-
Steuerungsschaltung für eine Sanitärarmatur
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Steuerungsschaltung für eine Sanitärarmatur, mit der
wahlweise zwei Wasserströme unterschiedlicher Temperatur durch die Sanitärarmatur
geleitet werden können, mit einem die Wasserströmung auslösenden Sensor und mit
die Wasserströme regelnden Magnetventilen.
-
Steuerschaltungen dieser Art finden hauptsächlich zur Betätigung von
Sanitärarmaturen in öffentlichen Einrichtung Verwendung. Insbesondere in Raststätter
an Autobahnen oder dergl. bemüht man sich, sanitäre Einrichtungen bereitzustellen,
die problemlos und hygienisch zu bedienen sind, dabei eine Robustheit aufweisen,
welche die Anlagen vor mutwilliger Beschädigung schützt. Dem Publikum werden dabei
wahlweise zwei rscned-ene Wassertemperaturen angeboten Zur normalen Säuberung reicht
Kaltwasser aus; zur Intensivreinigung wird ein Mischwasser konstanter Temperatur
zur Verfügung gestellt die beispielsweise bei 370 C liegt. Die bekannten Steuerungsschaltungen
weisen zur Wahl der gewünschten Wassertemperatur einfach zwei Tasten auf1 die entsprechende
Markierungen aufweisen und mit denen die .Magnetventile in den Wasserwegen direkt
angesteuert werden. Dies hat den Nachteil, daß zum einen verhältnismäßig ausführllche
Anweisungen an den Benutzer gegeben werden müssen wie er die von ihm gewünschte
Wassertemperatur erhält; zum anderen läuft unter den geschilderten Bedingungen das
warme Wasser verhältnismäßig häufig, auch dann1 wenn es nicht benötigt wird Beispielsweise
wird die vom Vorbenutzer gewählte höhere Wassertemperatur der Bequemlichkeit halber
einfach übernommen.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steuerungsschaltung
der eingangs genannt Art derart fortzubilden, daß das wärmere Wasser nur dann fließt,
wenn es tatsächlich
vom Benutzer ernsthaft gewünscht wird, und dabei
gleichzeitig den Aufbau der Bedienungselemente zu vereinfachen.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuerungsschaltung
einen Logikkreis enthält, der von dem Sensor und einem Kommandogeber Steuersignale
erhält und hiernach alternativ ein erstes Ausgangssignal K zur Steuerung des kälteren
Wasserstroms oder ein zweites Ausgangssignal W zur Steuerung des wärmeren Wasserstroms
erzeugt, wobei das erste Ausgangssignal K vor dem zweiten Ausgangssignal W Vorrang
hat und der Logikkreis durch die Abschaltflanke des Steuersignals des Sensors jedes
Mal in einen Zustand zurückgestellt wird, in dem er das erste Ausgangssignal K erzeugt.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen der Steuerungsschaltung sind in den Unteransprüchen
angegeben. Die erfindungsgemäße Steuerungsschaltung ist schon deshalb einfacher
zu bedienen, weil nur ein Bedienungselement vorgesehen ist. Dadurch, daß das kältere
Wasser Vorrang vor dem wärmeren Wasser besitzt und somit wärmeres Wasser nur dann
fließt, wenn die Bedienungsperson hierzu eigens tätig wird, lassen sich erhebliche
Einsparungen an wärmerem Wasser erzielen. Die Warmwassereinstellung des Vorbenutzers
bleibt bei einem nächsten Benutzer nicht erhalten.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der ieichnung
näher erläutert; es zeigen Figur 1: schematisch das Blockschaltbild der erfindungsgemäßen
Steuerung; Figur 2: Impulsfolgent die in der Schaltungsanordnung von Figur 1 auftreten;
Figur
3: ein konkretes Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Steuerungsschaltung;
Figur 4: ein weiteres Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Steuerungsschaltung
Die in Figur 1 dargestellte Steuerungsschaltung für zwei Wasserströme enthält als
zentrale Einheit einen L.ogikkreis 1 Der Lcgikkreis 1 wird von zwei Steuersignalen
S, T beaufschlagt. Das erste Steuersignal S wird von einem berührungslos arbeitenden
Sensor 2 erzeugt, der beispielsweise nach dem Reflexionsprinzip mit sichtbarem oder
IR-Licht arbeiten kann. Das Sensorsignal.S steht solange an, wie sich der Benutzer
im Bereich des Wasserauslaufs befindet und überhaupt ein Wasserauslauf, sei dieser
nun kalt oder warm, gewünscht wird. Das zweite Steuersignal T rührt von einem Kommandogeber
31 mit dem nach Wunsch des Benutzers ein Wechsel von Kaltwasser- zum Mischwasserauslauf
bewirkt werden kann.
