DE3116452A1 - Automatische spuelvorrichtung - Google Patents

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine automatische Spülvorrichtung, insbesondere mit einer Sensoreinrichtung zur Steuerung einer derartigen Vorrichtung.

Gemäss der Erfindung soll eine automatische Spülvorrichtung mit einer grösseren Sicherheit gegenüber einer Fehlbetätigung gesteuert werden und soll insbesondere eine automatische Spülvorrichtung geschaffen werden, die nicht betätigt wird, bis eine Person einen genau begrenzten Sichtbereich verlässt.

Ziel der Erfindung ist weiterhin eine automatische Spülvorrichtung, die nicht durch reflektiertes Umgebungslicht und zufällig hindurchgehende Objekte betätigt wird und eine Wartung des Spülventils ohne eine Störung der elektrischen Bauteile erlaubt.

Bei der erfindungsgemässen automatischen Spülvorrichtung soll weiterhin der Sensor im wesentlichen von oben nicht sichtbar sein, damit er nicht beeinflusst wird.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung näher beschrieben:

Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht eines Urinbeckens mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen automatischen Spülvorrichtung.

Fig. 2 zeigt eine vergrösserte Vorderansicht des Steuerkastens, wobei ein Teil der Deckplatte abgeschnitten ist.

Fig. 3 zeigt eine Vorderansicht des Gehäuses der Steuereinheit.

Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht des in Fig. 3 darge^ stellten Gehäuses der Steuereinheit.

Fig. 5 zeigt eine Ansicht von unten auf das Gehäuse der Steuereinheit.

Fig. 6 zeigt das elektrische Schaltbild der Steuerschaltung

Fig. 7 zeigt in einer schematischen Seitenansicht die Lage einer Linse bei der Steuerschaltung gemäss eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Die Erfindung befasst sich mit der Steuerung der automatischen Spülung und anderen Anwendungen auf dem sanitären Gebiet. Obwohl im folgenden automatische Spülvorrichtungen beschrieben werden, ist die erfindungsgemässe Steuerung auch auf andere sanitäre Einrichtungen, beispielsweise auf Handtrockner, anwendbar .

Auf dem Gebiet des öffentlichen Gesundheitsdienstes sind die sanitären Vorteile automatischer Spülvorrichtungen seit langem bekannt. Unter derartigen Vorrichtungen befinden sich beispielsweise solche, die durch eine Zeitgebereinrichtung betrieben werden, die periodisch ein Spülsystem betätigt. Derartige Vorrichtungen sind bei Anlagen mit hoher Benutzungsfrequenz zufriedenstellend, neigen jedoch zu einer Wasserverschwendung, da bei Anlagen mit niedriger Benutzungsfrequenz öfter als es notwendig ist gespült wird. Vorrichtungen, die nur auf die Anwesenheit einer Person ansprechen, haben den Nachteil, dass bei derartigen Vorrichtungen Fehlfunktionen auftreten können. D.h. im einzelnen, dass diese Vorrichtungen dann arbeiten, wenn es nicht notwendig ist, da sie durch das Licht im Raum,durch reflektiertes Licht oder durch nur kurz hindurchgehende Personen betätigt werden. Die erfindungs-

gemässe Vorrichtung ist so aufgebaut, dass die Gefahr einer Fehlbetätigung aufgrund des Streulichtes und aufgrund einer nur kurzzeitigen Anwesenheit einer Person herabgesetzt wird.

In Fig. 1 ist die Steuereinheit 10 eines Ausführungsbeispiels der Erfindung dargestellt. Die Steuereinheit 10 ist in einem Steuerkasten 12 enthalten. Das Ausgangssignal der Steuereinheit liegt an einem Solenoid 14. Ein Erregung des Solenoids14 führt zu einer Betätigung des Spülventils 16. Das Spülventil ist mit einer Wassereinlassleitung 18 und einer Auslassleitung 20 verbunden, die ihrerseits an ein Urinbecken 22 angeschlossen ist.

Der Steuerkasten ist mehr im einzelnen in Fig. 2 dargestellt. Der Kasten selbst umfasst einen Behälter 24 der Standardgrösse, beispielsweise einen Standard-10cm oder 4-inch-Leitungskasten. Die Vorderseite des Kastens ist durch eine Abdeckplatte 26 verschlossen, die öffnungen 28 und 30 aufweist. Die öffnung 28 nimmt eine nicht dargestellte Leitung auf, durch die die Zuleitungsdrähte von der Steuereinheit zum Solenoid 14 verlaufen. Die öffnung 30 lässt Licht in den und aus dem Steuerkasten. Der Aufbau und die Anordnung des Steuerkastens ermöglichen eine Wartung des Spülventils, ohne irgendwelche elektrischen Bauteile des Steuerkastens zu beeinträchtigen.

