DE3923566C1

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

Info

Publication number: DE3923566C1
Application number: DE19893923566
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Altura Leiden Holding BV
Current assignee: Altura Leiden Holding BV
Priority date: 1989-07-17
Filing date: 1989-07-17
Publication date: 1990-12-13
Anticipated expiration: 2009-07-18

Abstract

The equipment includes mixing fittings, an electronic unit (14) for temp. control and regulating the quantity of the mixed flow, a memory for storing programmes and nominal values, and a power supply unit. The latter contains an accumulator (20) coupled to a generator (22) The latter is supplied by the power of the water flowing in one of the pipes (2,4,6) and also by the heat of the water in these pipes. USE/ADVANTAGE - Washing facility for personal hygiene. Trouble-free operation throughout long working life.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronisch gesteuerte Mischvorrichtung zur Sanitärinstallation gemäß den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to an electronically controlled Mixing device for sanitary installation according to the in the preamble of claim 1 specified features.

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.Such a mixing device is known from US 46 96 428 C1 known which is an electronic unit to influence the Contains temperature and / or the amount of mixed water. The Electronics unit contains buttons for setting the temperature and buttons to adjust the amount of mixed water. Furthermore, one Storage unit provided for programs and / or setpoints, in which is entered by a user in the desired manner can be and are available on call. The electronics unit is a power supply unit with a transformer switches which by means of a plug to the electrical network connected. To meet the security requirements special precautions are necessary so that Failure of a user standing in the shower, for example is not endangered by the electric current. Even with one Defect in the electronics unit and / or the power supply It must be ensured that the user is not connected to electricity leading parts can come into contact. Because of this Issues could be compared in the past electronically controlled mixing devices in the sanitary area hardly push through.

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.DE 37 36 406 A1 therefore describes a mixing device, in particular especially known for showers and bathrooms, which are used to supply electrical energy a battery or a rechargeable Battery. Is the energy of the battery or accumulator exhausted, an exchange must be made. Since the Energy consumption of the valves, motors used or the like is not insignificant, especially at frequent use of the mixing device the intervals for Replacement will be comparatively short. This can be done by one Users are perceived as a malfunction, even if such Mixers or mixers regularly in this way are trained that manual operation in the event of failure or Malfunction of the electronics unit is possible.

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.Furthermore, EP 2 92 860 A2 describes a mixing device for known sanitary purposes, which ver as a structural association different modules. It is a valve module with at least one valve for mixing, shutting off and / or distributing of the mixed water provided. Furthermore, an electro-mechanical one Motor module with at least one motor and devices for automatic coupling of the valves with the motors available. The Electrical energy is supplied via a transfor mator and it is the safety precautions mentioned at the beginning hold true.

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.Furthermore, DE 35 18 645 C2 describes a method and a scarf arrangement known for controlling a sanitary mixer tap, which have both a temperature control and a flow rate control of the mixed water. According to one Deviation between the actual value and the setpoint temperature of the mixed water, a first manipulated variable is generated electronically. By forming the difference between the first manipulated variable and one second manipulated variable, which is proportional to the total flow is another control signal for setting the other Water supply derived, with a for both control signals Factor is taken into account which of the preselected total by flow rate is proportional. The desired control values can by pressing an input unit into the electronic unit can be entered, each with a digital display entered values can be displayed. To train the The known circuit arrangement is not a power supply see more details.

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.Furthermore, DE 31 03 830 C2 describes a device for a lighting system of a vehicle, in particular one Bicycle, known. A dynamo or generator is from the vehicle driven and provides the electrical energy to charge the Batteries.

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.Finally, from DE 26 46 715 B2 is on the wrist carrying instrument with a rechargeable electric battery as Power supply source for the electrical part and with an ener converter for converting physical energy into electrical energy Known energy. The energy converter mentioned points at least two generators in which the conversion of heat or Light energy is used for electricity generation. A note, to provide such instruments for sanitary installation not to be inferred from the font mentioned.

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.The invention is therefore based on the task, the genus moderate mixing device to the extent that in radio reliable construction for trouble-free operation long life can be guaranteed.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.This problem is solved in accordance with the characteristics of Features specified claim 1.

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.The proposed mixing device is characterized by a simple and reliable construction and guaranteed without the hazard to users reliably power the Electronics unit with a long service life. The frequent exchange of accumulators or the danger to a user No connection to the electrical network. The battery of electricity supply unit is connected to a generator which from the energy of the flowing water in one of the pipes and / or the heat of the water in these pipes practically unconcerned is limited. This makes it very easy to use as well as a long service life and reliable operation because the battery is permanently charged. The energy conversion can be done by means of a turbine as well as by means of a Cylinder-piston unit. Also the utilization of the heat content or the temperature gradient of the warm water compared to the cold Water or the environment can feed the generator be used. A monitoring unit is advantageously provided to prevent the battery from overcharging. This can for example, the charging current for the battery can be detected or also the voltage difference between the generator and the battery. Depending on the charge level of the battery, the Power output of the generator controlled.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.Further embodiments of the invention are in the subclaims specified. The invention is based on the in the Drawing illustrated embodiment explained in more detail.

