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Die
Erfindung betrifft eine Sanitärarmatur nach
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Bekannt
sind Sanitärarmaturen
wie z. B. Wasserhähne,
die über
ein oder mehrere Bedienelemente mit berührungsloser oder berührungssensitiver
Charakteristik bedient werden. Bei solchen Sanitärarmaturen werden Bedienelemente
mit Sensoren verwendet, deren Empfindlichkeit jeweils so eingestellt
wird, dass sie bereits bei einer Annäherung mit der Hand ansprechen,
also berührungslos
arbeiten, oder aber erst bei einer tatsächlichen Berührung des Gehäuses der
Sanitärarmatur
ansprechen, also berührungssensitiv
arbeiten.
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Je
nach Art der Bedienung, wie z. B. An/Abstellen, Einstellen der Wassertemperatur
oder Wassermenge etc., liegt zwischen Betätigung des Bedienelementes
und der Auswirkung der Betätigung
auf den Betriebszustand der Sanitärarmatur, also dem tatsächlichen
An- oder Abstellen des Wasserausflusses oder einer Veränderung
von Wassertemperatur oder Wassermenge, eine gewisse Zeitspanne,
die länger
als die Reaktionszeit des Benutzers sein kann. Dies kann den Benutzer
dazu verleiten, das Bedienelement erneut zu betätigen. Eine solche Mehrfachbetätigung führt dann
aber zu unerwünschten
Resultaten.
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Beispiele
für Sanitärarmaturen
der eingangs genannten Art gehen aus der
DE 103 32 708 B3 ,
DE 38 12 736 C1 ,
DE 202 09 799 U1 oder
der
WO 03/106 772
A1 hervor. Diesen Sanitärarmaturen
gemeinsam ist der Umstand, dass eine erfolgreiche Betätigung eines
Bedienelements der Sanitärarmatur zwar
meistens, aber nicht immer durch ein Quittiersignal bestätigt wird.
Dadurch wird ein Nutzer der Sanitärarmatur in manchen Fällen im
Unklaren darüber gelassen,
ob eine gewünschte
Betätigung
erkannt wurde oder nicht. Dies könnte
ihn dazu veranlassen, die Sanitärarmatur
erneut zu betätigen,
was im besten Falle überflüssig ist,
unter Umständen
aber auch zu unerwünschten
Resultaten führen
kann.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sanitärarmatur
der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass bei ihr die Gefahr
einer Mehrfachbetätigung
durch einen Benutzer vermindert ist.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch eine Sanitärarmatur
mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen
sind den abhängigen
Ansprüchen
zu entnehmen.
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Die
Sanitärarmatur
weist, wie dies im Stand der Technik an sich bekannt ist, mindestens
ein Bedienelement zur Bedienung der Sanitärarmatur auf, das einen Sensor
mit berührungsloser
oder berührungssensitiver
Charakteristik enthält,
der innerhalb oder unterhalb einer transparenten Abdeckung angeordnet
ist. Unter der Abdeckung ist eine Anzeigeeinrichtung vorgesehen,
die von einer Steuereinrichtung angesteuert wird. Erfindungsgemäß erfolgt
die Ansteuerung derart, dass jede vom Sensor detektierte Annäherung eines
Benutzers durch ein Quittiersignal bestätigt wird, welches in einer
Veränderung
des Anzeigezustandes des Bedienelements besteht.
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Dadurch
wird dem Benutzer jede erfolgreiche Betätigung des Bedienelementes
optisch angezeigt. Er ist daher nicht mehr versucht, das Bedienelement
mehrfach zu betätigen,
wenn der gewünschte Erfolg
eine gewisse Zeitspanne auf sich warten lässt. Indem das Bedienelement
und die Anzeigeeinrichtung in räumlicher
Nähe unter
einer gemeinsamen transparenten Abdeckung angeordnet sind, wird
eine Veränderung
des Anzeigezustandes von einem Benutzer intuitiv sofort als Quittiersignal
für die
erfolgreiche Betätigung
verstanden. Eine sichere Bedienung ist daher auch ungeübten Benutzern
ohne weiteres möglich.
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Vorzugsweise
handelt es sich bei der Anzeigeeinrichtung um eine Leuchteinrichtung,
die bei Betätigung
des Bedienelementes ihren Leuchtzustand verändert. Dies ermöglicht eine
sichere Bedienung auch bei schlechten Lichtverhältnissen.
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Vorteilhaft
enthält
die Anzeigeeinrichtung eine Elektrolumineszens-Folie. Solche Folien
sind langlebig, wartungsfreundlich, Platz sparend und in nahezu
jeden beliebigen Aufbau zu integrieren. Weitere Vorteile von Elektrolumineszens-Folien
sind ihr geringes Gewicht und die geringe Wärmeentwicklung. Außerdem sind
sie vibrations- und druckunempfindlich und weisen einen geringen
Stromverbrauch auf. Elektrolumineszens-Folien können in praktisch beliebiger
Form gestaltet werden. Über
getrennt geführte
Versorgungsleitungen können
in einer Folie auch verschiedene Felder voneinander unabhängig betrieben
werden.
