvarianten untereinander kombiniert werden. Einige mögliche Kombinationen sind in der Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Figuren erläutert. Diese dort dargestellten Möglichkeiten von Kombinationen der Weiterbildungsvarianten sind jedoch nicht abschließend.The further development variants described above are particularly advantageous both individually and in combination. All training variants can be combined with each other. Some possible combinations are explained in the description of the embodiments of the figures. However, these possibilities of combinations of further development variants presented there are not exhaustive.
Im Folgenden wird die Erfindung durch Ausführungsbeispiele anhand zeichnerischer Darstellungen näher erläutert.In the following the invention will be explained in more detail by exemplary embodiments with reference to drawings.
Dabei zeigenShow
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Antriebs und einerFig. 1 is a schematic view of a drive and a
Schaltung, undCircuit, and
Fig. 2 eine schematische dreidimensionale Ansicht eines Nockenrings,2 is a schematic three-dimensional view of a cam ring,
Fig. 3 eine schematische dreidimensionale Ansicht eines Übertragungselements,3 shows a schematic three-dimensional view of a transmission element,
Fig. 4 eine schematische Explosionsdarstellung eines Antriebs, Fig. 5 eine schematische Schnittansicht eines Teils eines Mischventils,4 is a schematic exploded view of a drive, 5 is a schematic sectional view of a part of a mixing valve,
Fig. 6a eine schematische dreidimensionale Ansicht eines Antriebs, undFig. 6a is a schematic three-dimensional view of a drive, and
Fig. 6b eine schematische Detailansicht eines optischen Gebers.Fig. 6b is a schematic detail view of an optical encoder.
In Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Antriebs 100 und einer Schaltung 300 eines Mischventils dargestellt. Der Antrieb 100 weist einen mechanisch kommutierten Elektromotor 110 auf, der über ein Getriebe in einem Getriebegehäuse 180 auf die Kupplung 190 wirkt. Mit der Kupplung ist ein Nockenring 130 mit Nocken 131 und 132 drehfest verbunden. Die Nocken 131, 132 des Nockenrings 130 betätigen über ein Übertragungselement 140 einen Schalter 120. Der Stößel des Schalters 120 wird dabei betätigt, indem ein Nocken 131, 132 des Nockenrings 130 eine federnd gelagerte Erhöhung 141 des Übertragungselementes beim Überfahren in axialer Richtung auf den Schalter 120 drückt. Der Schalter 120 kann beispielsweise als Umschalter, Öffner oder Schließer ausgebildet sein.FIG. 1 shows a schematic view of a drive 100 and a circuit 300 of a mixing valve. The drive 100 has a mechanically commutated electric motor 110, which acts on the clutch 190 via a transmission in a transmission housing 180. With the clutch, a cam ring 130 with rotatable cams 131 and 132 is connected. The cams 131, 132 of the cam ring 130 operate via a transmission element 140, a switch 120. The plunger of the switch 120 is actuated by a cam 131, 132 of the cam ring 130 is a spring-mounted increase 141 of the transmission element when passing in the axial direction of the switch 120 presses. The switch 120 may be formed, for example, as a changeover, NC or NO.
Der Nockenring 130 ist in einer dreidimensionalen Ansicht in Fig. 2 schematisch dargestellt. Der Nockenring 130 weist einen schmalen Nocken 131 und einen breiten Nocken 132 auf. Beide Nocken 131, 132 weisen entsprechende Flanken 131a, 131b beziehungsweise 132a, 132b auf, die mit der federnd gelagerten Erhöhung 141 des Übertragungselements 140 zusammenwirken. Das ÜbertragungselementThe cam ring 130 is shown schematically in a three-dimensional view in FIG. The cam ring 130 has a narrow cam 131 and a wide cam 132. Both cams 131, 132 have corresponding flanks 131a, 131b and 132a, 132b, which interact with the resiliently mounted elevation 141 of the transmission element 140. The transmission element
140 mit einem Federelement 145 und der Erhöhung 141 mit ihren Flanken 141a, 141b ist in Fig. 3 dargestellt. Das Übertragungselement140 with a spring element 145 and the elevation 141 with its flanks 141a, 141b is shown in FIG. The transmission element
141 ist dabei drehfest am Getriebegehäuse 180 und damit ortsfest zum Schalter 120 befestigt. Hingegen wird der Nockenring 130 abtriebsseitig mitgedreht, so dass die Nocken 131, 132 relativ zur Erhöhung 141 des Übertragungselements 140 in radialer Richtung verstellt werden. Der Nockenring 130 weist weiterhin eine Welle 139 mit Außenverzahnung auf, die eine drehfeste Kopplung des Nockenrings 130 mit einer Abtriebswelle (190, Fig. 4) oder einem Getriebeelement ermöglicht.141 is rotatably attached to the transmission housing 180 and thus fixed to the switch 120. On the other hand, the cam ring 130 is rotated on the output side, so that the cams 131, 132 relative to the increase 141 of Transmission element 140 are adjusted in the radial direction. The cam ring 130 further comprises a shaft 139 with external teeth, which allows a rotationally fixed coupling of the cam ring 130 with an output shaft (190, Fig. 4) or a transmission element.