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.The drawing shows in a block diagram the Mischvorrich device, which has a line 2 for cold water and a line 4 for warm water. The lines 2, 4 are led to a mixing valve 6 , from which a line 8 for the mixed water, for example, leads to a tub inlet 10 . The mixing valve 6 contains an actuator, not shown here, for example a mixing valve, this actuator being coupled to an actuator 12 . This actuator 12 is designed as a tension-controlled expansion element and is acted upon by an electronics unit 14 in the required manner. Although in principle other control elements, such as motors or solenoid valves, could also be provided for the control body of the mixing valve 6 , it has been shown that the voltage-controlled expansion element is particularly suitable for this special purpose, in particular due to the extremely low energy consumption.

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.In the line 8 for the mixed water, in a manner known per se, a temperature sensor is installed, which delivers an appropriate signal to the electronic unit 14 via an electrical line 18 at the mixing temperature. Depending on a specifiable setpoint for the mixing temperature, the actuator 12 is acted upon by the electronics unit 14 .

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. A rechargeable battery 20 is used to supply the electronics unit 14 and the other electrical components with electrical energy. The battery 20 is fed by a generator 22 , which converts the energy of the outflowing water into electrical energy. This generator 22 is expediently arranged in the line 8 for mixed water, the energy being converted by means of a turbine or another converter. Furthermore, the generator and / or converter can also be arranged, for example, in line 2 for cold water or in line 4 for warm water. Furthermore, the generator 22 can also be designed to convert the thermal energy of the warm water in line 4 or the mixed water in line 8 . In the latter case, it is very useful to arrange the generator in line 4 for warm water.

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.In order to avoid overcharging the battery 20 , which is expediently designed as a nickel-cadmium cell, a monitoring unit 24 is provided. By means of this monitoring unit 24 , in particular the voltage difference between the output voltage of the generator and the current voltage of the battery 20 is sensed and monitored. Furthermore, with the monitoring unit 24, the current strength of the current flowing from the generator to the battery can be monitored. If the battery 20 is sufficiently charged and corresponding voltage and / or current limit values are sufficient, the energy flow from the generator 22 to the battery 20 can be reduced or even completely switched off by means of the monitoring unit 24 .

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.A display unit 26 is also connected to the electronics unit 14 , which is expediently designed as an LCD display and with which decisive parameters, in particular mixed water temperature or the program to be explained below, are displayed. Furthermore, an input unit 28 is provided, with which the parameters required in the electronics unit 14 and / or in the memory unit 30 provided according to the invention can be input.

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.The storage unit 30 is expediently an integral part of the electronics unit and contains storage spaces for the parameters and / or programs to be specified. This storage unit contains several independent storage spaces for the various programs and / or parameters. The setpoint for the water temperature and the amount of the amount of water flowing through the line 8 for the mixed water from the mixed water are stored and preprogrammed in the storage unit or the respective storage locations. The amount of water is expediently entered depending on the time taking into account the flow cross section. The flow cross section can be specified, for example, as a function of the opening position of a shut-off valve in line 8 , not shown here, taking into account the flow pressure. The various parameters for the respective program to be stored in the memory 30 are entered via the input unit. By means of the display 26 , the respective program and the respectively entered parameter are displayed in a suitable manner during the input. If necessary, the respective memory contents of the memory unit 30 can be called up with the input unit and displayed on the display unit 26 for control purposes. Furthermore, while the program is being carried out when the tub is being filled in, the display unit shows the respective program and the mixed water temperature and the amount of water that has already been filled in and, if applicable, the amount still to be filled. For this purpose, the input unit 28 has, for example, a key or a switch 32 for the program selection and a further key 34 for acknowledging the respective program or the respective input of a parameter.

Claims

1. Electronically controlled mixing device for the sanitary installation, with lines for cold and warm water and the mixed water, with a mixing valve, with an electronic unit for influencing the temperature and / or the quantity of the mixed water, with a storage unit, in which programs and / or setpoints can be entered, as well as with an electrical power supply unit, characterized in that the power supply unit contains a rechargeable battery ( 20 ) and a generator ( 22 ) connected to it and that the generator ( 22 ) is based on the energy of the flowing water in one of the lines ( 2, 4, 6 ) and / or is supplied by the heat of the water in these lines.

2. Mixing device according to claim 1, characterized in that a monitoring unit ( 24 ) is provided between the battery ( 20 ) and the generator ( 22 ).

3. Mixing device according to claim 1 or 2, characterized in that with the battery ( 20 ), an actuator ( 12 ), which is designed in particular as a voltage-controlled rotary element, is connected to the mixing valve ( 6 ).

4. Mixing device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the parameters and / or programs for the mixed water can be entered by means of an input unit ( 28 ) in programmable memory areas of the memory unit ( 30 ) connected to the battery ( 20 ).

5. Mixing device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the electronic unit ( 14 ), which has the storage unit ( 30 ) and preferably the display unit ( 26 ) and / or the input unit ( 28 ), to the battery ( 20 ) connected.

6. Mixing device according to claim 4 or 5, characterized in that one of the memory areas of the storage unit ( 30 ) can be activated by means of the input unit ( 28 ) and / or a time control unit ( 36 ).

7. Mixing device according to one of claims 4 to 6, characterized in that at least one parameter of the respectively activated memory area can be displayed by means of a display unit ( 26 ).