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Title:
SANITARY FITTING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/032336
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a sanitary fitting which comprises at least one actuating element (10, 20, 30) for actuating the sanitary fitting. Said actuating element comprises a contactless or contact-sensitive sensor (13, 23, 33) arranged inside or below a transparent cover (12, 22, 32). A display device (14, 24, 34) is mounted below said cover and is controlled by a control device (15, 25, 35) in such a manner that it changes its display status when the actuating element (10, 20, 30) is actuated, thereby confirming actuation.

Inventors:
KUNKEL HORST (DE)
Application Number:
PCT/EP2005/009014
Publication Date:
March 30, 2006
Filing Date:
August 20, 2005
Export Citation:
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Assignee:
HANSA METALLWERKE AG (DE)
KUNKEL HORST (DE)
International Classes:
E03C1/05
Domestic Patent References:
WO2004001142A12003-12-31
WO2003058102A12003-07-17
Foreign References:
DE3812736C11989-11-02
US20040032749A12004-02-19
US5868311A1999-02-09
US20030005514A12003-01-09
Attorney, Agent or Firm:
Ostertag, Ulrich (Eibenweg 10, Stuttgart, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Sanitärarmatur mit mindestens einem Bedienelement (10), 20, 30) zur Bedienung der Sanitärarmatur, das einen Sensor (13, 23, 33) mit berührungsloser oder berüh rungssensitiver Charakteristik aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (13, 23, 33) innerhalb oder unterhalb einer transparenten Abdeckung (12, 22, 32) angeordnet ist und dass unter der transparenten Abdeckung (12, 22, 32) eine Anzeigeeinrichtung (14, 24, 34) vorgesehen ist, die von einer Steuerungseinrichtung (15, 25, 35) derart angesteuert wird, dass sie bei erfolgreicher Betätigung des Bedien¬ elements (10, 20, 30) ihren Anzeigezustand als Bestätigung der Betätigung verändert.
2. Sanitärarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (14, 24, 34) eine Leuchteinrichtung ist, die bei Betätigung des Bedien¬ elementes ihren Leuchtzustand verändert.
3. Sanitärarmatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige¬ einrichtung (24) eine ElektrolumineszensFolie aufweist.
4. Sanitärarmatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (14, 34) mindestens eine vorzugsweise mehrfarbige Leucht¬ diode umfasst.
5. Sanitärarmatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (23, 33) als Kapazitätssensor ausgebildet ist und eine auf der Innen¬ seite der transparenten Abdeckung (22, 32) aufgebrachte leitfähige Beschichtung umfasst.
6. Sanitärarmatur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das die leitfähige Beschichtung (23, 33) über mindestens ein an der Innenseite der Abdeckung (22, 32) befestigtes, elektrisch leitendes Elastomerteil (28, 38) und einen an einer Leiterplatte (27, 37) angebrachten Fe¬ derkontakt (29, 39) mit der Steuerungseinrichtung (15. 25. 35) elektrisch verbunden ist.
7. Sanitärarmatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (13) als Einlegeteil ausgeformt ist, das in die transparente Ab¬ deckung (12) eingelassen ist.
8. Sanitärarmatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (14, 24, 34) auf einer gedruckten Leiterplatte (17, 27, 37) angeordnet ist, auf deren Ober oder Unterseite auch die Steuerungseinrichtung (15, 25, 35) befestigt und mit der Anzeigeeinrichtung (14, 24, 34) über auf der Leiterplatte (17, 27, 37) befindliche Leiterbahnen elektrisch ver¬ schaltet ist.
Description:
Sanitärarmatur

Die Erfindung betrifft eine Sanitärarmatur mit mindestens einem Bedieneleraent zur Bedienung der Sanitärarmatur, das einen Sensor mit berührungsloser oder berührungssensitiver Charakteristik aufweist.

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 ein¬ gestellt 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.