In Fig. 1 ist weiterhin eine Schaltung 300 schematisch dargestellt, die mit dem Elektromotor 110 des Antriebs 100 über Kabel 310 verbunden ist. Die Schaltung 300 ist zur Steuerung des Elektromotors 110 ausgebildet. Hierzu weist die Schaltung 300 einen Leistungsschalter 360, beispielsweise ein Relais oder einen Halbleiterschalter auf, so dass der Elektromotor 110 über die Kabel 310 bestromt werden kann. Die Schaltung 300 weist eine Mess-Steuer-Vorrichtung 350 - beispielweise einen MikroController - auf, mittels derer der Leistungsschalter 360 angesteuert wird.In Fig. 1, a circuit 300 is further shown schematically, which is connected to the electric motor 110 of the drive 100 via cable 310. The circuit 300 is designed to control the electric motor 110. For this purpose, the circuit 300 has a power switch 360, for example a relay or a semiconductor switch, so that the electric motor 110 can be energized via the cables 310. The circuit 300 has a measurement control device 350, for example a microcontroller, by means of which the power switch 360 is activated.
Die Schaltung 300 ist zudem ausgebildet, eine Drehposition des Antriebs 100 aus einer Welligkeit eines Motorstroms zu bestimmen. Hierzu weist die Schaltung 300 einen Shunt 340 auf, der mit einem Messeingang der Mess-Steuer-Vorrichtung 350 verbunden ist. Die Schaltung 300 ist eingerichtet mittels der bestimmten Drehposition die Mischwassertemperatur zu steuern. Beispielsweise ist eine Eingabevorrichtung (nicht dargestellt) vorgesehen, mittels derer eine Mischwassertemperatur (beispielsweise 35°C) in die Mess-Steuer- Vorrichtung 350 eingegeben werden kann. Hierzu sind beispielsweise Tasten oder ein Drehregler vorgesehen (nicht dargestellt). Der gewählten Mischwassertemperatur wird dabei von der Mess-Steuer-Vorrichtung 350 eine Drehposition zugeordnet. Der Elektromotor 110 wird für eine Drehbewegung in Richtung zur zugeordneten Drehposition mittels des Leistungsschalters 360 bestromt.The circuit 300 is further configured to determine a rotational position of the drive 100 from a ripple of a motor current. For this purpose, the circuit 300 has a shunt 340, which is connected to a measuring input of the measuring control device 350. The circuit 300 is arranged to control the mixed water temperature by means of the determined rotational position. For example, an input device (not shown) is provided, by means of which a mixed water temperature (for example, 35 ° C) can be input to the measurement control device 350. For this purpose, for example, buttons or a rotary control are provided (not shown). The selected mixing water temperature is assigned a rotational position by the measuring control device 350. The electric motor 110 is energized for a rotational movement in the direction of the associated rotational position by means of the circuit breaker 360.
Während der Drehbewegung des Elektromotors 110 wird die Welligkeit des Motorstroms durch den Elektromotor 110 zur Bestimmung der aktuellen Position genutzt. Jeder Welle wird dabei in Abhängigkeit von der Anzahl der Kommutatorlamellen des Elektromotors 110 ein Drehwinkel zugeordnet. Dabei kann der aktuelle Positionswert durch Addieren oder Subtrahieren gezählter Wellen der Welligkeit des Motorstroms bestimmt werden. Mit oder kurz vor einem Erreichen der der gewünschten Mischwassertemperatur zugeordneten Drehposition wird der Elektromotor 110 durch die Mess-Steuer-Vorrichtung 350 gestoppt, in dem die Mess- Steuer-Vorrichtung 350 den Leistungsschalter 360 entsprechend steuert.During the rotational movement of the electric motor 110, the ripple of the motor current is used by the electric motor 110 to determine the current position. Each wave is dependent on the Number of commutator bars of the electric motor 110 associated with a rotation angle. In this case, the current position value can be determined by adding or subtracting counted waves of the ripple of the motor current. With or just before reaching the rotational mixing position associated with the desired mixed water temperature, the electric motor 110 is stopped by the measurement control device 350 in which the measurement control device 350 controls the power switch 360 accordingly.
