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Title:
SANITARY FITTING COMPRISING A PLURALITY OF DIAPHRAGM VALVES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/200632
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a sanitary fitting (1), at least comprising: - a shower head (2), - at least one feed inlet (3), - a plurality of diaphragm valves (4, 5, 6), each having a diaphragm (7) for controlling a plurality of outlets (8, 9, 10) and a respective counter-pressure chamber (11) connected to the at least one feed inlet (3), and - a controller (12) for controlling the plurality of diaphragm valves (4, 5, 6), the controller (12) having a plurality of control channels (13, 14, 15) with a plurality of control valves (16, 17, 18), wherein the control channels (13, 14, 15) connect the counter-pressure chambers (11) of the diaphragm valves (4, 5, 6) to the at least one feed inlet (3), bypassing the diaphragms (7).

Inventors:
HEUBROCK DOMINIK (DE)
MAY SASCHA (DE)
FLÜGGE SIMON (DE)
SCHRÖDER CLAUDIA (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/055878
Publication Date:
October 08, 2020
Filing Date:
March 05, 2020
Export Citation:
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Assignee:
GROHE AG (DE)
International Classes:
B05B1/16; E03C1/04
Domestic Patent References:
WO2011037115A12011-03-31
Foreign References:
US20150238984A12015-08-27
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Claims:
Patentansprüche

1. Sanitärarmatur (1), zumindest aufweisend:

- einen Brausekopf (2),

- zumindest einen Zulauf (3),

- eine Mehrzahl von Membranventilen (4, 5, 6) mit jeweils einer Membran (7) zum Steuern einer Mehrzahl von Abläufen (8, 9, 10) und jeweils einer mit dem zumindest einen Zulauf (3) verbundenen Gegendruckkammer (11), und

- eine Steuerung (12) zum Steuern der Mehrzahl von Membranventilen (4, 5, 6), wobei die Steuerung (12) eine Mehrzahl von Steuerkanälen (13, 14, 15) mit einer Mehrzahl von Steuerventilen (16, 17, 18) aufweist, und wobei die Steuerkanäle (13, 14, 15) die Gegendruckkammern (11) der Membranventile (4, 5, 6) unter Umgehung der Memb ranen (7) mit dem zumindest einen Zulauf (3) verbinden. 2. Sanitärarmatur (1) nach Patentanspruch 1, wobei die Steuerkanäle (IS, 14, 15) mit einer

Ansaugvorrichtung (19) des zumindest einen Zulaufs (3) verbunden sind.

3. Sanitärarmatur (1) nach Patentanspruch 2, wobei die Ansaugvorrichtung (19) eine Wir belkammer (28) umfasst.

4. Sanitärarmatur (1) nach Patentanspruch 2 oder 3, wobei die Ansaugvorrichtung (19) eine Venturi-Düse umfasst.

5. Sanitärarmatur (1) nach einem der Patentansprüche 2 bis 4, wobei die Ansaugvorrichtung (19) außerhalb des Brausekopfs (2) angeordnet ist.

6. Sanitärarmatur (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Mehr zahl von Membranventilen (4, 5, 6) in dem Brausekopf (2) angeordnet sind. 7. Sanitärarmatur (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Steuer ventile (16, 17, 18) außerhalb des Brausekopfs (2) angeordnet sind. 8. Sanitärarmatur (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Mehr zahl von Steuerkanälen (13, 14, 15) in einen gemeinsamen Rückführkanal (20) münden.

9. Sanitärarmatur (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Abläufe (8, 9, 10) jeweils mit einem Strahlbildner (21, 22, 23) des Brausekopfs (2) verbunden sind.

Description:
Sanitärarmatur mit einer Mehrzahl von Membranventilen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sanitärarmatur. Solche Sanitärarmaturen dienen der bedarfsgerechten Bereitstellung einer Flüssigkeit zum Beispiel an Duschen, Badewannen, Spül- becken oder Waschbecken.