Die elektrische Schaltung, die die Steuerfunktionen ausführt, ist zweckmässigerweise in der Steuereinheit 32 aufgenommen, wie es in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellt ist. Die Steuereinheit weist ein Gehäuse 24 auf, das so ausgebildet ist, dass es in den Standard-Spülkasten 24 passt. Das Gehäuse weist zwei Träger 36 zum Befestigen der Steuereinheit im Spülkasten auf. Zuleitungsdrähte 38 sind dazu vorgesehen, die Steuereinheit mit Energie zu versorgen. Zuleitungsdrähte 40 liefern die Energieversorgung und die Steuersignale dem Solenoid 14. Im vorderen mittleren Teil des Gehäuses 34

befindet sich eine öffnung, die mit einem dunkelroten Kunststoff ilter 42 überdeckt ist. Das Filter ist vor den optischen Einrichtungen im Gehäuse angeordnet. Diese Einrichtungen werden später im einzelnen beschrieben. Wenn die Steuereinheit 32 im Steuerkasten 12 angeordnet ist, liegt das Filter 42 hinter der Öffnung 30 in der Abdeckplatte 36.

Die Steuerschaltung ist schematisch in Fig. 6 dargestellt. Die in Fig. 6 dargestellte Schaltung enthält eine Lichtquelle 44, die vorzugsweise eine Leuchtdiode ist, die infrarotes Licht aussendet. Die Steuerschaltung weist weiterhin einen Fotosensor 46 auf. Die Lichtquelle 44 und der Fotosensor 46 sind im Gehäuse 34 der Steuereinheit angebracht, das seinerseits im Steuerkasten 12 befestigt ist. Ein Linsensystem 48 liegt zwischen dem Filter 42 einerseits und der Lichtquelle 44 und dem Fotosensor 46 andererseits. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst dieses Linsensystem zwei Konvexlinsen 50, von denen jeweils eine vor der Lichtquelle und dem Fotosensor angeordnet ist. Wie es in Fig. 7 dargestellt ist, liegt die Achse der Linse gegenüber der Vertikalen schräg unter einem Winkel von 5°. Diese Anordnung der Linsen verhindert eine Fokussierung von Licht auf den Fotosensor, das von glänzenden vertikalen Flächen, beispielsweise Wänden und Türen, reflektiert wird. Die Gefahr einer Fehlfunktion aufgrund von Licht, das von Kachelflächen und ähnlichem reflektiert wird, ist daher stark verringert. Obwohl es sich herausgestellt hat, dass ein geeigneter Linsenschrägstellungswinkel 5° beträgt, sind auch andere Anordnungen möglich, so dass die erfindungsgemässe Ausbildung nicht auf die spezielle Schrägstellung von 5° beschränkt ist.

Wie es in Fig. 6 dargestellt ist, wird die Arbeit der Lichtquelle 44 über einen Oszillator 52 gesteuert. Über eine Abtastleitung 56 liegt ein Synchroneingangssignal vom Oszillator am Verstärker 54. Das wird mehr im einzelnen später beschrieben.

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Der Verstärker enthält einen Integrator, der dazu beiträgt, die Sensoreinheit gegenüber dem Umgebungslicht unempfindlich zu machen.

Das Ausgangssignal des Verstärkers liegt an einem RC-Zeitverzögerungsglied 58. Wenn die Zeitverzögerung abläuft, legt das RC-Glied 58 ein Signal an eine Univibratorauslöseschaltung 60. Diese Schaltung bereitet eine Ausgangsstufe 62 in der im folgenden beschriebenen Weise vor. Der Oszillator 52, der Verstärker 54, das Zeitverzögerungsglied 58,.die Auslöseschaltung 60 und die Ausgangsstufe 62 werden von einer Energiequelle 64 über Leitungen 66 und 68 mit Energie versorgt. Die Energiequelle ist eine halbwellengleichgerichtete Wechselspannungsquelle mit 24 V. Das Gleichspannungsausgangssignal beträgt 24 V Gleichspannung. Die Energiequelle versorgt auch das Solenoid 14 für das Spülventil über die Leitung 40.