Vor einem Koppeln des Antriebs 100 mit einer Mischmechanik über die Kupplung 190 wird der Nockenring 130 bevorzugt automatisch in eineBefore coupling the drive 100 with a mixing mechanism via the coupling 190, the cam ring 130 is preferably automatically in a
Normierungsposition verfahren, wobei in der Normierungsposition derNormalization position method, wherein in the normalization position of the
Nocken 131 den Schalter 120 betätigt. Der Nocken 131 kann dabei von dem Nocken 132 durch die unterschiedlichen Breiten der Nocken unterschieden werden. Hierzu steuert die Mess-Steuer-Vorrichtung 350 ein Überfahren des Nockens und bestimmt die Breite des Nockens 131,Cams 131, the switch 120 is actuated. The cam 131 can be distinguished from the cam 132 by the different widths of the cams. To this end, the measurement control device 350 controls over the cam and determines the width of the cam 131,
132 anhand der Dauer der Betätigung des Schalters 130. Hierzu ist die132 based on the duration of the operation of the switch 130. For this purpose is the
Schaltung 300 über die Kabel 320 mit dem Schalter 120 verbunden.Circuit 300 is connected via the cables 320 to the switch 120.
Beispielsweise wird die Dauer der Betätigung des Schalters 130 mit einemFor example, the duration of the operation of the switch 130 with a
Schwellwert verglichen. Danach steuert die Mess-Steuer-Vorrichtung 350 den Antrieb 100 auf die Drehposition des schmalen Nockens 131.Threshold compared. Thereafter, the measurement control device 350 controls the drive 100 to the rotational position of the narrow cam 131.
Die Mischmechanik wird nun durch Einstellung der Position eines Thermostaten (200, Fig. 5) für die zugehörige Mischtemperatur - beispielsweise 38°C - mittels Messen der Mischtemperatur justiert. Beim erneuten Überfahren diese Drehposition erzeugt der Nocken 131 durch Betätigung des Schalters 120 einen Schaltimpuls charakteristischer Dauer, der der zugehörigen Mischtemperatur zugeordnet ist.The mixing mechanism is now adjusted by adjusting the position of a thermostat (200, Fig. 5) for the associated mixing temperature - for example, 38 ° C - by measuring the mixing temperature. When passing this rotational position again, the cam 131 generates a switching pulse of characteristic duration, which is assigned to the associated mixing temperature, by actuating the switch 120.
Ein aus der Welligkeit ermittelter aktueller Positionswert der Drehposition ist meist fehlerbehaftet, weicht also von der realen Drehposition ab. Fehler können dabei beispielsweise durch doppelt auftretende oder ausbleibende Wellen erzeugt werden. Der Fehler nimmt meist mit der Anzahl der Verstellungen zu. Die Schaltung 300 gemäß Fig. 1 ist ausgebildet und eingerichtet die aus der Welligkeit des Motorstroms bestimmte Drehposition anhand des charakteristischen Signals der vorbestimmten Mischwassertemperatur zuzuordnen. Mit Erkennung des Nockens 131 aus der Dauer der Betätigung des Schalters 120 ist ebenfalls die reale Drehposition bekannt, so dass der realen Drehposition ein aktueller Positionswert zugeordnet werden kann. Beispielsweise wird der aktuelle Positionswert durch einen fest gespeicherten, vorbestimmten Wert überschrieben. Dies kann auch als Normierung bezeichnet werden.A determined from the ripple current position value of the rotational position is usually faulty, so deviates from the real rotational position. Errors can be generated, for example, by doubly occurring or non-existent waves. The error usually increases with the number of adjustments. The circuit 300 according to FIG. 1 is designed and set up to associate the rotational position determined from the ripple of the motor current on the basis of the characteristic signal of the predetermined mixed water temperature. Upon detection of the cam 131 from the duration of the operation of the switch 120, the real rotational position is also known, so that the actual rotational position, a current position value can be assigned. For example, the current position value is overwritten by a permanently stored, predetermined value. This can also be called standardization.
