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Dokumentenidentifikation DE69003636T2 27.01.1994
EP-Veröffentlichungsnummer 0415062
Titel Verfahren zum Aktivieren eines automatischen Ventils für eine Wasserdurchfuhr.
Anmelder Inax Corp., Tokoname, Aichi, JP
Erfinder Sakakibara, Shigeru, c/o Inax Corporation, Aichi, JP
Vertreter Grünecker, A., Dipl.-Ing.; Kinkeldey, H., Dipl.-Ing. Dr.-Ing.; Stockmair, W., Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Ae.E. Cal Tech; Schumann, K., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat.; Jakob, P., Dipl.-Ing.; Bezold, G., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Meister, W., Dipl.-Ing.; Hilgers, H., Dipl.-Ing.; Meyer-Plath, H., Dipl.-Ing. Dr.-Ing., Pat.-Anwälte, 80538 München; Kinkeldey, U., Dipl.-Biol. Dr.rer.nat., Pat.-Ass., 82057 Icking; Bott-Bodenhausen, M., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat.; Ehnold, A., Dipl.-Ing.; Schuster, T., Dipl.-Phys., Pat.-Anwälte, 80538 München
DE-Aktenzeichen 69003636
Vertragsstaaten DE, ES, FR, GB, IT
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 20.07.1990
EP-Aktenzeichen 901139568
EP-Offenlegungsdatum 06.03.1991
EP date of grant 29.09.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.01.1994
IPC-Hauptklasse E03D 5/10
IPC-Nebenklasse F16K 31/08   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren zum Steuern eines automatischen Ein/Aus-Ventils für einen Wasserdurchlauf in einer automatischen Wasserspülanlage oder einem automatischen Naßabscheider eines Pissoirs gerichtet.

Eine Anordnung des automatischen Naßabscheiders des Pissoirs besteht darin, daß ein elektromagnetisches Ventil an dem Wasserdurchlauf angeordnet ist und wirksam mittels einer Steuereinheit betätigt wird, die ein Signal von einem Sensor empfängt.

Diese Art eines neuerdings oft verwendeten automatischen Ein/Aus-Ventils für den Wasserdurchlaß führt dazu, eine Batterie als eine Stromquelle zu enthalten. Das Ein/Aus-Ventil, das die Batteriestromquelle aufweist, verwendet im allgemeinen ein elektromagnetisches Halteventil, um den zu verbrauchenden elektrischen Strom um einen größtmöglichsten Grad zu reduzieren. Das elektromagnetische Halteventil ist in einer solchen Weise angeordnet, daß ein elektrischer Strom über eine Spule zur Erregung nur fließt, wenn das Ventil von einem geschlossenen Zustand auf einen offenen Zustand und umgekehrt geändert wird, wobei die Speisung der Spule eingestellt wird, nachdem das Ventil den geöffneten oder geschlossenen Zustand erreicht hat, und wobei die jeweiligen Zustände danach mittels einem Haltemechanismus, der einen Permanentmagneten usw. aufweist, gehalten wird. Der elektrische Strom wird nur verbraucht, wenn das Ventil betätigt wird entsprechend dem so aufgebauten elektromagnetischen Halteventil, das ebenfalls eine lange Zeitdauer betrieben wird, wenn die Batterie als eine Stromquelle verwendet wird.

Es erwachsen jedoch einige Probleme, die dem zuvor erwähnten elektromagnetischen Ventil in dem automatischen Ein/Aus-Ventil innewohnen, indem das ein Abdichtungsabschnitt zwischen einem Ventilsitz und einem Ventilkörper während eines langen Erhaltungsabschnitts festgelegt ist, bevor er installiert wird, und wenn einmal der Ventilsitz und der Ventilkörper miteinander festgelegt sind, kann die Betätigung nicht gleichförmig ausgeführt werden, wenn versucht wird, es nach dem erfolgten Einbau zu betätigen. Das automatische Ein/Aus-Ventil, das typischerweise die Batterie als eine Stromquelle beinhaltet, ist so angeordnet, daß es die minimale Antriebskraft zuführt, die erforderlich ist, um das Ventil mit der Absicht zu betätigen, eine möglichst geringe Menge von elektrischer Energie zu verbrauchen, wenn das Ventil betätigt wird. Wenn der Ventilsitz jedoch an dem Ventilkörper festgelegt ist, folgt daraus, daß das elektromagnetische Ventil nicht durch eine schwache Antriebskraft betätigt wird.

