DE3923566C1 - Electronically-controlled hot and cold water mixer - has adjuster working with electronic unit allowing ratio to be set or regulated taking into account rated value - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronisch gesteuerte Mischvorrichtung zur Sanitärinstallation gemäß den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Aus der US 46 96 428 C1 ist eine derartige Mischvorrichtung bekannt, welche eine Elektronikeinheit zur Beeinflussung der Temperatur und/oder der Menge des Mischwassers enthält. Die Elektronikeinheit enthält Tasten zur Temperaturvorgabe und Tasten zur Einstellung der Menge des Mischwassers. Ferner ist eine Speichereinheit für Programme und/oder Sollwerte vorgesehen, in welche von einem Benutzer in der gewünschten Weise eingegeben werden können und auf Abruf bereitstehen. Der Elektronikeinheit ist eine Stromversorgungseinheit mit einem Transformator vorge­ schaltet, welche mittels eines Steckers an das elektrische Netz angeschlossen ist. Um den Sicherheitsanforderungen zu entspre­ chen, sind besondere Vorkehrungen notwendig, damit auch im Störfalle ein beispielsweise in der Dusche stehender Benutzer durch den elektrischen Strom nicht gefährdet wird. Auch bei einem Defekt in der Elektronikeinheit und/oder der Stromversorgungsein­ heit muß gewährleistet werden, daß der Benutzer nicht mit strom­ führenden Teilen in Berührung kommen kann. Aufgrund dieses Sachverhaltes konnten sich in der Vergangenheit vergleichbare elektronisch gesteuerte Mischvorrichtungen im Sanitärbereich kaum durchsetzen.

Aus der DE 37 36 406 A1 ist daher eine Mischvorrichtung, insbe­ sondere für Duschen und Bäder bekannt, welche zur Versorgung mit elektrischer Energie eine Batterie oder einen wiederaufladbaren Akku aufweist. Ist die Energie der Batterie oder des Akkus erschöpft, so muß ein Austausch vorgenommen werden. Da der Energieverbrauch der zum Einsatz gelangenden Ventile, Motoren oder dergleichen nicht unerheblich ist, können vor allem bei oftmaliger Benutzung der Mischvorrichtung die Intervalle zum Auswechseln vergleichsweise kurz werden. Dies kann von einem Benutzer als Störung empfunden werden, selbst wenn derartige Mischvorrichtungen oder Mischarmaturen regelmäßig in der Weise ausgebildet sind, daß auch ein manueller Betrieb bei Ausfall oder Störung der Elektronikeinheit möglich ist.

Des weiteren ist aus der EP 2 92 860 A2 eine Mischvorrichtung für sanitäre Zwecke bekannt, welche als bauliche Vereinigung ver­ schiedener Module ausgebildet ist. Es ist ein Ventilmodul mit wenigstens einem Ventil zum Mischen, Absperren und/oder Verteilen des Mischwassers vorgesehen. Ferner ist ein elektro-mechanischer Motor-Modul mit wenigstens einem Motor und Einrichtungen zur automatischen Kopplung der Ventile mit den Motoren vorhanden. Die Versorgung mit elektrischer Energie erfolgt über einen Transfor­ mator und es sind die eingangs erwähnten Sicherheitsvorkehrungen zu treffen.

Ferner ist aus der DE 35 18 645 C2 ein Verfahren und eine Schal­ tungsanordnung zur Steuerung einer Sanitär-Mischbatterie bekannt, welche sowohl eine Temperaturregelung als auch eine Durchflußmen­ gensteuerung des Mischwassers ermöglicht. Entsprechend einer Abweichung zwischen dem Istwert und dem Sollwert der Temperatur des Mischwassers wird elektronisch ein erster Stellwert gebildet. Durch Differenzbildung zwischen dem ersten Stellwert und einem zweiten Stellwert, welcher der Gesamtdurchflußmenge proportional ist, wird ein weiteres Stellsignal zur Einstellung der anderen Wasserzuführung abgeleitet, wobei für beide Stellsignale ein Faktor berücksichtigt wird, welcher der vorgewählten Gesamtdurch­ flußmenge proportional ist. Die gewünschten Stellwerte können mittels Tasten einer Eingabeeinheit in die Elektronikeinheit eingegeben werden, wobei mit einer Digitalanzeige die jeweils eingegebenen Werte angezeigt werden können. Zur Ausbildung der Stromversorgung sind der vorbekannten Schaltungsanordnung keine näheren Angaben zu entnehmen.

Des weiteren ist aus der DE 31 03 830 C2 eine Vorrichtung für eine Lichtanlage eines Fahrzeuges, und zwar insbesondere eines Fahrrades, bekannt. Ein Dynamo bzw. Generator wird vom Fahrzeug angetrieben und liefert die elektrische Energie zur Aufladung des Akkus.