Bekannt sind Sanitärarmaturen mit zumindest einem Brausekopf, mit dem eine Flüssigkeit, ins besondere Wasser, in verschiedenen Strahlarten, beispielsweise Normalstrahl, Vollstrahl, Mas sagestrahl, Regenstrahl, etc., abgebbar ist. Zur Ausbildung der verschiedenen Strahlarten wei- sen die Brauseköpfe regelmäßig unterschiedliche Strahlbildner auf. Zur Ausbildung einer be stimmten Strahlart muss die Flüssigkeit von einem Zulauf des Brausekopfs über ein Leitungssys tem des Brausekopfs gezielt zu einem der Strahlbildner des Brausekopfs geführt werden. Hierzu sind in dem Leitungssystem Ventile angeordnet. Für die Betätigung der Ventile ist regelmäßig eine aufwendige Mechanik in den Brauseköpfen erforderlich. Zudem sind die verschiedenen Strahlarten durch einen Benutzer nur direkt am Brausekopf einstellbar. Die Umstellung der

Strahlarten kann daher aufwendig sein, wenn die Zugänglichkeit des Brausekopfs eingeschränkt ist. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn der Brausekopf in einer großen Höhe in einer Dusche befestigt ist. Daher sind Sanitärarmaturen bekannt, bei denen die Ventile nach Art von Membranventilen ausgebildet sind. Derartige Membranventile sind durch Steuerventile bzw. sogenannte Pilot ventile betätigbar, die in Bereichen angeordnet werden können, die für den Benutzer gut zu gänglich sind. Die Steuerventile sind in Steuerkanälen angeordnet, die die Gegendruckkammern der einzelnen Membranventile unter Umgehung der Membranen der Membranventilen mit einem Ablauf des Brausekopfs verbinden. Die Steuerkanäle führen dazu zunächst von den Ge gendruckkammern aus dem Brausekopf zu den Steuerventilen und von den Steuerventilen wie der zurück in den Brausekopf. Hierdurch sind für den Steuerkanal jedes Steuerventils zwei Schnittstellen zum Brausekopf erforderlich. Dies führt zu einem hohen Montageaufwand und zu hohen Herstellungskosten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere eine Sanitärarmatur anzugeben, de ren Steuerkanäle eine reduzierte Anzahl von Schnittstellen zum Brausekopf aufweisen.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Sanitärarmatur gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängigen Patentan sprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger technologisch sinnvoller Weise mitei nander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschrei bung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.

Hierzu trägt eine Sanitärarmatur bei, die zumindest die folgenden Komponenten aufweist: einen Brausekopf,

zumindest einen Zulauf,

- eine Mehrzahl von Membranventilen mit jeweils einer Membran zum Steuern einer Mehr zahl von Abläufen und jeweils einer mit dem zumindest einen Zulauf verbundenen Gegen druckkammer, und

eine Steuerung zum Steuern der Mehrzahl von Membranventilen, wobei die Steuerung eine Mehrzahl von Steuerkanälen mit einer Mehrzahl von Steuerventilen aufweist, und wobei die Steuerkanäle die Gegendruckkammern der Membranventile unter Umgehung der Membranen mit dem zumindest einen Zulauf verbinden. Die Sanitärarmatur weist einen Brausekopf auf und dient der bedarfsgerechten Bereitstellung einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, an beispielsweise Duschen, Badewannen, Spülbecken oder Waschbecken. Der Brausekopf kann beispielsweise nach Art einer Handbrause und/oder nach Art eines Duschkopfs ausgebildet sein. Weiterhin umfasst die Sanitärarmatur zumindest einen Zulauf, über den die Flüssigkeit einer Mehrzahl von Membranventilen des Brausekopfs zuführbar ist. Der zumindest eine Zulauf kann zumindest teilweise als Rohr, (flexibler) Schlauch und/oder als Flüssigkeitsführung in dem Brausekopf ausgebildet sein. Weiterhin ist über den zumindest einen Zulauf der Brausekopf mit einer Flüssigkeitsquelle verbindbar. Durch die Mehrzahl von Membranventilen sind eine Mehrzahl von Abläufen des Brausekopfs bzw. der Mehrzahl von Membranventilen verschließbar oder öffenbar. Die verschiedenen Abläufe füh ren jeweils zu einem Strahlbildner für eine spezifische Strahlart. Somit ist durch Öffnen eines der Membranventile eine bestimmte Strahlart der Brause aktivierbar. Die Membranventile um fassen jeweils eine Membran und jeweils eine mit dem zumindest einen Zulauf verbundene Gegendruckkammer.