Je nach Art der Bedienung, wie z.B. An/Abstellen/ Einstel¬ len 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 Wasseraus¬ flusses oder einer Veränderung von Wassertemperatur oder Wassermenge, eine gewisse Zeitspanne, die länger als die Reaktionszeit des Benutzers sein kann. Dies kann den Be- nutzer dazu verleiten, das Bedienelement erneut zu betäti¬ gen. Eine solche Mehrfachbetätigung führt dann aber zu unerwünschten Resultaten.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sanitärarmatur mit mindestens einem Bedienelement mit

berührungsloser oder berührungssensitiver Charakteristik anzugeben, bei der die Gefahr einer Mehrfachbetätigung durch einen Benutzer vermindert ist.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Sanitärarmatur mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.

Erfindungsgemäß weist die Sanitärarmatur 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 Abde¬ ckung ist eine Anzeigeeinrichtung vorgesehen, die von einer Steuerungseinrichtung derart angesteuert wird, dass sie bei erfolgreicher Betätigung des Bedienelements ihren Anzeigezustand als Bestätigung der Betätigung verändert.

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 Anzeige¬ einrichtung in räumlicher Nähe unter einer gemeinsamen, transparenten Abdeckung angeordnet sind, wird eine Verän¬ derung des Anzeigezustandes von einem Benutzer intuitiv sofort als Quittiersignal für die erfolgreiche Betätigung verstanden. Eine sichere Bedienung ist daher auch ungeüb¬ ten Benutzern ohne weiteres möglich.

Vorzugsweise handelt es sich bei der Anzeigeeinrichtung um eine Leuchteinrichtung, die bei Betätigung des Bedienele¬ mentes ihren Leuchtzustand verändert. Dies ermöglicht eine sichere Bedienung auch bei schlechten Lichtverhältnissen.

Vorteilhaft enthält die Anzeigeeinrichtung eine Elektrolu- mineszens-Folie. Solche Folien sind langlebig, wartungs¬ freundlich, Platz sparend und in nahezu jeden beliebigen Aufbau zu integrieren. Weitere Vorteile von Elektrolumi- neszens-Folien sind ihr geringes Gewicht und die geringe Wärmeentwicklung. Außerdem sind sie vibrations- und druck¬ unempfindlich und weisen einen geringen Stromverbrauch auf. Elektrolumineszens-Folien können in praktisch belie¬ biger Form gestaltet werden. Über getrennt geführte Ver- sorgungsleitungen können in einer Folie auch verschiedene Felder voneinander unabhängig betrieben werden.

Alternativ kann die Anzeigeeinrichtung auch mindestens eine Leuchtdiode enthalten. Leuchtdioden sind langlebig, preiswert und einfach anzusteuern. Ξs gibt auch mehrfarbi¬ ge Leuchtdioden, die beispielsweise rot oder grün leuchten können. Eine solche mehrfarbige Leuchtdiode kann vorteil¬ haft so angesteuert werde, dass sie im unbetätigten Zu¬ stand des Bedienelementes in einer Farbe, z.B. Grün, leuchtet, und so dem Benutzer intuitiv signalisiert, dass er das Bedienelement betätigen kann, und nach einer Betä¬ tigung 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.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Bedienelement als Kapazitätssensor ausgebildet und umfasst eine auf der Innenseite der transparenten Abdeckung aufgebrachte leit- fähige Beschichtung. Dies ermöglicht einen besonders Platz sparenden Aufbau, erweist sich als sehr betriebssicher und gestattet eine kostengünstige und technisch wenig aufwen¬ dige Herstellung der Sanitärarmatur,

- U -

Bei einer solchen Ausführung kann die leitfähige Beschich- tung 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.

Vorteilhaft ist das Bedienelement als Einlegeteil ausge¬ formt, das in die transparente Abdeckung eingelassen ist. Es ist so besonders gut gegen Korrosion aufgrund Feuchtig¬ keitseinwirkung geschützt.