Schließlich ist aus der DE 26 46 715 B2 ein am Handgelenk zu tragendes Instrument mit einem aufladbaren elektrischen Akku als Speisestromquelle für den elektrischen Teil und mit einem Ener­ giewandler zur Umwandlung physikalischer Energie in elektrische Energie bekannt. Der genannte Energiewandler weist mindestens zwei Generatoren auf, in denen die Umwandlung der Wärme- oder Lichtenergie für die Stromerzeugung benutzt wird. Ein Hinweis, derartige Instrumente für die Sanitärinstallation vorzusehen, ist der genannten Schrift nicht zu entnehmen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die gattungsge­ mäße Mischvorrichtung dahingehend weiterzubilden, daß bei funk­ tionssicherer Konstruktion ein störungsfreier Betrieb für eine lange Lebensdauer gewährleistet werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Die vorgeschlagene Mischvorrichtung zeichnet sich durch einen einfachen und funktionssicheren Aufbau aus und gewährleistet ohne die Gefährdung der Benutzer zuverlässig die Stromversorgung der Elektronikeinheit bei langer Lebensdauer. Der oftmalige Austausch von Akkumulatoren oder die Gefährdung eines Benutzers bei einem Anschluß an das elektrische Netz entfallen. Der Akku der Strom­ versorgungseinheit ist mit einem Generator verbunden, welcher von der Energie des fließenden Wassers in einer der Leitungen und/ oder der Wärme des Wassers in diesen Leitungen praktisch unbe­ grenzt versorgt wird. Es wird damit ein hoher Bedienungskomfort ebenso erreicht wie eine lange Lebensdauer und Funktionssicher­ heit, da der Akku permanent aufgeladen wird. Die Energiewandlung kann mittels einer Turbine ebenso erfolgen wie mittels einer Zylinder-Kolbeneinheit. Auch die Ausnutzung des Wärmeinhalts oder des Temperaturgefälles des warmen Wassers bezüglich des kalten Wassers oder der Umgebung kann zur Speisung des Generators genutzt werden. Zweckmäßig ist eine Überwachungseinheit vorge­ sehen, um eine Überladung des Akkus zu verhindern. Hierzu kann beispielsweise der Ladestrom für den Akku erfaßt werden oder auch die Spannungsdifferenz zwischen dem Generator und dem Akku. Entsprechend dem jeweiligen Ladezustand des Akkus wird die Leistungsabgabe des Generators gesteuert.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt in einem Blockschaltbild die Mischvorrich­ tung, welche eine Leitung 2 für kaltes Wasser und eine Leitung 4 für warmes Wasser aufweist. Die Leitungen 2, 4 sind auf eine Mischarmatur 6 geführt, aus welcher eine Leitung 8 für das Mischwasser, beispielsweise zu einem Wanneneinlaß 10 führt. Die Mischarmatur 6 enthält einen hier nicht weiter dargestellten Stellkörper, beispielsweise eines Mischventils, wobei dieser Stellkörper mit einem Stellglied 12 gekoppelt ist. Dieses Stellglied 12 ist als ein spannungsgesteuertes Dehnelement ausgebildet und wird von einer Elektronikeinheit 14 in der erforderlichen Weise mit Spannung beaufschlagt. Obgleich grundsätzlich für den Stellkörper der Mischarmatur 6 auch andere Stellelemente, genannt seien hier Motoren oder Magnetventile vorgesehen werden könnten, hat sich gezeigt, daß das spannungsgesteuerte Dehnelement für diesen besonderen Einsatzzweck, insbesondere aufgrund des äußerst geringen Energieverbrauchs, bestens geeignet ist.

In der Leitung 8 für das Mischwasser ist, in an sich bekann­ ter Weise, ein Temperatursensor eingebaut, der über eine elektrische Leitung 18 an der Mischtemperatur entsprechendes Signal an die Elektronikeinheit 14 liefert. In Abhängigkeit eines vorgebbaren Sollwertes für die Mischtemperatur wird über die Elektronikeinheit 14 das Stellglied 12 beaufschlagt.

Ein aufladbarer Akku 20 dient zur Versorgung der Elektronik­ einheit 14 sowie der übrigen elektrischen Komponenten mit elektrischer Energie. Der Akku 20 wird von einem Generator 22 gespeist, der die Energie des ausströmenden Wassers in elektrische Energie umwandelt. Dieser Generator 22 ist zweckmäßig in der Leitung 8 für Mischwasser angeordnet, wobei mittels einer Turbine oder einem sonstigen Wandler die Energieumwandlung erfolgt. Ferner können der Generator und/ oder Wandler im Rahmen der Erfindung beispielsweise auch in der Leitung 2 für kaltes Wasser oder in der Leitung 4 für warmes Wasser angeordnet sein. Des weiteren kann der Generator 22 auch zur Wandlung der Wärmeenergie des warmen Wassers in der Leitung 4 oder des Mischwassers in der Leitung 8 aus­ gebildet sein. Im letzteren Falle ist es sehr zweckmäßig, den Generator in der Leitung 4 für warmes Wasser anzuordnen.