Eine Annäherung an eine solche Situation besteht darin, das elektromagnetische Ventil zu ersetzen oder die Befestigung zwischen dem Ventilsitz und den Ventilkörper durch Auseinandernehmen der Ventilantriebseinheit zu lösen. Das Ersetzen des elektromagnetischen Ventils hat jedoch eine Verschwendung des Erzeugnisses zur Folge. Andererseits erfordert das Lösen der Befestigung durch Auseinandernehmen des elektromagnetischen Ventils lästige Arbeiten zu diesem Zweck.

Aus der EP-O 245 577 ist ein automatisches Ein/Aus-Ventil für einen Wasserdurchlaß bekannt, der mit einer Sensoreinheit zum Nachweisen eines Objektes und einer Steuereinheit zum Steuern eines elektrischen Stromes im Ansprechen auf ein Signal, das von der Sensoreinheit übertragen wird, verbunden ist. Im Falle eines elektronischen oder elektromechanischen Ausfalls oder eines Ausfalls des elektrischen Stromes kann das Automatikventil so überbrückt werden, daß der Hahn auch manuell betätigt werden kann.

Es ist ein vorrangiges Ziel der vorliegenden Erfindung, die die vorstehend genannten Probleme beseitigt, die mit dem Stand der Technik auftritt, ein Verfahren zum Betreiben eines automatischen Ein/Aus-Ventils für einen Wasserdurchlaß zu schaffen, das in der Lage ist, ein elektromagnetisches Ventil manuell zu betätigen, wenn es nicht gleichförmig arbeitet.

Es ist ein anderes Ziel der Erfindung, ein Verfahren zum Steuern eines automatischen Ein/Aus-Ventils zu schaffen, das in der Lage ist, einen Test für einen Durchlaß des Wassers zu bewirken.

Um die oben angegebenen Ziele entsprechend einem Aspekt der Erfindung zu erreichen, wird ein Verfahren zum Steuern eines automatischen Ein/Aus-Ventil für einen Wasserdurchlaß, wie im Anspruch 1 beansprucht, geschaffen.

Das elektromagnetische Ventil wird nicht nur durch die Steuerung der Steuereinheit durch eine Antriebskraft, die von einer ursprünglichen Stromzuführung gegeben ist, betätigt, sondern wird auch durch die manuelle Antriebseinheit betrieben.

Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit des automatischen Ein/Aus-Ventils über ein Verbindungsteil mit dem elektromagnetischen Ventil verbunden. Das elektromagnetische Ventil wird durch den elektrischen Strom, der von der Stromquelle, wie z.B. einer Batterie, durch die Steuerung der Steuereinheit in einem normalen Zustand abgegeben wird betätigt. Wenn andererseits der Ventilabdichtungsabschnitt genügend fest ist, um es dem elektrischen Ventil es nicht zu ermöglichen, gleichförmig betätigt zu werden, wird das Verbindungsteil abgenommen und stattdessen die manuelle Antriebseinheit mit dem elektromagnetischen Ventil verbunden. Die manuelle Antriebseinheit führt dem elektromagnetischen Ventil einen größeren elektrischen Antriebsstrom zu, als der normal zugeführte elektrische Antriebsstrom, oder alternativ dazu wird eine elektrische Stromzuführungszeit pro Impuls erhöht. Mit dieser Anordnung kann das elektromagnetische Ventil kräftig betätigt werden, um die Befestigungskraft des Ventilabdichtabschnittes zu überwinden. Ist einmal die Befestigung des Ventilabdichtungsabschnittes auf diese Weise gelöst, wird die Steuereinheit wieder mit dem elektromagnetischen Ventil durch Demontage der manuellen Antriebseinheit verbunden, und danach kann das elektromagnetische Ventil gleichförmig durch den elektrischen Strom betätigt werden, der normalerweise von der ursprünglichen Stromquelle, wie z.B. einer Batterie, zugeführt wird. Es kann nämlich das nicht betätigbare elektromagnetische Ventil gleichförmig betätigt werden, sogar wenn eine Mehrzahl von automatischen Ein/Aus-Ventilen in dem Zustand eingebaut werden und wenn die einzelne Antriebseinheit vorbereitet wird.