Vorteilhafterweise wird dabei vor einer Freigabe eines - beispielweise durch andere Ventile gesteuerten - Wasserflusses durch das Mischventil die Drehposition des schmalen Nockens 131 durch eine Steuerung des Antriebs 100 durch die Mess-Steuer-Vorrichtung 350 überfahren und unmittelbar danach die gewählte Mischtemperatur durch Ansteuerung des Antriebs 100 durch die Mess-Steuer-Vorrichtung 350 gestellt. Nach dem Abschalten des Wasserflusses durch das Mischventil wird die Drehposition des schmalen Nockens 131 erneut überfahren und die Position des schmalen Nockens 131 direkt neben der Erhöhung 141 des Übertragungselements 140 gestellt um den Nocken 131 und die Erhöhung 141 zu entlasten und dennoch ein schnelles Anfahren der Drehposition für die gewählten Mischtemperatur zu ermöglichen.Advantageously, before a release of a - for example, controlled by other valves - water flow through the mixing valve, the rotational position of the narrow cam 131 by a control of the drive 100 by the measuring control device 350 run over and immediately afterwards the selected mixing temperature by driving the drive 100th through the measurement control device 350. After switching off the flow of water through the mixing valve, the rotational position of the narrow cam 131 is run over again and the position of the narrow cam 131 is placed directly next to the elevation 141 of the transmission element 140 to relieve the cam 131 and the elevation 141 and yet a quick start of the rotational position for the selected mixing temperature.
Der breitere Nocken 132 erzeugt beim Überfahren des Schalters 120 ebenfalls ein charakteristisches Signal, das eine Stellwegbegrenzung bewirkt. Hierzu erkennt die Mess-Steuer-Vorrichtung 350 anhand derThe wider cam 132 also generates a characteristic signal when driving over the switch 120, which causes a Stellwegbegrenzung. For this purpose, the measurement control device 350 recognizes on the basis of
Dauer der Betätigung des Schalters 120 das Überfahren des breitenDuration of operation of the switch 120 driving over the wide
Nockens 132 und stoppt den Elektromotor 110 in Abhängigkeit von dem für die Stellwegbegrenzung charakteristischen Signal. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass die Mechanik des Mischventils nicht in eine mechanische Begrenzung (Anschlag) verfahren wird, die zu einerCam 132 and stops the electric motor 110 in response to the signal characteristic for the travel limit. This provides the advantage that the mechanics of the mixing valve is not moved into a mechanical limit (stop), which leads to a
Beschädigung des Elektromotors 110 oder des Getriebes führen könnte. In Fig. 4 ist eine Explosionsdarstellung des Antriebs 100 schematisch dargestellt. Das Getriebegehäuse 180 weist eine Öffnung auf, durch die im montierten Zustand die Welle 139 des Nockenrings 130 hindurch in die Kupplung 190 ragt und mit dieser durch eine Innen-/Außenverzahnung drehfest verbunden ist. Der Nockenring 130 ist mittels Schrauben abtriebsseitig an einem Getriebeelement (nicht dargestellt) befestigt. Hingegen ist das Übertragungselement 140 drehfest am Getriebegehäuse 180 befestigt.Damage to the electric motor 110 or the transmission could result. In Fig. 4 is an exploded view of the drive 100 is shown schematically. The gear housing 180 has an opening through which the shaft 139 of the cam ring 130 protrudes into the coupling 190 in the mounted state and is rotatably connected thereto by an internal / external toothing. The cam ring 130 is attached by means of screws on the output side to a transmission element (not shown). By contrast, the transmission element 140 is fixed against rotation on the transmission housing 180.