Im folgenden werden die Verwendung, die Arbeitsweise und die Funktion des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Vorrichtung näher erläutert:

Der Oszillator 52 liefert einen schmalen Impuls der Leuchtdiodenlichtquelle 44. Die Lichtquelle arbeitet im Infrarotbereich und gibt Licht aus, wie es schematisch durch die Strahlen 70 dargestellt ist. Wenn keine Person in einem genau begrenzten Sichtbereich steht, wird kein Licht zum Fotosensor 46 rückreflektiert. Wie es oben beschrieben wurde, werden das Umgebungslicht und die von den Wänden und/oder Türen reflektierten Infrarotimpulse aufgrund der Schrägstellung des Linsensystems 48 nicht auf den Fotosensor fokussiert. Die interne Integratorschaltung des Verstärkers 54 dient auch dazu, eine Fehlfunktion aufgrund des Umgebungslichtes zu verhindern. Die Integratorschaltung benötigt soviele Impulse zur Aufladung, dass einzelne Impulse, die den Fotosensor erreichen können, in ihrer Zahl nicht ausreichen, um einen

SpülVorgang auszulösen. Ein weiterer Schutz gegenüber einer Pehlfunktion besteht darin, dass der Verstärker 54 gesperrt ist, wenn kein Impuls vom Oszillator 52 anliegt. Der Verstärker wird über die Abtastleitung 56 in Betrieb gesetzt, so dass er mit dem Oszillator synchronisiert ist. Der Verstärker arbeitet somit nur dann, wenn die Möglichkeit besteht, dass ein Impuls von der Lichtquelle zum Fotosensor reflektiert wird.

Wenn ein Körper im begrenzten Sichtbereich vor dem Steuerkasten vorhanden ist, arbeitet die Schaltung in der folgenden Weise. Der Oszillator 52 bewirkt, dass die Leuchtdiodenlichtquelle 44 Lichtstrahlen 70 aussendet, wie es oben beschrieben wurde. Der schematisch dargestellte Körper 72 bewirkt eine Reflexion dieser Lichtstrahlen, wobei die reflektierten Lichtstrahlen mit 74 bezeichnet sind. Die reflektierten Lichtstrahlen gehen durch die Linse zum Fotosensor 46. Wenn die Verstärkerintegratorschaltung aufgeladen ist, beginnt das Zeitverzögerungsglied 58 zu arbeiten. Wenn der Körper 72 vor dem Steuerkasten für annähernd 6 s bleibt, wird die Zeitverzögerung ablaufen. Am Ende der Verzögerung zündet die Univibrator- oder Auslöseschaltung 60 einen 1 Sekundenimpuls. Dadurch wird die Ausgangsstufe 62 zur Vorbereitung der Betätigung des Solenoids 14 bereitgemacht. Wenn sich der Körper aus dem Sichtbereich entfernt, wird der reflektierte Lichtstrahl zum Fotosensor unterbrochen und gibt die Ausgangsstufe ein Signal der Spule des Spülventils, was dann das Spülventil betätigt. Die Schaltung wird automatisch rückgesetzt und ist sofort für den nächsten Arbeitszyklus bereit.

Die Breite des genau begrenzten Sichtbereiches hängt von der Grosse der öffnung 30 in der Abdeckung des Steuerkastens ab. Die Tiefe des Sichtbereiches wird von der Stärke der Leuchtdxodenlichtquelle abhängen. Ein praktisch maximaler

Tiefenbereich beträgt 76 + 8 era (30 +_ 3 inches) . Die Signale, die jenseits dieses Bereiches durch Wände oder ähnliches reflektiert werden, erreichen aufgrund des Schrägstellungswinkels der Linsen 50 den Fotosensor 46 folglich nicht.

Die in Fig. 1 dargestellte ^automatische Spülvorrichtung ist in einer Anordnung angebracht, die eine Beeinflussung der Sensoreinrichtung verhindert. Die öffnung 30 in der Abdeckung des Steuerkastens ist so angeordnet, dass ein Erwachsener mittlerer Grosse die Öffnung nicht sieht. Die öffnung wird im typischen Fall im wesentlichen mit einer Wand fluchten, wohingegen das Solenoid 14, das Ventil 16 und die Rohre 18 und 20 natürlich vor der Wand verlegt sind. Die öffnung 3 0 und somit die Sensoreinrichtung werden sich hinter den anderen Bauteilen der Spülvorrichtung befinden. Die Sensoreinrichtung ist weiterhin unter dem Solenoid angeordnet, damit Licht hinein- und herausgehen kann. Das Solenoid wirkt in der Art einer Haube oder Hülle, um die Sensoreinrichtung von der normalen Blickrichtung der meisten Benutzer abzuschirmen. D.h., dass ein Erwachsener wenigstens mittlerer Grosse auf die Sensoreinrichtung von oben sieht, dass jedoch eine Blickrichtung unter einem Winkel durch das Solenoid 14 verdeckt ist. Die meisten Benutzer werden daher die Sensoreinrichtung nicht wahrnehmen. Das verhindert eine Beeinflussung der Sensoreinrichtung. Eine mögliche andere Anordnung besteht darin, die Sensoreinrichtung unter und hinter der Einlassleitung vorzusehen.