-
Bei dem Kommandogeber kann es sich um einen mechanischen Taster oder
auch um einen berührungslos arbeitenden Sensor handeln. Im letzteren Falle wird
durch einen geeigneten räumlichen Empfindlichkeitsbereich dafür gesorgt, daß der
Kommandosensor nicht schon bei bloßes Anwesenheit einer Person im Bereich des Wasserauslaufs
auslöst {wie dies beim Sensor 2 der Fall ist), sondern erst bei bewußter, weiterer
Annäherung, beispielsweise der Hand.
-
In Abhängigkeit von den Steuersignalen 5 T entwickelt der Logikkreis
1 zwei Ausgangssignale X, W. Das Ausgangssignal X wird über eine Treiberstufe 4
dem Xaltwasser-Magnetventil 6 zugeführt. Solange es ansteht ist das Kaltwasser-Magnetventil
6 geöffnet. baB zweite Ausgangssignal W steuert in entsprechender Weise über eine
Treiberstufe 5 das Mischwasser-Magnetventil 7 aus.
-
Die mit dem Logikkreis 1 im einfachsten Falle erzielte Funktion sei
anhand der in Figur 2 dargestellten Impulsfolgen erläutert.
-
Figur 2a zeigt ein angenommenes Beispiel für das Sensorsignal S. Zur
Zeit t = t0 wird der Sensor 2 ausgelöst, beispielsweise dadurch, daß die Hände oder
ein anderes Körperteil des Benutzers in den Empfindlichkeitsbereich des Sensors
2 gebracht werden. Der Sensor 2 bleibt bis zur Zeit t3 in Funktion, zu welcher der
Benutzer von dem-Waschtisch oder dergleichen wegtritt.
-
Die ansteigende Flanke des Sensorsignals S löst nun unabhängig von
der letzten Benutzungsart der Armatur immer zunächst ein Signal K aus (vergl. Figur
2c). Mit anderen Worten: Dem Kaltwasserweg kommt eine Vorrangfunktion zu: ohne besonderes
Zutun des Benutzers fließt zunächst immer Kaltwasser, auch wenn der vorhergehende
Benutzer zuletzt Mischwasser gezapft hat.
-
Wünscht der Benutzer den Ubergang von Kalt- auf Warmwasser, so betätigt
er den Kommandogeber 3, erzeugt also ein Signal T. Dessen ansteigende Flanke, die
in Figur 2 bei t liegt, bewirkt zweierlei: zum einen wird der Kaltwasserfluß gestoppt,
zum anderen wird ein Signal W erzeugt, also das Mischwasser-Magnetventil aufgesteuert.
-
Das Ende des Sensorsignals S zur Zeit t3 beendet nicht nur den Warmwasserfluß;
gleichzeitig wird der Logikkreis 1 auch so zurückgestellt, daß bei erneuter Betätigung
des Sensors 2 zunächst wieder Kaltwasser fließt.
-
In Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung,
mit welcher die geschilderten Funktionen erzielt werden können, näher dargestellt.
Die verschiedenen Komponenten
tragen dieselben Bezugszeichen wie
in Figur 1, um 100 erhöht. So entspricht dem Logikkreis 1 von Figur 1 in Figur 3
die gestrichelt eingerahmte Einheit 101. Diese wird vom Sensor 102 und vom Kommandogeber
103 angesteuert und erzeugt die Ausgangssignale K und W für die Trelberstufen 104
und 105.