Das in Figur 5 schematisch dargestellte thermostatisch geregelte Mischventil weist ein Gehäuse 1 auf, in dem in einer Bohrung 13 ein Ventileinsatz 2 angeordnet ist. Der Ventileinsatz 2 ist von einem becherförmigen Kopfstück 20 und einem Deckel 21 zu einer Baueinheit ausgebildet. In dem Ventileinsatz 2 ist ein Doppelventilsitzschieber 3a axial begrenzt verschiebbar angeordnet. Koaxial zum Doppelventilsitzschieber 3a ist ein Thermostat 200 vorgesehen, der mit einer Stirnseite axial an drei symmetrisch angeordneten Führungs- und Anschlagnasen des Doppelventilsitzschiebers 3a axial abgestützt ist. Der Thermostat 200 ist mit dem Antrieb 100 mit dem mechanisch kommutierten Elektromotor 110 aus Fig. 1 zur axialen Positionierung des Thermostaten 200 mechanisch gekoppelt.The schematically illustrated in Figure 5 thermostatically controlled mixing valve has a housing 1, in which in a bore 13, a valve core 2 is arranged. The valve insert 2 is formed by a cup-shaped head piece 20 and a cover 21 to form a structural unit. In the valve insert 2, a double valve seat slide 3a is arranged axially limited displaceable. Coaxial with the double valve seat slide 3a, a thermostat 200 is provided, which is axially supported with one end face axially on three symmetrically arranged guide and stop lugs of the double valve seat slide 3a. The thermostat 200 is mechanically coupled to the drive 100 with the mechanically commutated electric motor 110 of FIG. 1 for the axial positioning of the thermostat 200.
An einer inneren Stirnseite des Deckels 21 ist eine Rückstellfeder 6 einerseits und andererseits über ein Zwischenstück 34 an einer Schulter des Doppelventilsitzschiebers 3a abgestützt, so dass die Rückstellfeder 6 über den Doppelventilsitzschieber 3a den Thermostaten 200 in Richtung auf das Kopfstück 20 drückt. Der Thermostat 200 ist mit einem Dichtring gedichtet aus dem Kopfstück 20 herausgeführt und liegt mit einem in Abhängigkeit von der Mischwassertemperatur axial auslenkbaren Stößel an einer Überlastfeder 50 einer Stellschraube 5 an. Die Stellschraube 5 ist unverdrehbar axial begrenzt verschiebbar in dem Kopfstück 20 angeordnet, wobei am äußeren Endbereich ein Bewegungsgewinde 205 ausgebildet ist. Mit dem Bewegungsgewinde 205 ist eine Hülse 210 mit Innengewinde 215 in Eingriff, so dass durch eine Drehbewegung der Hülse 210 die Stellschraube 5 axial in Richtung von und zum Kopfstück 20 bewegbar ist. Diese Axialbewegung wird von dem Stößel auf den Thermostaten 200 und den Doppelventilsitzschieber 3a übertragen, so dass hierdurch eine Sollwerttemperatur des Mischwassers einstellbar ist.On an inner end face of the cover 21, a return spring 6 on the one hand and on the other hand via an intermediate piece 34 supported on a shoulder of the double valve seat slide 3a, so that the return spring 6 via the double valve seat slide 3a presses the thermostat 200 in the direction of the head piece 20. The thermostat 200 is sealed with a sealing ring led out of the head piece 20 and is located with a depending on the mixed water temperature axially deflectable plunger on an overload spring 50 of a set screw 5. The adjusting screw 5 is arranged non-rotatably axially limited displaceable in the head piece 20, wherein at the outer end portion of a movement thread 205 is formed. With the movement thread 205 is a sleeve 210 with Internal thread 215 into engagement, so that by a rotational movement of the sleeve 210, the adjusting screw 5 axially in the direction of and to the head piece 20 is movable. This axial movement is transmitted from the plunger to the thermostat 200 and the double valve seat slide 3a, so that thereby a setpoint temperature of the mixed water is adjustable.
Um die Stellschraube 5 mittels des Antriebs 100 für Änderung der Position des Thermostaten 200 axial zu verstellen ist die Hülse 210 mit dem Antrieb 100 gekoppelt. Vom Antrieb 100 ist in Fig. 5 das Getriebegehäuse 180 mit dem Getriebe dargestellt. Eine Welle 181 verbindet den Nockenring 130 mit der Hülse 210 in axialer Richtung.To axially adjust the adjusting screw 5 by means of the drive 100 for changing the position of the thermostat 200, the sleeve 210 is coupled to the drive 100. From the drive 100, the transmission housing 180 is shown in Fig. 5 with the transmission. A shaft 181 connects the cam ring 130 with the sleeve 210 in the axial direction.