Claims (11)

pat ε" ί\ΐ·ΤΑ ν wxcre SLOiLN VALVE COKPANY 10500 Seymour Avenue Franklin Park, Illinois USA Automatische Spülvorrichtung ZA. GRÜNECKER H. KINKELDEY W. STOCKMAIR DR-INa · Αλ€ (CALTECH) K. SCHUMANN OR BCR NAT OPU-PHYS. P. H. JAKOB CXPL-ING. G. BEZOLD DR KfL NAT. · DIPL-CHÖ«. 8 MÜNCHEN 22 MAXIMILlANSTRASSe 43 P 16 124.-dg 24. April 1981 PATENTANSPRÜCHE

1. Automatische Spülvorrichtung, gekennzeich net durch ein elektrisch betätigtes Spülventil (16), einen Steuerkasten -(12), eine Lichtquelle (44), die im
Steuerkasten (12) angebracht ist, einen Fotosensor (46), der im Steuerkasten (12) angebracht ist, ein Linsensystem , (48), das sich im Steuerkasten (12) vor der Lichtquelle (44) und dem Fotosensor (46) befindet und so angeordnet ist, dass es auf den Fotosensor (46) nur Licht fokussiert, das von einem genau begrenzten Sichtbereich reflektiert wird,und eine Steuerschaltung, die auf den Fotosensor (46) anspricht, um die Arbeit des Spülventils (16) auszulösen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1/ dadurch gekennzeichnet , dass der Steuerkasten (12) ein Standard-Spülkasten ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet / dass die Steuerschaltung ein Zeitverzögerungsglied (58) enthält, das die Arbeit des Spülventils (16) sperrt, bis reflektiertes Licht für ein vorgewähltes Zeitintervall wahrgenommen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Steuerschaltung einen Verstärker (54) aufweist, der die Signale vom Fotosensor (46) verstärkt .

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , dass die Steuerschaltung die Lichtquelle (44) periodisch betreibt und die Arbeit des Verstärkers (54) synchronisiert, so dass der Verstärker (54) nur dann arbeitet, wenn reflektiertes Licht von der Lichtquelle (44) am Fotosensor (46) liegen kann.

6. ' Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der genau begrenzte Sichtbereich sich im wesentlichen über 76 cm (30 inches) vor der Lichtquelle (44) erstreckt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet , dass das Linsensystem (48) wenigstens zwei Konvexlinsen (50) umfasst, wobei eine Linse (50) vor der Lichtquelle (44) angeordnet ist, während die andere Linse (50) vor dem Fotosensor (46) liegt,und die Achse jeder Linse (50) gegenüber der Vertikalen schräg unter einem Winkel von 5° verläuft.

8. Automatische Steuervorrichtung zum Aktivieren einer gesteuerten Einrichtung auf das Vorhandensein einer Person ansprechend, gekennzeichnet durch einen Steuerkasten (12), eine Lichtquelle (44) im Steuerkasten (12), einen Fotosensor (46) im Steuerkasten (12), ein Linsensystem (48) im Steuerkasten (12) vor der Lichtquelle (44) und dem Fotosensor (46), das so angeordnet ist, dass es auf den Fotosensor (46) nur Licht fokussiert, das von einem genau begrenzten Sichtbereich reflektiert wird, und eine Steuerschaltung, die auf den Fotosensor

(46) anspricht, um die Arbeit der gesteuerten Einrichtung auszulösen.

9. Anordnung für eine automatische Spülvorrichtung, gekennze ichnet durch ein Spülventil, eine Einlassleitung und eine Auslassleitung, die mit dem Spülventil verbunden sind, eine automatische Ventilbetätigungseinrichtung, eine Sensoreinrichtung zum Wahrnehmen der Anwesenheit einer Person und eine Steuerschaltung, die auf die Sensoreinrichtung anspricht, um die Arbeit der Ventilbetätigungseinrichtung auszulösen, wobei die Sensoreinrichtung relativ zu den anderen Bauteilen der Vorrichtung so angeordnet ist, dass sie im wesentlichen von einer Stelle über der Sensoreinrichtung nicht sichtbar ist.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , dass die Sensoreinrichtung unter und hinter der Ventilbetätigungseinrichtung angebracht ist.

11. Anordnung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen Steuerkasten, in dem die Sensoreinrichtung und die Steuerschaltung aufgenommen sind und der eine Ab-

deckplatte mit einer darin befindlichen öffnung aufweist, durch die hindurch die Sensoreinrichtung arbeitet, wobei der Steuerkasten so angebracht ist, dass sich die öffnung unter und hinter der Ventilbetätigungseinrxchtung befindet.