Weiterhin sind die Membranventile durch eine (gemeinsame und/oder einzige) Steuerung steuerbar. Die Steuerung ist insbesondere eingerichtet, den Betrieb der Membranventile ge meinsam oder separat zu steuern. Die Steuerung ist insbesondere dazu eingerichtet, eine oder mehrere Ventilstellung(en) bei einem (jeden) Membranventil zu aktivieren und/oder zu deakti- vieren und/oder (für einen vorgebaren Zeitraum) zu halten. Die Steuerung umfasst eine Mehr zahl von Steuerkanälen mit einer Mehrzahl von Steuerventilen. Die Steuerkanäle verbinden die Gegendruckkammer der Membranventile unter Umgehung der Membranen der Membranven tile mit dem zumindest einen Zulauf. Die Flüssigkeit kann aus einem Zulaufkanal und/oder einer Zulaufkammer des jeweiligen Membranventils über eine Ausgleichsbohrung in den Membranen der Membranventile und/oder sonstigen Komponenten des Brausekopfs in die Gegendruck kammer der Membranventile fließen, sodass die Flüssigkeit auf beiden Seiten der Membranen den gleichen Flüssigkeitsdruck aufweist. Da die Membranen die Gegendruckkammern mit einer größeren Fläche begrenzen als die Zulaufkanäle und/oder Zulaufkammern der Membranventile, ist die aus dem Flüssigkeitsdruck der Flüssigkeit in den Gegendruckkammern resultierende Kraft auf die Membranen größer als die aus dem Flüssigkeitsdruck der Flüssigkeit in den Zulaufkanä len und/oder Zulaufkammern resultierende Kraft. Hierdurch werden die Membrane auf einen Ventilsitz gedrückt, sodass die Membranventile geschlossen sind. Von den Gegendruckkam- mern führt (jeweils) ein Steuerkanal zu einem der Steuerventile. Bei den Steuerventilen kann es sich beispielsweise um elektrisch betätigbare Ventile, Magnetventile oder manuell betätigbare Ventile handeln. Die Steuerventile können in dem Brausekopf oder außerhalb des Brausekopfs, beispielsweise in einer Wand, angeordnet sein. Befinden sich die Steuerventile außerhalb des Brausekopfs, können die Steuerkanäle zumindest teilweise als (flexible) Schlauchleitungen aus- gebildet sein. Durch Öffnen der Steuerventile kann die Flüssigkeit über die Steuerkanäle aus den Gegendruckkammern abfließen, sodass der Flüssigkeitsdruck in den Gegendruckkammern sinkt. Hierdurch werden die Membrane von dem Membransitz abgehoben, sodass sich die Membranventile öffnen. Damit das Membranventil öffnet, sollte der Flüssigkeitsdruck in der Gegendruckkammer durch den stationären Zustand, der sich zwischen der über die Ausgleichs- Öffnung nachfließenden Flüssigkeit und der über die Steuerkanäle aus der Gegendruckkammer abfließenden Flüssigkeit einstellt, stark genug abfallen. Hierzu kann die Mehrzahl von Steuerka nälen größer bzw. mit einem größeren Durchmesser ausgeführt sein als die Ausgleichsbohrun gen. Durch die Verwendung einer Mehrzahl von Membranventilen können daher verschiedene Strahlarten ohne aufwendige Mechanik eingestellt werden. Zudem kann die Steuerung zur Ein- Stellung der verschiedenen Strahlarten entfernt von dem Brausekopf an einem Ort angeordnet werden, an dem diese durch einen Benutzer leicht zugänglich ist. Die einzelnen Steuerkanäle führen stromabwärts der Steuerventile nicht zurück in den Brausekopf, sondern münden stromaufwärts des Brausekopfs in den zumindest einen Zulauf. Hierdurch sind an dem Brause kopf entsprechend wenigere Schnittstellen zur Rückführung der Flüssigkeit erforderlich, weil die Flüssigkeit über den zumindest einen Zulauf zum Brausekopf rückführbar ist.