Zur Übertragung der Kraft von dem Getriebe auf die Hülse 210 ist eine Kupplung 190 vorgesehen. Die Kupplung 190 des Ausführungsbeispiels der Fig. 5 weist eine Innen liegende Riffelverzahnung / Längsverzahnung 192 auf. Die Längsverzahnung 192 der Kupplung 190 greift in eine korrespondierende, Außen liegende Längsverzahnung 290 der Hülse 210.For transmitting the power from the transmission to the sleeve 210, a clutch 190 is provided. The coupling 190 of the embodiment of FIG. 5 has an internal serration / spline 192. The longitudinal toothing 192 of the coupling 190 engages in a corresponding outer longitudinal toothing 290 of the sleeve 210.
Eine durch den Elektromotor 110 erzeugte Drehbewegung des Getriebes des Antriebs 100 wird über die Kupplung 190 auf die Hülse 210 übertragen. Die Drehbewegung der Hülse 210 führt wiederum zu einer axialen Verstellung der Stellschraube 5, die den Thermostaten 200 wiederum in axialer Richtung verstellt. Weitere Details des Mischventils aus der Fig. 5 sind der EP 1 423 761 Bl zu entnehmen.A generated by the electric motor 110 rotational movement of the transmission of the drive 100 is transmitted via the coupling 190 to the sleeve 210. The rotational movement of the sleeve 210 in turn leads to an axial adjustment of the adjusting screw 5, which in turn adjusts the thermostat 200 in the axial direction. Further details of the mixing valve from FIG. 5 can be found in EP 1 423 761 B1.
In Fig. 6a ist ein anderes Ausführungsbeispiel eines Antriebs als schematische dreidimensionale Ansicht dargestellt. Als Geber-Sensor- System wird eine Reflexions-Lichtschranke verwendet. Die Reflexionen sind dabei von einem optischen Geber 130' mit Schlitzen 131', 138 bewirkt. Die Schlitzen sind dabei am äußeren Umfang einer Scheibe 130' angeordnet. Ein optischer Sensor 120' mit Lichtquelle ist zur Positionserkennung mit der Schaltung (nicht dargestellt) verbunden. In Fig. 6b ist ein Ausschnitt des optischen Gebers 130' schematisch dargestellt. Der Schlitz 130' ist für eine vorbestimmte Mischwassertemperatur als Signalerzeugungselement zur Erzeugung eines charakteristischen Signals für die Mischwassertemperatur vorgesehen. Weiterhin sind weitere Schlitze 138 als Elemente zur Signalerzeugung vorgesehen, die voneinander äquidistant beabstandet sind. Diese weiteren Schlitze 138 bilden dabei einen Inkrementalgeber über einen Teil des rotatorischen Verstellweges. Der Schlitz 130' für eine vorbestimmte Mischwassertemperatur ist von den weiteren Elementen 138 durch einen größeren Abstand beabstandet, so dass durch die Schaltung dieser Schlitz von den weiteren Elementen 138 unterscheidbar ist. Weiterhin ist in Fig. 6a ein Teilbereich 132' dargestellt, der keine Schlitze aufweist und der Verstellwegbegrenzung dient.In Fig. 6a, another embodiment of a drive is shown as a schematic three-dimensional view. The sensor sensor system used is a retro-reflective sensor. The reflections are effected by an optical encoder 130 'with slots 131', 138. The slots are arranged on the outer circumference of a disk 130 '. An optical sensor 120 'with light source is connected to the circuit (not shown) for position detection. In Fig. 6b, a section of the optical encoder 130 'is shown schematically. The slit 130 'is provided for a predetermined mixing water temperature as a signal generating element for generating a characteristic signal for the mixed water temperature. Furthermore, further slots 138 are provided as elements for signal generation which are equidistant from each other. These further slots 138 form an incremental encoder over part of the rotary adjustment path. The slot 130 'for a predetermined mixed water temperature is spaced from the further members 138 by a greater distance so that the circuit distinguishes this slot from the further members 138. Furthermore, in Fig. 6a, a portion 132 'is shown, which has no slots and the Verstellwegbegrenzung serves.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausgestaltungsvarianten der Figuren 1 bis 5 beschränkt. Beispielsweise ist es möglich einen anderen Geber, beispielsweise eine magnetische (magnetisierte oder magnetisch leitfähige) Scheibe und einen magnetischen Sensor (Hallsensor, induktiver Näherungsschalter) zu verwenden. Auch ist es möglich die Nocken des Nockenrings 130 anders auszubilden. Beispielsweise könnte die Normierungsposition für eine geeichte Mischtemperatur zwischen zwei schmalen Nocken vorgesehen sein. The invention is not limited to the illustrated embodiments of Figures 1 to 5. For example, it is possible to use another encoder, for example a magnetic (magnetized or magnetically conductive) disk and a magnetic sensor (Hall sensor, inductive proximity switch). It is also possible to form the cams of the cam ring 130 differently. For example, the normalization position for a calibrated mixing temperature between two narrow cams could be provided.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Gehäuse1 housing