-
Das Sensor-Ausgangssignal S wird an einen Eingang eines UND-Gliedes
108 und an eine Differentiationsstufe 109 gelegt Die Differentiationsstufe 109 erzeugt
aus der abfallenden Flanke des Sensorsignales S einen Impuls, der an den Rückstell-Eingang
eines Flip-Flop 110 gelegt wird.
-
Das Kommandosignal T wird ebenfalls an eine Differentiationsstufe
511 gelegt, die aus der ansteigende Flanke einen puls erzeugt. Dieser wird dem Stell-Eingang
des Flip-Flop 110 zugeführt.
-
Das Flip-Flop 110 besitzt zwei Ausgänge Der Ausgang "1" liegt "hoch",
führt also als Ausgangssignal eine "1", wenn zuvor der Stell-Eingang beaufschlagt
wurde. Der Ausgang "1" liegt tief, führt also das Ausgangssignal "0", wenn zuvor
der Rückstell-Eingang beaufschlagt wurde Der Ausgang 2« verhält sich komplementär
zum Ausgang 1 , liegt also "hoch", wenn dieser "tief" liegt und umgekehrt.
-
Der «I«-Ausgang des Flip-Flop ist ist mit ene-r- Eingang eines zweiten
LiND-Gliedes 112 verbunden, dessen anderer Eingang ebenfalls vom Sensorausgangssignal
S beaufschlagt wird Der "0"-Ausqang des Flip-Flop 110 ist mit dem zweiten Eingang
des UNDGliedes 103 verbunden.
-
Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 103 stellt das Signal K, das Ausgangssignal
des UND-Gliedes 112, dds Signal W dar,
Die Funktion dieser Schaltungsanordnung
ist folgende: Solange ein Sensorsignal S erzeugt wird, ist jeweils ein Eingang der
UND-Glieder 108 und 112 hierdurch belegt. Die Frage, welches der UND-Glieder durchsteuert,
ob also ein Signal K oder ein Signal W erzeugt wird, entscheidet sich am Zustand
des Flip-Flop 110. Zu Beginn des Sensorsignals S (Zeitpunkt t0 in Figur 2) ist das
Flip-Flop 110 aus unten erläuterten Gründen stets zurückgestellt (auf eine Ausnahme
wird ebenfalls noch eingegangen). Dies bedeutet, daß der "0"-Ausgang des Flip-Flop
110 "hoch" liegt und somit der zweite Ausgang des UND-Gliedes 108 beaufschlagt wird.
Dieses steuert durch und erzeugt ein Signal K. Wird nun zur Zeit t1 (Figur 2) der
Kommandogeber 3 betätigt, so wird durch die Differentiationsstufe 111 der Stell-Eingang
des Flip-Flop 110 getriggert. Hierdurch kehren sich die Schaltzustände an den Ausgängen
des Flip-Flop 110 um. Der "1"-Ausgang liegt nun "hoch", der "0"-Ausgang liegt nun
"tief". Dies hat zur Folge, daß nunmehr anstelle des UND-Gliedes 108 das UND-Glied
112 durchsteuert und ein Signal W erzeugt.
-
Am Ende des Sensorsignals S zur Zeit t = t3 (Figur 2) wird über die
Differentiationsstufe 109 in jedem Falle das Flip-Flop 110 zurückgestellt. Da außerdem
eines der Signale an den UND-Gliedern 108 und 112 wegfällt, können diese auch keine
Ausgangssignale K oder W mehr erzeugen.
-
Bei der oben beschriebenen Schaltung ist es möglich, den Kommandogeber
103 auch in der Zeit zwischen zwei Sensorsignalen, also in Figur 2 zwischen t3 und
t4 zu bedienen.
-
Beim Auftreten des Sensorsignals 5 würde dann sofort wärmeres Wasser
fließen. Falls dies nicht gewünscht wird, kann die Weitergabe des Kommandosignales
T in der Zeit, in welcher der Sensor 102 nicht arbeitet, blockiert werden. Beispielsweise
kann das Kommandosignal über ein UND-Glied ge-
leitet werden, das
als zweites Eingangssignal das Sensorsignal S erhält.