Die Steuerkanäle können mit einer Ansaugvorrichtung des zumindest einen Zulaufs verbunden sein. Mittels der Ansaugvorrichtung ist die Flüssigkeit insbesondere aus den Steuerkanälen bzw. den Gegendruckkammern der Membranventile ansaugbar, wenn die entsprechenden Steuer ventile geöffnet sind.

Die Ansaugvorrichtung kann eine Wirbelkammer umfassen. Die Wirbelkammer kann insbeson- dere zylinderförmig ausgebildet sein, wobei der Zulauf tangential in die Wirbelkammer mündet, sodass die in die Wirbelkammer einströmende Flüssigkeit in der Wirbelkammer einen Wirbel bildet. Die Flüssigkeit tritt aus der Wirbelkammer durch eine Austrittsöffnung an einer ersten Stirnfläche der (zylinderförmigen) Wirbelkammer aus. Die Steuerkanäle können über eine Ein trittsöffnung an einer zweiten Stirnfläche der Wirbelkammer mit der Wirbelkammer verbunden sein. Die Eintrittsöffnung weist insbesondere einen Durchmesser auf, der kleiner ist als ein Durchmesser der Austrittsöffnung an der gegenüberliegenden ersten Stirnfläche der Wirbel kammer. Durch den Unterdrück im Zentrum des Wirbels wird die Flüssigkeit aus den Steuerka nälen durch die Eintrittsöffnung in die Wirbelkammer angesaugt und verlässt die Wirbelkam mer mit der Flüssigkeit aus dem Zulauf durch die Austrittsöffnung. Der Zulauf erstreckt sich von der Austrittsöffnung weiter bis zu dem Brausekopf.

Die Ansaugvorrichtung kann eine Venturi-Düse umfassen. Die Venturi-Düse kann insbesondere nach Art einer Wasserstrahlpumpe ausgebildet sein. Hierzu kann sich insbesondere ein Quer schnitt des zumindest einen Zulaufs im Bereich der Ansaugvorrichtung verengen, wobei die Steuerkanäle in den Bereich mit verminderten Querschnitt münden. Die Geschwindigkeit der durch die Ansaugvorrichtung strömenden Flüssigkeit steigt in dem Bereich mit dem verminder ten Querschnitt an, wodurch der (statische) Druck in den Steuerkanälen sinkt, sodass die Flüs sigkeit aus den Steuerkanälen in die Ansaugvorrichtung gesaugt wird. Die Ansaugvorrichtung kann außerhalb des Brausekopfs angeordnet sein. Insbesondere kann die Ansaugvorrichtung beispielsweise in einer Wand angeordnet sein, an der die Sanitärarmatur und/oder der Brausekopf befestigt sind. Die Mehrzahl von Membranventilen können in dem Brausekopf angeordnet sein. Hierzu ist die Mehrzahl von Membranventile insbesondere innerhalb eines Gehäuses des Brausekopfs ange ordnet und/oder mithilfe von Komponenten des Brausekopfs ausgebildet. Die Steuerventile können außerhalb des Brausekopfs angeordnet sein. Insbesondere können die Steuerventile in einer Wand angeordnet sein, an der die Sanitärarmatur und/oder der Brau sekopf befestigt sind. Die Steuerventile können zudem insbesondere in einem Bereich ange ordnet sein, in dem diese durch den Benutzer der Sanitärarmatur komfortabel betätigbar sind. Die Mehrzahl von Steuerkanäle können in einem gemeinsamen Rückführkanal münden. In die sem Fall münden die Steuerkanäle über den gemeinsamen Rückführkanal in den zumindest einen Zulauf.