Wenn das elektromagnetische Ventil hergestellt wird, um durch Verwenden der zuvor beschriebenen manuellen Antriebseinheit zu arbeiten, wird zusätzlich zu den oben diskutierten Vorteilen ein Vorteil des gleichförmigen Ausführens eines Tests für einen Wasserdurchlaß geschaffen. Im einzelnen wird, wenn der Wasserdurchlauftest durch automatisches Öffnen und Schließen des elektromagnetischen Ventils im Ansprechen auf ein Signal, das von einem Sensor übertragen wird, ausgeführt wird, dem Wasser gestattet, für eine vorbestiininte Zeitdauer (z.B. 5 Sekunden) zu fließen und beendet dann das Fließen. Es ist deshalb erforderlich, daß Betätigungen des Fließens und Absperrens wiederholt werden, wenn bewirkt wird, daß der Sensor das Objekt mehrere Male nachweist. In Anbetracht des Falles des kräftigen Betätigens des elektromagnetischen Ventils durch Verwendung der manuellen Antriebseinheit wird ein Vorteil geschaffen, in dem dem Wasser gestattet wird, kontinuierlich durch Bedienen eines Knopfes zu fließen.

Es ist anzumerken, daß eine solche Anordnung nur auf die Weise einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gegeben ist, und daß die manuelle Antriebseinheit in jedes automatische Ein/Aus-Ventil eingebaut werden kann.

Andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei der folgenden Erläuterung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, wobei:

Fig. 1A und 1B grafische Darstellungen als Unterstützung zum Erläutern eines Verfahrens zum Steuern eines automatischen Ein/Aus-Ventils für einen Wasserdurchlaß sind, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht ist, die Pissoirs darstellt, von denen jedes das automatische Ein/Aus-Ventil für den Wasserdurchlaß aufweist, das in Fig. 1 dargestellt ist und hauptsächliche Umgebungsbereiche darum zeigt;

Fig. 3A eine perspektivische Ansicht ist, die einen Aufbau eines elektromagnetischen Ventils in dem automatischen Ein/Aus-Ventils darstellt;

Fig. 3B eine Schnittansicht dessen ist; und

Fig. 4 ein Diagramm ist, das Muster zeigt, mit welchen ein elektrischer Antriebsstrom dem elektromagnetischen Ventil zugeführt wird.

Ausführungsformen, bei denen die vorliegende Erfindung auf einen automatischen Naßabscheider eines Pissoirs angewendet wird, werden nachstehend im einzelnen beschrieben.

Kehrt man zu Fig. 2 zurück, stellt das Bezugszeichen 10 ein Pissoir dar, das an einer Befestigungswandfläche 12 befestigt ist und das ein automatisches Ein/Aus-Ventil 14 zum Öffnen und Schließen eines Durchlasses für Spülwasser beinhaltet.

Das automatische Ein/Aus-Ventil 14 weist ein elektromagnetisches Halteventil 16 (Fig. 3A und 3B) auf. Das elektromagnetische Ventil 16 besteht aus: einem Rahmen 18, Spulen 20 und 22, von denen jede in eine entgegengesetzte Richtung gewickelt ist; einen Permanentmagnet 24, der zwischen die Spulen 21 und 22 gesetzt ist; einem Tauchkern 26, der aus einem magnetischen Material hergestellt ist und in der Mitte der Spulen 20 und 22 angeordnet ist; einem Stab, der in eine Mittelbohrung des Tauchkerns 26 eingesetzt ist; einer Feder 30 zum Beaufschlagen des Stabs 28 in eine solche Richtung, um das Ventil zu öffnen; Spulenkernen 32 und 34, die auf beiden Enden des Tauchkerns 26 angeordnet sind; einem aus Harz bestehenden Ventilkörper 36; und einem Ventiltellergummi 38, der an einer Oberseite des Stabs 28 angebracht ist. Das so aufgebaute elektromagnetische Ventil 16 ist solcherart angeordnet, daß, wenn ein elektromagnetischer Strom, der in einer solchen Richtung wirkt, daß er eine magnetische Kraft des Permanentmagnet 24 ausgleicht, die in der anderen Spule 22 fließt, als Ergebnis dessen der Tauchkern 26 nach oben in der Figur gezogen wird und dadurch durch den Spulenkern 32 adsorbiert wird. Der Tauchkern 26, der durch den Spulenkern 32 adsorbiert wird, wird in diesem Zustand durch die magnetische Kraft des Permanentmagnet 24 gehalten, sogar nachdem die Speisung der Spulen 20 und 22 beendet wurde, um einen offenen Ventilzustand beizubehalten. Mit dieser Anordnung wird eine Verbindung zwischen einer Einlaßöffnung 40 und einer Auslaßöffnung 42 für das Spülwasser beibehalten, wodurch das Spülwasser den Pissoirs 10 zugeführt wird.