-
Unter Umständen kann es günstig sein, sicherzustellen, daß bei Beginn
der Armaturenfunktion zunächst in jedem Falle eine kurze Zeit kaltes Wasser fließt.
Eine Schaltungsanordnung, die dies leistet, ist in Figur 4 dargestellt. Sie entspricht
weitgehend der Schaltungsanordnung nach Figur 3; entsprechende Bauelemente haben
daher dasselbe Bezugszeichen, plus 100, erhalten.
-
Gegenüber Fig.3 unverändert vorhanden sind die folgenden Bauelemente:
Sensor 202, Kommandogeber 203, UND-Glied 298, Differentiationsstufe 211, Flip-Flop
210 sowie die Treiberstufen 204 und 205.
-
Zusätzliche Funktionen haben übernommen und sind daher modifiziert:
die Differentiationsstufe 209 und das UND-Glied 212.
-
Erstere hat nunmehr einen zusätzlichen Ausgang, an dem bei der ansteigenden
Flanke des Sensorsignals ein Triggersignal auftritt. Das UND-Glied 212 besitzt einen
dritten Eingang.
-
Neue Komponenten in der Schaltung von Figur 4 sind eine monostabile
Kippstufe 213, ein ODER=Glied 215 und Inverter 216.
-
Der zusätzliche Ausgang der Differentiationsstufe 209 Ist mit dem
Eingang der monostabilen Kippstufe 213 verbunden Diese erzeugt, wenn sie getriggert
wird, einen Recht impuls der Länge%1. Der Ausgang der Kippstufe 2t3 ist mit einem
Eingang des ODR-GIieds 215 und über den Inverter 216 mit dem zusätzlichen Eingang
des UND-Gleds 212 verbunden.
-
Der Ausgang des UND-Gliedes 203, das dem UND-Glied 108 von Figur 3
entspricht,- ist mit einem zweiten Eingang des ODER-Glieds 215 gekoppelt Am Ausgang
des ODER-Glieds 215 entsteht das Signal .
-
Die Funktion der gegenüber Figur 3 unveränderten oder modifizierten
Komponenten ist dieselbe wie dort. Sie braucht daher nicht erneut beschrieben zu
werden.
-
Die zusätzlichen Komponenten und die Modifikationen von Komponenten
aus Figur 3 dienen dazu, zu Beginn der Sensortätigkeit auf jeden Fall während der
Zeit%1 einen Kaltwasserfluß zu erzwingen und einen Mischwasserfluß zu unterbinden.
-
Hierzu stößt der am Plus-Ausgang der Differentiationsstufe 209 durch
die positive Anstiegsflanke des Sensorsignals S ausgelöste Triggerimpuls die Kippstufe
213 an. Dessen Ausgangssignal gelangt durch das ODER-Glied 215 und bildet so ein
Signal K der Länger1. Es wird außerdem über den Inverter 216 an den dritten Eingang
des UND-Gliedes 212 gelegt, stellt dort also eine Unterbrechung des normalerweise
vorhandenen Dauersignals dar. Dies hat zur Folge, daß das Signal W während der Zeit
t1 in jedem Falle unterdrückt wird. Die Schaltung von Figur 4 kann so abgewandelt
werden, daß nach Ende des Sensorsignals noch ein kurzer Kaltwasser-Nachlauf erfolgt.
-
Die hierfür erforderlichen Komponenten sind in Figur 4 gestrichelt
eingezeichnet. Dabei handelt es sich um eine weitere monostabile Kippstufe 214,
die Impulse der Zeitdauer 2 erzeugt. Ihr Eingang ist mit dem Minus-Ausgang der Differentiationsstufe
209 und ihr Ausgang mit einem dritten Eingang des ODER-Glieds 215 verbunden. Die
Kippstufe 214 wird also durch die Abschaltflanke des Sensorsignals S angesto-Ben
und erzeugt, durch das ODER-Glied 215 hindurch, ein Signal K der Längen 2.
-
Selbstverständlich ist es ohne weiteres möglich, über die geschilderten
Maßnahmen hinaus in bekannter Weise Verzögerungsglieder vorzusehen, die ein sporadisches,
überrasches Schalten des Logikkreises verhindern.
-
L e e r s e i t e