Die Abläufe können jeweils mit einem Strahlbildner des Brausekopfs verbunden sein. Hierzu können in dem Brausekopf Flüssigkeitskanäle ausgebildet sein, die die Abläufe der einzelnen Membranventile mit den jeweiligen Strahlbildnern verbinden.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figur näher erläu tert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figur eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigt, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigt beispielhaft und schema tisch:

Fig. 1: eine Sanitärarmatur; und Fig. 2: eine Wirbelkammer einer Ansaugvorrichtung der Sanitärarmatur.

Die Fig. 1 zeigt eine Sanitärarmatur 1 mit einem Brausekopf 2, bei dem es sich beispielsweise um eine Kopfbrause handeln kann. In dem Brausekopf 2 ist ein erstes Membranventil 4, ein zweites Membranventil 5 und ein drittes Membranventil 6 angeordnet. Den Membranventilen 4, 5, 6 ist über einen Zulauf 3 eine Flüssigkeit zuführbar. Die Membranventile 4, 5, 6 sind hier identisch ausgebildet. Die Funktionsweise der Membranventile 4, 5, 6 wird nachfolgend daher nur anhand des ersten Membranventils 4 beschrieben. Die Flüssigkeit strömt von dem Zulauf 3 zunächst in eine Zulaufkammer 24 des ersten Membranventils 4, die hier ringförmig ausgebil det ist.

Die Flüssigkeit strömt anschließend von der ersten Zulaufkammer 4 durch eine Ausgleichsboh rung 25 in einer Membran 7 in eine Gegendruckkammer 11. Die Gegendruckkammer 11 befin- det sich auf einer der Zulaufkammer 24 gegenüberliegenden Seite der Membran 7. Die Memb ran 7 ist hier in einem geschlossenen Zustand gezeigt. Im geschlossenen Zustand der Membran 7 herrscht in der Zulaufkammer 24 und der Gegendruckkammer 11 der gleiche Flüssigkeits druck. Da die Membran 7 die Gegendruckkammer 11 mit einer größeren Fläche begrenzt als die Zulaufkammer 24, ist die aus dem Flüssigkeitsdruck der Flüssigkeit in der Gegendruckkammer 11 resultierende Kraft auf die Membran 7 größer als die aus dem Flüssigkeitsdruck der Flüssig keit in der Zulaufkammer 24 resultierende Kraft. Hierdurch wird die Membran 7 auf einen ring förmigen Ventilsitz 26 gedrückt. Der Ventilsitz 26 ist an einem längsseitigen Ende eines ersten Ablaufs 8 ausgebildet. Die Membranventile 4, 5, 6 sind durch eine Steuerung 12 steuerbar. Die Steuerung 12 umfasst einen ersten Steuerkanal 13 mit einem ersten Steuerventil 16, einem zweiten Steuerkanal 14 mit einem zweiten Steuerventil 17 und einem dritten Steuerkanal 15 mit einem dritten Steuer ventil 18. Die Steuerkanäle 13, 14, 15 weisen jeweils nur eine einzige Schnittstelle 27 zum Brau sekopf 2 auf und münden in einem gemeinsamen Rückführkanal 20. Im geöffneten Zustand des ersten Steuerventils 16 fließt die Flüssigkeit aus der Gegendruckkammer 11 über den ersten Steuerkanal 16 und den Rückführkanal 20 zu einer Ansaugvorrichtung 19, die in dem Zulauf 3 angeordnet ist. Die Ansaugvorrichtung 19 saugt die Flüssigkeit aus der Gegendruckkammer 11 zurück in den Zulauf 3, über den die Flüssigkeit den Membranventilen 4, 5, 6 wieder zuführbar ist. Durch das Abfließen der Flüssigkeit aus der Gegendruckkammer 11 sinkt der Flüssigkeits druck in der Gegendruckkammer 11, sodass die Membran 7 von dem Ventilsitz 26 abgehoben wird. D. h. die Membran 7 bewegt sich in der Fig. 1 von dem Ventilsitz 26 nach oben. Im geöff neten Zustand der Membran 7 fließt die Flüssigkeit von der Zulaufkammer 24 über den Ventil- sitz 26 direkt in den ersten Ablauf 8. Über den ersten Ablauf 8 ist die Flüssigkeit einem ersten Strahlbildner 21 des Brausekopfs 2 zuführbar. Die Steuerung des zweiten Membranventils 5 und des dritten Membranventils 6 erfolgt entsprechend mittels der Steuerventile 17, 18. Ein zweiter Ablauf 9 des zweiten Membranventils 5 ist mit einem zweiten Strahlbildner 22 des Brausekopfs 2 und ein dritter Ablauf 10 des dritten Membranventils 6 mit einem dritten Strahl- bildner 23 des Brausekopfs 2 verbunden. Die Flüssigkeit ist den Strahlbildnern 21, 22, 23 mittels der Steuerung 12 und den Membranventilen 4, 5, 6 somit je nach gewünschter Strahlart gezielt zuführbar.