Vorzugsweise ist die Anzeigeeinrichtung auf einer gedruck¬ ten Leiterplatte angeordnet, auf deren Ober- oder Unter¬ seite 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 Steuerungs- einrichtung und Anzeigeeinrichtung als auch zu deren e- lektrischer Verschaltung ermöglicht eine einfache und kosteneffiziente Herstellung und erweist sich als sehr betriebssicher.

Im folgenden werden drei Ausführungsbeispiele der Erfin¬ dung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur Ia ein erstes Ausführungsbeispiel eines Bedienele- mentes mit Anzeigeeinrichtung für eine Sanitär¬ armatur im Schnitt,

Figur Ib eine Detailansicht des Ausschnitts A aus Figur

Ia,

Figur 2a ein zweites Ausführungsbeispiel eines Bedienele¬ mentes mit Anzeigeeinrichtung für eine Sanitär¬ armatur im Schnitt,

Figur 2b eine Detailansicht des Ausschnitts B aus Figur 2a,

Figur 3a ein drittes Ausführungsbeispiel eines Bedienele¬ mentes mit Anzeigeeinrichtung für eine Sanitär- armatur im Schnitt,

Figur 3b eine Detailansicht des Ausschnitts C aus Figur 3a,

Figur 3c eine Draufsicht auf das Bedieneletnent aus Figur 3a, und

Figur 4 ein Beispiel einer Schaltungsanordnung für die

Bedienung einer Sanitäramnatur über vier Bedien- elemente mit berührungsloser oder berührungs¬ sensitiver Charakteristik.

In Figur Ia ist ein Bedienelement 10 für eine Sanitär¬ armatur gezeigt. Ein Ausschnitt A der Figur Ia ist in Figur Ib vergrößert dargestellt. Auf einem Grundkörper 11 mit rundem Profil, der als Kopfstück auf die Sanitärarma¬ tur montiert wird, ist eine transparente Abdeckung 12 befestigt. Zwischen Abdeckung 12 und Grundkörper 11 befin¬ det 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.

Der Sensor 13 ist über nicht gezeigte, sehr dünne und daher praktisch unsichtbare Kontaktdrähte mit der Leiter¬ platte 17 verbunden. Über auf der Leiterplatte 17 angeord¬ nete Leiterbahnen sind Sensor 13, Mikroprozessor 15 und Leuchtdioden 14 elektrisch miteinander verbunden.

Der Mikroprozessor 15 dient zur Steuerung der Sanitär¬ armatur. Detektiert der Sensor 13 eine Annäherung bei¬ spielsweise 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.

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 beispiels¬ weise 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.

Ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bedienteils 20 für eine Sanitärarmatur ist in Figur 2a gezeigt. Ein Ausschnitt B ist in Figur 2b vergrößert dar¬ gestellt. 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 Elasto¬ merteil 28 ist die leitfähige Beschichtung 23 mit der Leiterplatte 27 verbunden. Das leitende Elastomerteil 28 und der Federkontakt 29 sorgen für einen vibrationssiche¬ ren elektrischen Kontakt.

Um die Elektrolumineszens-Folie 24 nicht zu verdecken, ist die leitfähige Beschichtung 23 entweder durchbrochen oder selbst transparent.

Ein Kapazitätssensor umfasst allgemein zwei Elektroden, zwischen denen die Kapazität gemessen wird. Eine Annähe¬ rung 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 hervorgerufe¬ ne Kapazitätsänderung zwischen den beiden Feldern der leitfähigen Beschichtung 23 aus und steuert eine weiter unten erläuterte Funktion der Sanitäreinrichtung. Gleich¬ zeitig steuert der Mikroprozessor 25 die Elektrolumines- zens-Folie 24 derart an, dass diese ihren Leuchtzustand verändert.

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.

Die Elektrolumineszens-Folie 24 wird mit einer Wechsel¬ spannung zwischen 125 V und 180 V bei einer Frequenz zwi¬ schen 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.