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Alternativ
kann die Anzeigeeinrichtung auch mindestens eine Leuchtdiode enthalten.
Leuchtdioden sind langlebig, preiswert und einfach anzusteuern.
Es gibt auch mehrfarbige Leuchtdioden, die beispielsweise rot oder
grün leuchten
können.
Eine solche mehrfarbige Leuchtdiode kann vorteilhaft so angesteuert
werde, dass sie im unbetätigten
Zustand des Bedienelementes in einer Farbe, z. B. Grün, leuchtet,
und so dem Benutzer intuitiv signalisiert, dass er das Bedienelement
betätigen
kann, und nach einer Betätigung
für kurze
Zeit in einer anderen Farbe, z. B. Rot, leuchtet, und so dem Benutzer
signalisiert, dass er das Bedienelement erfolgreich betätigt hat
und nun einstweilen keine erneute Betätigung nötig oder auch möglich ist.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Bedienelement als Kapazitätssensor
ausgebildet und umfasst eine auf der Innenseite der transparenten Abdeckung
aufgebrachte leitfähige
Beschichtung. Dies ermöglicht
einen besonders Platz sparenden Aufbau, erweist sich als sehr betriebssicher
und gestattet eine kostengünstige
und technisch wenig aufwendige Herstellung der Sanitärarmatur.
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Bei
einer solchen Ausführung
kann die leitfähige
Beschichtung zweckmäßig über ein
an der Innenseite der Abdeckung befestigtes, elektrisch leitendes
Elastomerteil und einen an einer Leiterplatte angebrachten Federkontakt
mit der Steuerungseinrichtung elektrisch verbunden werden. Dies
ermöglicht
einen sicheren und alterungsbeständigen
Kontakt auch unter harten Einsatzbedingungen in viel genutzten Sanitäreinrichtungen.
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Vorteilhaft
ist das Bedienelement als Einlegeteil ausgeformt, das in die transparente
Abdeckung eingelassen ist. Es ist so besonders gut gegen Korrosion
aufgrund Feuchtigkeitseinwirkung geschützt.
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Vorzugsweise
ist die Anzeigeeinrichtung auf einer gedruckten Leiterplatte angeordnet,
auf deren Ober- oder Unterseite auch die Steuerungseinrichtung befestigt
und mit der Anzeigeeinrichtung über auf
der Leiterplatte befindliche Leiterbahnen elektrisch verschaltet
ist. Die Verwendung gedruckter Leiterplatten sowohl als Träger für Steuerungseinrichtung
und Anzeigeeinrichtung als auch zu deren elektrischer Verschaltung
ermöglicht
eine einfache und kosteneffiziente Herstellung und erweist sich
als sehr betriebssicher.
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Im
folgenden werden drei Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1a ein
erstes Ausführungsbeispiel
eines Bedienelementes mit Anzeigeeinrichtung für eine Sanitärarmatur
im Schnitt,
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1b eine
Detailansicht des Ausschnitts A aus 1a,
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2a ein
zweites Ausführungsbeispiel
eines Bedienelementes mit Anzeigeeinrichtung für eine Sanitärarmatur
im Schnitt,
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2b eine
Detailansicht des Ausschnitts B aus 2a,
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3a ein
drittes Ausführungsbeispiel
eines Bedienelementes mit Anzeigeeinrichtung für eine Sanitärarmatur
im Schnitt,
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3b eine
Detailansicht des Ausschnitts C aus 3a,
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3c eine
Draufsicht auf das Bedienelement aus 3a, und
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4 ein
Beispiel einer Schaltungsanordnung für die Bedienung einer Sanitärarmatur über vier
Bedienelemente mit berührungsloser
oder berührungssensitiver
Charakteristik.
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In 1a ist
ein Bedienelement 10 für
eine Sanitärarmatur
gezeigt. Ein Ausschnitt A der 1a ist
in 1b vergrößert dargestellt.
Auf einem Grundkörper 11 mit
rundem Profil, der als Kopfstück auf
die Sanitärarmatur
montiert wird, ist eine transparente Abdeckung 12 befestigt.
Zwischen Abdeckung 12 und Grundkörper 11 befindet sich
eine Dichtung 16. In die Abdeckung 12 ist ein
als Einlegeteil ausgeformter Sensor 13 mit berührungsloser
Charakteristik eingelassen. Unter der Abdeckung befindet sich eine gedruckte
Leiterplatte 17, auf der ein Ringarray von Leuchtdioden 14 und
ein Mikroprozessor 15 angeordnet sind. Die Leuchtdioden 14 befinden
sich am Rand der Abde ckung 12, damit sie nicht von dem
mittig angeordneten Sensor 13 verdeckt werden.