Die Fig. 2 zeigt schematisch eine Wirbelkammer 28 der Ansaugvorrichtung 19. Die Wirbelkam- mer 28 ist zylinderförmig ausgebildet, wobei der Zulauf 3 tangential in die Wirbelkammer 28 mündet, sodass die in die Wirbelkammer 28 einströmende Flüssigkeit in der Wirbelkammer 28 einen Wirbel bildet. Die Flüssigkeit tritt aus der Wirbelkammer 28 durch eine Austrittsöffnung 29 an einer ersten Stirnfläche 30 der Wirbelkammer 28 aus. Die in der Fig. 1 gezeigten Steuer kanäle 13, 14, 15 bzw. der Rückführkanal 20 sind über eine Eintrittsöffnung 32 an einer zweiten Stirnfläche 31 der Wirbelkammer 28 mit der Wirbelkammer 28 verbunden. Die Eintrittsöffnung 31 weist einen Durchmesser auf, der kleiner ist als ein Durchmesser der Austrittsöffnung 29 an der gegenüberliegenden ersten Stirnfläche 30 der Wirbelkammer 28. Durch den Unterdrück im Zentrum des Wirbels wird die Flüssigkeit aus den Steuerkanälen 13, 14, 15 bzw. dem Rückführ kanal 20 durch die Eintrittsöffnung 32 in die Wirbelkammer 28 angesaugt und verlässt die Wir- belkammer 28 mit der Flüssigkeit aus dem Zulauf 3 durch die Austrittsöffnung 29. Der Zulauf 3 erstreckt sich von der Austrittsöffnung 29 weiter bis zu dem in der Fig. 1 gezeigten Brausekopf

2. Bei der vorliegenden Erfindung weisen die Steuerkanäle eine reduzierte Anzahl von Schnittstel len zum Brausekopf auf, wodurch der Montageaufwand und die Herstellungskosten der Sani- tärarmatur reduzierbar sind.

Bezugszeichenliste

Sanitärarmatur

Brausekopf

Zulauf

erstes Membranventil

zweites Membranventil

drittes Membranventil

Membran

erster Ablauf

zweiter Ablauf

dritter Ablauf

Gegendruckkammer

Steuerung

erster Steuerkanal

zweiter Steuerkanal

dritter Steuerkanal

erstes Steuerventil

zweites Steuerventil

drittes Steuerventil

Ansaugvorrichtung

Rückführkanal

erster Strahlbildner

zweiter Strahlbildner

dritter Strahlbildner

Zulaufkammer

Ausgleichsbohrung

Ventilsitz

Schnittstelle 28 Wirbelkammer

29 Austrittsöffnung

30 erste Stirnfläche

31 zweite Stirnfläche 32 Eintrittsöffnung