Um eine Überladung des Akkus 20, der zweckmäßig als eine Nickel-Cadmium-Zelle ausgebildet ist, zu vermeiden ist eine Überwachungseinheit 24 vorgesehen. Mittels dieser Überwa­ chungseinheit 24 wird insbesondere die Spannungsdifferenz zwischen der Ausgangsspannung des Generators und der momen­ tanen Spannung des Akkus 20 sensiert und überwacht. Des weiteren kann mit der Überwachungseinheit 24 die Strom­ stärke des vom Generator zum Akku fließenden Stromes über­ wacht werden. Falls der Akku 20 hinreichend aufgeladen ist und entsprechende Spannungs- und/oder Stromgrenzwerte er­ reicht sind, kann mittels der Überwachungseinheit 24 der Energiefluß vom Generator 22 zum Akku 20 in der erforder­ lichen Weise reduziert oder auch gänzlich abgeschaltet werden.

Mit der Elektronikeinheit 14 ist ferner eine Anzeigeeinheit 26 verbunden, die zweckmäßig als eine LCD-Anzeige ausgebildet ist und mit welcher maßgebende Parameter, insbesondere Mischwassertemperatur oder das nachfolgend noch zu erläu­ ternde Programm zur Anzeige gebracht wird. Des weiteren ist eine Eingabeeinheit 28 vorgesehen, mit welcher die erforder­ lichen Parameter in die Elektronikeinheit 14 und/oder in die erfindungsgemäß vorgesehene Speichereinheit 30 eingegeben werden können.

Die Speichereinheit 30 ist zweckmäßig integraler Bestandteil der Elektronikeinheit und enthält Speicherplätze für die vorzugebenden Parameter und/oder Programme. Diese Speicher­ einheit enthält mehrere voneinander unabhängige Speicher­ plätze für die verschiedenen Programme und/oder Parameter. In der Speichereinheit bzw. den jeweiligen Speicherplätzen werden vor allem der Sollwert für die Wassertemperatur und die Menge der durch die Leitung 8 für das Mischwasser aus­ strömende Wassermenge eingespeichert und vorprogrammiert. Die Wassermenge wird zweckmäßig zeitabhängig unter Berücksich­ tigung des Durchflußquerschnittes eingegeben. Der Durchfluß­ querschnitt kann beispielsweise in Abhängigkeit der Öffnungs­ stellung eines hier nicht weiter dargestellten Absperrventils in der Leitung 8 unter Berücksichtigung des Fließdruckes vorgegeben werden. Die Eingabe der verschiedenen Parameter für das jeweilige in dem Speicher 30 abzuspeichernde Programm erfolgt über die Eingabeeinheit. Mittels der Anzeige 26 wird während der Eingabe in geeigneter Weise das jeweilige Pro­ gramm sowie der jeweils eingegebene Parameter angezeigt. Bedarfsweise können mit der Eingabeeinheit die jeweiligen Speicherinhalte der Speichereinheit 30 abgerufen und zu Kontrollzwecken auf der Anzeigeeinheit 26 angezeigt werden. Des weiteren wird während der Programmdurchführung beim Einfüllen der Wanne mittels der Anzeigeeinheit das jeweilige Programm sowie die Mischwassertemperatur und die bereits eingefüllte und gegebenenfalls die noch einzufüllende Wasser­ menge angezeigt. Die Eingabeeinheit 28 weist hierfür bei­ spielsweise eine Taste oder einen Schalter 32 für die Pro­ grammvorwahl und eine weitere Taste 34 zum Quittieren des jeweiligen Programms oder der jeweiligen Eingabe eines Parameters auf.

Claims (7)

1. Elektronisch gesteuerte Mischvorrichtung für die Sanitär­ installation, mit Leitungen für kaltes und warmes Wasser sowie das Mischwasser, mit einer Mischarmatur, mit einer Elektronikein­ heit zur Beeinflussung der Temperatur und/oder der Menge des Mischwassers, mit einer Speichereinheit, in welche Programme und/oder Sollwerte eingebbar sind, sowie mit einer elektrischen Stromversorgungseinheit, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungseinheit einen Akku (20) und einen mit diesem verbundenen Generator (22) enthält und daß der Generator (22) von der Energie des fließenden Wassers in einer der Leitungen (2, 4, 6) und/oder von der Wärme des Wassers in diesen Leitungen versorgt wird.

2. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Akku (20) und dem Generator (22) eine Überwachungs­ einheit (24) vorgesehen ist.

3. Mischvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß mit dem Akku (20) ein Stellglied (12), welches insbeson­ dere als spannungsgesteuertes Drehelement ausgebildet ist, für die Mischarmatur (6) verbunden ist.

4. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Eingabeeinheit (28) in pro­ grammierbare Speicherbereiche der mit dem Akku (20) verbundenen Speichereinheit (30) die Parameter und/oder Programme für das Mischwasser eingebbar sind.

5. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronikeinheit (14), welche die Speichereinheit (30) und bevorzugt die Anzeigeeinheit (26) und/oder die Eingabeeinheit (28) aufweist, an den Akku (20) angeschlossen ist.

6. Mischvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich­ net, daß mittels der Eingabeeinheit (28) und/oder einer Zeit­ steuereinheit (36) jeweils einer der Speicherbereiche der Spei­ chereinheit (30) aktivierbar ist.

7. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Anzeigeeinheit (26) wenigstens ein Parameter des jeweils aktivierten Speicherbereiches zur Anzeige bringbar ist.