2 Ventileinsatz2 valve insert
3a Doppelventilsitzschieber3a double valve seat slide
5 Stellschraube5 set screw
6 Rückstellfeder6 return spring
20 Kopfstück20 head piece
21 Deckel21 lids
34 Zwischenstück34 intermediate piece
50 Überlastfeder50 overload spring
100 Antrieb100 drive
110 Elektromotor110 electric motor
120 Schalter120 switches
120' optischer Sensor120 'optical sensor
130 Nockenring130 cam ring
130' optische Scheibe130 'optical disc
131, 132 Nocken131, 132 cams
131a, 131b, 132a, 132b Flanken131a, 131b, 132a, 132b flanks
131', 138 Schlitze131 ', 138 slots
132' Teilbereich132 'subarea
139 Welle139 wave
140 Übertragungselement140 transmission element
141 Erhöhung141 increase
141a, 141b Flanken141a, 141b flanks
145 Felderelement145 field element
180 Getriebegehäuse180 gearbox housing
181 Welle181 wave
190 Kupplung190 clutch
192 Innenverzahnung192 internal toothing
200 Thermostat200 thermostat
205 Schraubengewinde 210 Hülse205 screw thread 210 sleeve
215 Schraubeninnengewinde215 screw internal thread
290 Außenverzahnung290 external toothing
300 Schaltung300 circuit
310, 320 Kabel310, 320 cables
340 Shunt340 shunt
350 Mess-Steuer-Vorrichtung350 measuring control device
360 Leistungsschalter 360 circuit breakers

Claims

Ansprüche claims
1. Mischventil für Kalt- und Heißwasser mit thermostatischer Regelung der Mischwassertemperatur, - mit einem Thermostaten (200),1. Mixing valve for cold and hot water with thermostatic control of the mixed water temperature, - with a thermostat (200),
- mit einem Antrieb (100) mit einem mechanisch kommutierten Elektromotor (110), der zur Positionierung des Thermostaten (200) mit dem Thermostat (200) mechanisch gekoppelt ist, und- With a drive (100) with a mechanically commutated electric motor (110), which is mechanically coupled for positioning of the thermostat (200) with the thermostat (200), and
- mit einer Schaltung (300) zur Steuerung des Elektromotors (110), - bei dem die Schaltung (300) ausgebildet ist eine Drehposition des- With a circuit (300) for controlling the electric motor (110), - in which the circuit (300) is formed a rotational position of the
Antriebs (100) aus einer Welligkeit eines Motorstroms zu bestimmen und anhand der bestimmten Drehposition die Mischwassertemperatur zu steuern.To determine drive (100) from a ripple of a motor current and to control the mixed water temperature based on the determined rotational position.
2. Mischventil nach Anspruch 1,2. mixing valve according to claim 1,
- bei dem die Schaltung (300) ausgebildet ist die Drehposition mittels eines aktuellen Positionswerts durch Addieren oder Subtrahieren gezählter Wellen der Welligkeit des Motorstroms zu bestimmen.- In which the circuit (300) is adapted to determine the rotational position by means of a current position value by adding or subtracting counted waves of the ripple of the motor current.
3. Mischventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,3. mixing valve according to one of the preceding claims,
- bei dem der Antrieb (100) einen mit der Schaltung (300) verbundenen Positionssensor (120) aufweist,in which the drive (100) has a position sensor (120) connected to the circuit (300),
- bei dem der Antrieb (100) einen dem Positionssensor (120) zugeordneten Geber (130) aufweist. - In which the drive (100) has a the position sensor (120) associated with encoder (130).
4. Mischventil nach Anspruch 3,4. mixing valve according to claim 3,
- bei dem der Geber (130) und der Positionssensor (120) ausgebildet sind ein für eine vorbestimmte Mischwassertemperatur charakteristisches Signal zu erzeugen.- In which the encoder (130) and the position sensor (120) are adapted to generate a characteristic of a predetermined mixed water temperature signal.