Wenn andererseits eine Spannung einer Richtung entgegengesetzt zur Vorigen angelegt wird, fließt der Strom, der in einer solchen Richtung wirkt, um den Tauchkern 26 anzuziehen, in der Spule 22. In Anbetracht dessen erhält die Spule 20 den Strom, der in einer solchen Richtung wirkt, um die magnetische Kraft des Permanentmagnet 24 auszugleichen. Infolgedessen wird der Tauchkern 26 nach unten in der Figur gezogen, und wird dadurch durch den Spulenkern 34 adsorbiert. Der Tauchkern, der durch den Spulenkern 34 adsorbiert wird, verbleibt so wie er ist, mittels der magnetischen Kraft des Permanentmagnet 24, auch nachdem die Speisung der Spulen 20 und 22 beendet wurde. Zu diesem Zeitpunkt wird der Stab 28 nach unten in der Figur durch die Beaufschlagungskraft niedergedrückt, die von der Feder 30 abgegeben wird, mit dem Ergebnis, daß der Ventiltellergummi, der an dem Kopf des Stabs 28 angebracht ist, gegen einen harzförmigen Ventilsitz gedrückt wird, um dadurch einen Wasserdurchlaß zu schließen, und dieser Zustand wird beibehalten.

Fig. 1A ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration des automatischen Ein/Aus-Ventils einschließlich des elektromagnetischen Ventils 16 darstellt. Mit 46 ist in der Figur eine Sensor/Steuereinheit bezeichnet, die über ein Verbindungsteil 44 mit dem elektromagnetischen Ventil 16 verbunden ist. Eine Batteriestromzuführung 50 ist über ein Verbindungsteil 48 mit der Sensor/Steuereinheit 46 verbunden.

Gemäß dem automatischen Ein/Aus-Ventil weist der Sensor eine männliche Person nach, die vor dem Pissoir 10 steht. In Ansprechen auf ein Nachweissignal dessen arbeitet die Steuereinheit, um Spannungen die man sich vorstellen kann als Impulsspannungen an den Spulen 20 und 22 des elektromagnetischen Ventils 16 anzulegen, die von der Stromzuführung für eine vorbestiimnte Zeitdauer abgegeben werden, wodurch das elektromagnetische Ventil 16 geöffnet wird. Die Impulsspannung und die Anlegezeitdauer werden bei dieser Gelegenheit auf Minimalwerte festgelegt, die notwendig zum Betätigen des elektromagnetischen Ventils 16 sind. Zum Beispiel wird, wie in Fig. 4(A) gezeigt ist, eine Spannung von 4,0 Volt für 20 Millisekunden angelegt.

Das so geöffnete elektromagnetische Ventil 16 hält diesen Zustand selbst und verbleibt in diesem, wodurch das Spülwasser für eine vorbestimmte Zeitdauer (z.B. 5 Sek.) fortdauernd. fließt. Nachdem die vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, wird eine Spannung, die in der Richtung entgegengesetzt zu der zuvor erwähnten wirkt, im Ansprechen auf ein Signal zu dieser Zeit angelegt, das von einem Zeitgeber übertragen wird, wodurch das elektromagnetische Ventil 16 geschlossen wird, um die Zuführung des Spülwassers abzusperren.