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Der
Sensor 13 ist über
nicht gezeigte, sehr dünne
und daher praktisch unsichtbare Kontaktdrähte mit der Leiterplatte 17 verbunden. Über auf
der Leiterplatte 17 angeordnete Leiterbahnen sind Sensor 13,
Mikroprozessor 15 und Leuchtdioden 14 elektrisch
miteinander verbunden.
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Der
Mikroprozessor 15 dient zur Steuerung der Sanitärarmatur.
Detektiert der Sensor 13 eine Annäherung beispielsweise einer
Hand an die Abdeckung 12, so öffnet der Mikroprozessor ein
elektrisch betätigtes
Ventil in der Sanitärarmatur
und löst
so einen Wasserfluss aus. Daneben steuert der Mikroprozessor 15 auch
die Leuchtdioden 14 derart an, dass sie als Reaktion auf
eine vom Sensor 13 detektierte Annäherung an die Abdeckung 12 aufleuchten
und dem Benutzer so die erfolgreiche Betätigung signalisieren.
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Anstelle
einer einfachen Leuchtdiode 14 kann auch eine zweifarbige
Leuchtdiode, beispielsweise mit roter und grüner Farbe verwendet werden. Diese
kann so angesteuert werden, dass sie im betriebsbereiten Zustand
beispielsweise grün
leuchtet und als Reaktion auf eine vom Sensor 13 detektierte Annäherung an
die Abdeckung 12 als Signal für die erfolgreiche Betätigung von
Grün auf
Rot wechselt.
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Ein
zweites Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Bedienteils 20 für eine Sanitärarmatur
ist in 2a gezeigt. Ein Ausschnitt B
ist in 2b vergrößert dargestellt. Unter einer
Abdeckung 22 aus Glas befindet sich als Anzeigeeinrichtung
eine Elektrolumineszens-Folie 24. An der Innenseite der
Abdeckung 22 ist eine leitfähige Beschichtung 23 aufgebracht,
die als Kapazitätssensor
zum Detektieren einer Berührung
der Abdeckung 22 dient. Unter halb der Elektrolumineszens-Folie 24 befindet
sich eine gedruckte Leiterplatte 27, die auf ihrer Unterseite
einen Mikroprozessor 25 trägt. Über einen auf der Leiterplatte
angebrachten Federkontakt 29 und ein auf der Innenseite
der Abdeckung 22 befestigtes, elektrisch leitendes Elastomerteil 28 ist
die leitfähige
Beschichtung 23 mit der Leiterplatte 27 verbunden.
Das leitende Elastomerteil 28 und der Federkontakt 29 sorgen
für einen
vibrationssicheren elektrischen Kontakt.
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Um
die Elektrolumineszens-Folie 24 nicht zu verdecken, ist
die leitfähige
Beschichtung 23 entweder durchbrochen oder selbst transparent.
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Ein
Kapazitätssensor
umfasst allgemein zwei Elektroden, zwischen denen die Kapazität gemessen
wird. Eine Annäherung
an die Elektroden ändert
die Permeabilität
in der Nähe
der Elektroden und damit die Kapazität des Sensors. Im vorliegenden Fall
werden die beiden Elektroden durch die leitfähige Beschichtung 23 gebildet,
die zu diesem Zweck in zwei Felder eingeteilt ist. Der Mikroprozessor 25 wertet
eine durch Berührung
der Abdeckung 22 hervorgerufene Kapazitätsänderung zwischen den beiden Feldern
der leitfähigen
Beschichtung 23 aus und steuert eine weiter unten erläuterte Funktion
der Sanitäreinrichtung.
Gleichzeitig steuert der Mikroprozessor 25 die Elektrolumineszens-Folie 24 derart
an, dass diese ihren Leuchtzustand verändert.
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Die
Elektrolumineszens-Folie 24 ist eine dünne Folie, die durch das Anlegen
einer Spannung zum Leuchten angeregt wird. Auf einer als Träger dienenden
Polyesterfolie ist durch eine Mehrfachbeschichtung die als Flachkondensator
aufgebaute Lichtquelle ausgebildet. Das Grundprinzip ist ein Halbleiterphänomen. Elektronen
werden mittels einer Wechselspannung in ein höheres Energieniveau gehoben
und rekombinieren im sichtbaren Bereich. Elektrolumineszens-Folien sind so genannte
Lambertstrahler, d. h. sie geben ein annähern monochromatisches Licht
ab, das über
die gesamte Fläche
völlig
gleichmäßig verteilt
ist.