5. Mischventil nach Anspruch 4,5. mixing valve according to claim 4,
- bei dem die Schaltung (300) ausgebildet ist die aus der Welligkeit des Motorstroms bestimmte Drehposition anhand des charakteristischen Signals der vorbestimmten Mischwassertemperatur zuzuordnen.- In which the circuit (300) is formed to assign the determined from the ripple of the motor current rotational position based on the characteristic signal of the predetermined mixed water temperature.
6. Mischventil nach Anspruch 5, - bei dem die Schaltung (300) ausgebildet ist zur Zuordnung der6. mixing valve according to claim 5, - wherein the circuit (300) is formed for the assignment of
Drehposition zur vorbestimmten Mischwassertemperatur einen aktuellen Positionswert auf einen vorbestimmten Wert zu setzen.Rotary position to the predetermined mixed water temperature to set a current position value to a predetermined value.
7. Mischventil nach einem der Ansprüche 3 bis 6, - bei dem der Geber für die vorbestimmte Mischwassertemperatur ein Signalerzeugungselement zur Erzeugung des charakteristischen Signals für die Mischwassertemperatur aufweist, und7. A mixing valve according to any one of claims 3 to 6, - in which the encoder for the predetermined mixed water temperature has a signal generating element for generating the characteristic signal for the mixed water temperature, and
- bei dem der Geber in bekannten Abständen zum Signalerzeugungselement weitere Elemente zur Signalerzeugung aufweist.- In which the encoder has at known intervals to the signal generating element further elements for signal generation.
8. Mischventil nach einem der Ansprüche 3 bis 7,8. mixing valve according to one of claims 3 to 7,
- bei dem der Geber (130) und der Sensor (120) ausgebildet sind ein für eine Stellwegbegrenzung charakteristisches Signal zu erzeugen, und- In which the encoder (130) and the sensor (120) are formed to generate a characteristic for a travel limit signal, and
- bei dem die Schaltung (300) ausgebildet ist den Elektromotor (110) anhand des für die Stellwegbegrenzung charakteristischen Signals zu stoppen. - In which the circuit (300) is adapted to stop the electric motor (110) based on the characteristic for the travel limit signal.
9. Mischventil nach einem der Ansprüche 3 bis 7,9. mixing valve according to one of claims 3 to 7,
- bei der der Positionssensor als Schalter (120) ausgebildet ist,in which the position sensor is designed as a switch (120),
- bei der der Geber als insbesondere abtriebsseitig vom Antrieb (100) bewegtes Nockenelement (130) ausgebildet ist, dessen Nocken (131, 132) zur Betätigung des Schalters (120) positioniert sind.- In which the encoder as in particular on the output side of the drive (100) moving cam member (130) is formed, whose cams (131, 132) for actuating the switch (120) are positioned.
10. Verfahren zum Betrieb eines Mischventils für Kalt- und Heißwasser mit thermostatischer Regelung der Mischwassertemperatur, - bei dem ein Thermostat (200) mittels eines mechanisch kommutierten Elektromotors (110) eines Antriebs (100) positioniert wird,10. A method for operating a mixing valve for cold and hot water with thermostatic control of the mixed water temperature, - in which a thermostat (200) by means of a mechanically commutated electric motor (110) of a drive (100) is positioned,
- bei dem eine Drehposition des Antriebs (100) aus einer Welligkeit des Motorstroms des Elektromotors (110) durch eine Schaltung (300) bestimmt wird um die Mischwassertemperatur anhand der bestimmten Drehposition zu steuern.- Wherein a rotational position of the drive (100) from a ripple of the motor current of the electric motor (110) by a circuit (300) is determined to control the mixed water temperature based on the determined rotational position.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei vor einer mechanischen Kopplung des Antriebs (100) und des Thermostats (200)11. The method of claim 10, wherein prior to mechanical coupling of the drive (100) and the thermostat (200)
- ein Geber (130) durch den Antrieb (100) in eine Soll-Position zu einem Positionssensor (120) bewegt wird,an encoder (130) is moved by the drive (100) into a desired position to a position sensor (120),
- der Thermostat (200) in eine Position für eine vorbestimmte Mischwassertemperatur bewegt wird, so dass die Position des Thermostaten (200) der Soll-Position des Gebers (130) zugeordnet wird. - The thermostat (200) is moved to a position for a predetermined mixed water temperature, so that the position of the thermostat (200) of the desired position of the encoder (130) is assigned.
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