Bei einem dritten, in Figur 3a gezeigten Ausführungs¬ beispiel schließlich befindet sich unter einer Abdeckung 32 aus Glas eine gedruckte Leiterplatte 37 mit einem dar¬ auf angeordneten Leuchtdiodenfeld 34. Figur 3b zeigt eine vergrößerte Darstellung des Ausschnittes C. Auf der Innen¬ seite der Glasabdeckung 32 ist wieder eine leitfähige Beschichtung 33 aufgebracht, die über ein auf der Innen- seite der Abdeckung 32 befestigtes, elektrisch leitendes Elastomerteil 38 und einen mit der Leiterplatte angebrach¬ ten Federkontakt 39 auf der Leiterplatte 37 verbunden ist. Zwischen Leuchtdiodenfeld 34 und Abdeckung 32 ist zusätz¬ lich noch eine Streuscheibe 34' angeordnet. An der Unter- seite der Leiterplatte 35 befindet sich wieder ein Mikro¬ prozessor, der die Kapazität der von der leitfähigen Be¬ schichtung 34 gebildeten Elektroden auswertet, bei einer Veränderung der Kapazität eine Funktion der Sanitärarmatur steuert und als Bestätigung den Leuchtzustand des Leucht- diodenfeld 34 ändert.

Figur 3c zeigt eine Draufsicht auf das Bedienelement 30. Das auf der gedruckten Leiterplatte 37 unter der transpa¬ renten Abdeckung 32 angeordnete Leuchtdiodenfeld 34 be- steht aus 10 x 10 Leuchtdioden, die von dem Mikroprozessor

35 einzeln angesteuert werden. Dadurch lassen sich ver¬ schiedene Zeichen oder Zahlen anzeigen, wie in Figur 3c beispielhaft dargestellt die Zahl 1. Mit dem Leuchtdioden¬ feld 34 kann somit auch der Bedienzustand der Sanitärarma- tur dargestellt werden. So kann beispielsweise mit einer Skala von 0 bis 9 die Wassermenge oder die Wassertempera¬ tur angezeigt und bei jeder Bedienung um +/-1 verändert werden. In Figur 3c sind auch die beiden Felder 33a und 33b der leitfähigen Beschichtung 33 gezeigt, die als E- lektroden des Kapazitätssensor dienen. Die leitfähige

Beschichtung ist transparent, um das Leuchtdiodenfeld 34 nicht zu verdecken.

Verschiedene sensorgesteuerte Funktionen einer Sanitär- armatur sind in Figur 4 in einem Blockschaltbild dar¬ gestellt. Gezeigt ist ein Mikroprozessor 45, an den ein- gangsseitig vier Sensoren Sl, S2, S3, S4 mit berührungs¬ loser oder berührungssensitiver Charakertistik angeschlos¬ sen sind. An zwei Ausgängen steuert der Mikroprozessor 45 zwei elektrisch betriebene, analog arbeitende Ventile Vl und V2 an. Ventil Vl dient als Warmwassermengenventil und Ventil V2 als Kaltwassermengenventil eines Mischers in der Sanitärarmatur. Sensor Sl dient zum Erhöhen, Sensor S2 zum Erniedrigen der Wassertemperatur, Sensor S3 zum Erhöhen und Sensor S4 zum Erniedrigen der Wassermenge. Der Mikro¬ prozessor 45 steuert in kleinen Inkrementen den Wasser- durchfluss durch die beiden Ventile Vl und V2. Wird bei¬ spielsweise Sensor Sl betätigt, was einer Erhöhung der Wassertemperatur entspricht, so öffnet der Mikroprozessor das Warmwassermengenventil Vl 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 Beta-

tigung der Sensoren S3 und S4 werden beide Ventile Vl und V2 um jeweils ein inkrement geöffnet bzw. geschlossen, um so die aus der Sanitärarmatur ausfließende Wassermenge zu erhöhen bzw. zu erniedrigen.

Als Sensoren können wie in den Ausführungsbeispielen Kapa¬ zitätssensoren eingesetzt werden. Alternativ können aber auch andere Sensoren wie z.B. Infrarotsensoren verwendet werden. Selbstverständlich können unter einer Abdeckung auch mehrere Sensoren angeordnet sein.