DE19815324C2 - Kapazitive Schaltvorrichtung unter Verwendung von Sanitärarmaturen als kapazitive Sensoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine kapazitive Schaltvorrichtung für die Steuerung des Wasserzulaufs oder des Wasserablaufs von sanitären Armaturen.

Bedienungselemente für elektrische Geräte und Installationen in Form von elektrischen Tastem, Schaltern und Tastaturanordnungen können oftmals aus Platzgründen und Sicherheitsgründen nicht in Bädem, Whirlpools, Duschen sowie Feuchträumen angeordnet werden. Ihre mechanischen Gehäuseabmaße können oft auch nicht in Designkonzepte ohne störende Nebeneffekte eingepaßt werden. Darum werden oft Fembedienungen verwendet. Der Umgang mit ihnen kompliziert die Bedienbarkeit eines Systems und behindert den Nutzer, insbesondere Brillenträger. Notwendige ständige Wartung und rechtzeitige Bereitstellung der Fembedienung mindert ihre Akzeptanz.

In der Druckschrift DE 195 39 879 A1 ist eine derartige kapazitive Schaltvorrichtung für die Steuerung des Wasserzulaufs oder des Wasserablaufs von sanitären Armaturen beschrieben.

Aus der EP 0 723 339 A1 sind digitale kapazitive Sensorflächen bekannt, die hinter Fliesenflächen oder nichtleitenden Wänden angeordnet, bei Annäherung einer Hand ein Schaltsignal auslösen. Ihre Installation ist einfach, weil die Elektronik am anderen Kabelende installiert werden kann. Trotzdem stellt die Kennzeichnung der Lage des Sensors auf der Oberfläche einen zusätzlichen Aufwand dar.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine kapazitive Schaltvorrichtung für Sanitärarmaturen zu schaffen, bei der vorhandene Armaturen als kapazitive Sensoren einsetzbar sind.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Ohnehin vorhandene leitfähige, vorzugsweise metallische Armaturen, werden auf ihrem Untergrund elektrisch isolierend befestigt und entweder galvanisch oder kapazitiv mit der Seele einer bekannten Sensorleitung verbunden. Beim Annähem und Entfemen einer Hand werden geringste Verschiebungsströme in die Sensorleitung eingekoppelt und bei typischem Verlauf von einer angeschlossenen Auswerteschaltung am anderen Ende der Leitung als Schalthandlung identifiziert. Wird zum Beispiel eine Spültisch- oder eine Brausearmatur als Sensor mitverwendet, ist ihre Zuleitung für ein kurzes Stück beispielsweise als elektrisch nichtleitende Schlauchverbindung ausgeführt. Sie unterbindet einen unkontrollierten Abfluß der Verschiebungsströme in das Rohrleitungsnetz. Die Leitwerte normaler Trinkwasserqualitäten können ebenfalls einen Verschiebungsstromabfluss verursachen. Dieser ist jedoch kompensierbar, indem ein Teil der Wassersäule innerhalb der nichtleitenden Schlauchverbindung durch einen metallischen Außenbelag am Schlauch kapazitiv auf ein Potential angehoben wird, das den Verschiebungsstromabfluss unterbindet. Dazu wird der metallische Außenbelag mit der Abschirmung einer Sensorleitung verbunden, die bereits in der DE 195 01 232 beschrieben wird.

Der Bedarf an berührungslosen Armaturen zur Wasserentnahme nimmt zur Einsparung von Wasser und Energie sowie zur Gewährleistung hygienischer Vorschriften ständig zu. Oftmals müssen bestehende Installationen dann durch neue Automatikarmaturen ersetzt werden. Die hohen Investitionskosten bilden vor allem im Privatbereich nach eine Hemmschwelle. Die Erfindung bietet den Vorteil, dass die bereits vorhandenen Armaturen und Einrichtungen weiter verwendet werden können.

Wenn der Wasserzufluß einer Waschtischarmatur über ein extemes Magnetvenil gesteuert wird und die bestehende Armatur nur noch zur Vorwahl des Mischungsverhältnisses und als Sensor benutzt wird, entsteht daraus auf einfache Weise eine Automatikarmatur.

Allein eine Annäherung mit der Hand leitet eine Wasserentnahme - über eine Elektronik gesteuert - ein. Bestehende Installationen müssen nicht ersetzt werden. Auch Stellbefehle am Whirlpool für Luftdusche und Gegenstromwasser können so über die Mitbenutzung von Auslaufdüsen als Sensor eingegeben werden. Es entfällt so der Einbau optisch störender Stellhebel und Drehräder sowie von Bedienpulten, die zudem zusätzliche Gefahrenquellen darstellen. Die Designwirkung verbessert sich und Eleganz in der Bedienung erhöht den Gebrauchswert von Erzeugnissen. Kosten reduzieren sich. Nachfolgend wird anhand der Fig. 1 und 2 beispielhaft für ein normales Auslaufventil eines Waschtisches die Erfindung beschrieben.

Eine Einhebel-Waschtischarmatur 1 ist in eine Waschtischkeramikplatte 2 mittels einer Befestigungsmutter 3 eingeschraubt. Ein nichtleitender Schlauch 4 ist mit einer Schlauchschelle 5 auf dem Stutzen des Ventils 1 befestigt. Die Seele einer Sensorleitung 8 kontaktiert mit einer Verbindungsklemme 6 elektrisch leitend das Ventil 1. Eine leitfähige Ummantelung 7 umfaßt einen Teil des Schlauches 4 und ist mit der Abschirmung der Sensorleitung 8 verbunden.

Weil Keramikplatte 2 und Schlauch 4 Nichtleiter sind, fließen auf das Ventil 1 durch Handannäherung eingekoppelte Verschiebungsströme in die Seele der Sensorleitung 8 ein und können am anderen Ende von einer Auswerteelektronik in bekannter Weise verarbeitet werden.

Die leitfähige Wassersäule im Schlauch stellt sich als eine Reihenschaltung von Widerständen dar (siehe Fig. 2). Ein Teilwiderstand davon wird durch die Ummantelung kapazitiv auf ein solches Potential angehoben, das die Antriebsspannung zwischen Armatur und Teilwiderstand zu Null werden läßt. Der Stromabfluss ist unterbunden.

Claims (1)

1. Kapazitive Schaltvorrichtung für die Steuerung des Wasserzulaufs oder des Wasserablaufs von sanitären Armaturen (1), insbesondere für sanitäre Auslaufventile, Abflußstutzen oder Duschköpfe, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Armatur als kapazitiver Sensor zum Eingeben von Schaltbefehlen in die Steuerung eines digitalen kapazitiven Annäherungsschalters ausgebildet ist,
• - die Armatur (1) elektrisch leitfähig ist und zumindest ein Teil ihrer leitfähigen Oberfläche kapazitiv oder galvanisch mit der Seele einer Sensorleitung (8) des kapazitiven Annäherungsschalters verbunden ist, wobei der Wasseranschluß aus einem nichtleitenden Schlauchstück besteht, welches auf einem Teil seiner Oberfläche eine leitfähige Ummantelung trägt, die mit der Abschirmung der Sensorleitung (8) elektrisch verbunden ist und
• - die leitfähige Ummantelung kapazitiv auf ein Potential angehoben wird, das einen durch den Leitwert des Wassers verursachten Verschiebungsstromabfluss verhindert.