Wenn das elektromagnetische Ventil nicht normal in der zuvor beschriebenen Weise, funktioniert, wobei das elektromagnetische Ventil 16 nicht normal wegen der Festlegung des Ventiltellergummis 38 an dem Ventilkörper 36 des elektromagnetischen Ventils 16 durch die vorstehend genannte Antriebskraft betätigt wird, wenn das automatische Ein/Aus-Ventil eingebaut ist, wird entsprechend dem Verfahren der vorliegenden Erfindung die manuelle Antriebseinheit 52, wie in Fig. 1B dargestellt, über ein Verbindungsteil 44 mit dem elektromagnetischen Ventil 16 verbunden, dem dann eine Antriebskraft von der manuellen Antriebseinheit 52 zugeführt wird, die größer ist, als die vorhergehende, für eine lange Zeitdauer (z.B. wie in Fig. 4B gezeigt ist, wird eine Spannung von 5 Volt 30 Millisekunden lang angelegt), wogegen entsprechend dem Stand der Technik die Festlegung durch Ersetzen oder Zerlegen des elektromagnetischen Ventils 16 gelöst wird.

Die Festlegung des Ventiltellers 38 an dem Ventilsitz wird somit gelöst, wobei das elektromagnetische Ventil 16 kräftig betätigt werden kann. Ist einmal die Festlegung gelöst, wird danach das elektromagnetische Ventil 16 durch die normale Antriebskraft betätigt. Dann kann nach Demontage der manuellen Antriebseinheit 52 die Sensor/Steuereinheit 46 wieder über das Verbindungsteil 44 mit dem elektromagnetischen Ventil 16 verbunden werden.

Obwohl die dargestellten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im einzelnen beschrieben wurden, ist es so zu verstehen, daß die vorliegende Erfindung, wie zuvor bereits erläutert, auf eine automatische Wasserspülanlage anwendbar ist sowie als auch auf das Ein/Aus-Ventils für den Wasserdurchlaß in dem automatischen Naßabscheider des Pissoirs. Außerdem ist die vorliegende Erfindung auf das automatische Ein/Aus-Ventil anwendbar, das nicht nur die Batteriestromzuführung, sondern auch eine Wechselstromzuführung verwendet. Die vorliegende Erfindung kann in Ausführungsformen praktiziert werden, wo eine Vielfalt von Modifikationen in einem Bereich ausgeführt werden können, die nicht den Schutzumfang der Erfindung verlassen, wie er durch die Patentansprüche definiert ist.


Anspruch[de]

1. Verfahren zum Steuern eines automatischen

Ein/Aus-Ventils (14) für einen Wasserdurchlaß, wobei das automatische Ein/Aus-Ventil (14) ein elektromagnetisches Ventil (16) aufweist, das den Wasserdurchlaß öffnet und schließt, eine Sensoreinheit (46) zum Nachweisen eines Objektes aufweist und eine Steuereinheit (46) zum Steuern der Zuführung/des Abschaltens des antreibenden elektrischen Stromes aufweist, der von einer Zuführung (50) dem elektromagnetischen Ventil (16) im Ansprechen auf ein Signal zugeführt wird, das von der Sensoreinheit (46) übertragen wird, wobei das Verfahren folgende Stufen umfaßt:

Zulassen, daß die Steuereinheit (46) eine Arbeitsweise des elektromagnetischen Ventils (16) in der normalen Weise steuert; und

Ausführen einer manuellen Arbeitsweise der Wasserzuführung,

gekennzeichnet durch die Stufen:

Verbinden einer manuellen Antriebseinheit (52) mit dem elektromagnetischen Ventil (16);

Zuführen eines antreibenden Stromes, der von der manuellen Antriebseinheit (52) abgegeben wird an das elektromagnetische Ventil (16), wobei der antreibende Strom von der manuellen Antriebseinheit (52) in der Form von Impulsen vorliegt, die eine Impulsdauer haben, die länger ist, als die der antreibenden elektrischen Stromzuführung über die Steuereinheit (46); und

somit kräftiges Betreiben des elektromagnetischen Ventils (16).

2. Steuerverfahren nach Anspruch 1, wobei eine manuelle Antriebseinheit (52), die tragbar ist, verwendet wird.

3. Steuerverfahren nach Anspruch 1, wobei ein elektromagnetisches Ventil (16), das ein Halteventil ist, verwendet ist.







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