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Die
Elektrolumineszens-Folie 24 wird mit einer Wechselspannung
zwischen 125 V und 180 V bei einer Frequenz zwischen 200 Hz und
1000 Hz betrieben. Die Wechselspannung wird mit einem kleinen DC/AC-Converter
(nicht gezeigt) aus einer Eingangsspannung von 9–24 VDC gewonnen.
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Bei
einem dritten, in 3a gezeigten Ausführungsbeispiel
schließlich
befindet sich unter einer Abdeckung 32 aus Glas eine gedruckte
Leiterplatte 37 mit einem darauf angeordneten Leuchtdiodenfeld 34. 3b zeigt
eine vergrößerte Darstellung
des Ausschnittes C. Auf der Innenseite der Glasabdeckung 32 ist
wieder eine leitfähige
Beschichtung 33 aufgebracht, die über ein auf der Innenseite
der Abdeckung 32 befestigtes, elektrisch leitendes Elastomerteil 38 und
einen mit der Leiterplatte angebrachten Federkontakt 39 auf
der Leiterplatte 37 verbunden ist. Zwischen Leuchtdiodenfeld 34 und
Abdeckung 32 ist zusätzlich
noch eine Streuscheibe 34' angeordnet.
An der Unterseite der Leiterplatte 35 befindet sich wieder
ein Mikroprozessor, der die Kapazität der von der leitfähigen Beschichtung 34 gebildeten
Elektroden auswertet, bei einer Veränderung der Kapazität eine Funktion
der Sanitärarmatur
steuert und als Bestätigung
den Leuchtzustand des Leuchtdiodenfeld 34 ändert.
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3c zeigt
eine Draufsicht auf das Bedienelement 30. Das auf der gedruckten
Leiterplatte 37 unter der transparenten Abdeckung 32 angeordnete Leuchtdiodenfeld 34 besteht
aus 10 × 10
Leuchtdioden, die von dem Mikroprozessor 35 einzeln angesteuert
werden. Dadurch lassen sich verschiedene Zeichen oder Zahlen anzeigen,
wie in 3c beispielhaft dargestellt
die Zahl 1. Mit dem Leuchtdiodenfeld 34 kann somit auch
der Bedienzustand der Sanitärarmatur
dargestellt werden. So kann beispielsweise mit einer Skala von 0
bis 9 die Wassermenge oder die Wassertemperatur angezeigt und bei jeder
Bedienung um +/–1
verändert
werden. In 3c sind auch die beiden Felder 33a und 33b der leitfähigen Beschichtung 33 gezeigt,
die als Elektroden des Kapazitätssensor
dienen. Die leitfähige
Beschichtung ist transparent, um das Leuchtdiodenfeld 34 nicht
zu verdecken.
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Verschiedene
sensorgesteuerte Funktionen einer Sanitärarmatur sind in 4 in
einem Blockschaltbild dargestellt. Gezeigt ist ein Mikroprozessor 45,
an den eingangsseitig vier Sensoren S1, S2, S3, S4 mit berührungsloser
oder berührungssensitiver Charakertistik
angeschlossen sind. An zwei Ausgängen
steuert der Mikroprozessor 45 zwei elektrisch betriebene,
analog arbeitende Ventile V1 und V2 an. Ventil V1 dient als Warmwassermengenventil
und Ventil V2 als Kaltwassermengenventil eines Mischers in der Sanitärarmatur.
Sensor S1 dient zum Erhöhen, Sensor
S2 zum Erniedrigen der Wassertemperatur, Sensor S3 zum Erhöhen und
Sensor S4 zum Erniedrigen der Wassermenge. Der Mikroprozessor 45 steuert
in kleinen Inkrementen den Wasserdurchfluss durch die beiden Ventile
V1 und V2. Wird beispielsweise Sensor S1 betätigt, was einer Erhöhung der Wassertemperatur
entspricht, so öffnet
der Mikroprozessor das Warmwassermengenventil V1 um ein Inkrement
und schließt
gleichzeitig das Kaltwassermengenventil V2 um ein Inkrement. Dadurch
bleibt die Wassermenge konstant, die Wassertemperatur des gemischten
Wasserstrahls jedoch wird erhöht. Entsprechend
funktioniert eine Erniedrigung der Wassertemperatur bei Betätigung des
Sensors S2. Bei Betä tigung
der Sensoren S3 und S4 werden beide Ventile V1 und V2 um jeweils
ein Inkrement geöffnet
bzw. geschlossen, um so die aus der Sanitärarmatur ausfließende Wassermenge
zu erhöhen
bzw. zu erniedrigen.
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Als
Sensoren können
wie in den Ausführungsbeispielen
Kapazitätssensoren
eingesetzt werden. Alternativ können
aber auch andere Sensoren wie z. B. Infrarotsensoren verwendet werden.
Selbstverständlich
können
unter einer Abdeckung auch mehrere Sensoren angeordnet sein.