DE2619476C2 - Duschanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Duschanlage aus mindestens einer Dusche mit Magnetventilsteuerung, deren Magnetventile durch einen vom Benutzer auslösbaren elektrischen Duschzeitschalter ein- und ausschaltbar sind.

Bei Duschen werden weithin zur Begrenzung der Duschzeiten für die Zeitregulierung mechanisch oder hydraulisch arbeitende Selbstschlußventile verwendet. Die Genauigkeit derartig mechanisch gesteuerter Zeitbrausen ist sehr gering, und die Duschzeit unterliegt verschiedenen Einflußfaktoren. Der Wasserdruck sowie die Umgebungstemperatur und Kalkablagerungen verändern die einmal eingestellte Zeit. Außerdem ist die Betätigung des Auslöseknopfes eines solchen mechanischen Zeitschalters mit einem relativ großen Kraftaufwand verbunden, und der Eindrückweg beeinflußt

•to wiederum die Duschzeit. Daher wurden für die Zeitregulierung elektronische Zeitschalter entwickelt, die eine leichte Betätigung ermöglichen; jedoch war die mit einfachen Schaltungsmitteln erreichbare Genauigkeit nicht sehr groß. Ähnlich, wie bei den mechanischen Zeitschaltern, deren Zeitregulierung nur von einem Fachmann durchgeführt werden kann, ist die Einstellung der analogen Zeitelektronik umständlich, da sie an jeder Dusche einzeln vorgenommen werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Duschanlage zu schaffen, bei der die Duschzeiten einfach und genau, sowie erforderlichenfalls zentral verändert werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Duschzeitschalter einen Impulszähler enthält, der von einem Taktgenerator gelieferte Impulse während der Duschzeit zählt und durch den nach Erreichen eines vorbestimmten Zählerstandes die Ausschaltung auslösbar ist und daß die Länge der Duschzeit durch Veränderung der Impulsfrequenz des Taktgenerators einstellbar ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der zum digitalen Duschzeitschalter gehörende Taktgenerator zentral an einer leicht zugänglichen Stelle angebracht werden kann und nur dieser in seiner Frequenz verändert werden braucht, um die Zeiteinstellung sämtlicher Duschen der Duschanlage zu verändern. Aufgrund der digitalen Arbeitsweise hängt die Zeitgenauigkeit nur von der Genauigkeit des Taktgenerators ab, der lediglich einmal vorhanden zu

sein braucht Deshalb wird besonders auch bei einer größeren Zahl von Duschen auf wirtschaftliche Weise ?ine genaue zentrale Zeiieinstellung möglich.

Außerdem schafft der erfindungsgemäße Duschzeitschalter die Möglichkeit, die Zahl der Duschbenutzungen zentral zu registrieren und abiyrechnen. Beim Abschalten der Magnetventile erscheint an einem zweiten Ausgang des Duschzeitschalters ein Impuls, der an den Eingang eines Duschzählers gelegt werden kann. Dieser Zähler kann mit einem Zählerstandsdrucker, der i<> von Hand oan auch von einem Uhrzeitgeber betätigbar ist, verbunden sein. Auch eine direkte Hingabe der Daten in eine EDV-Anlage zur zentralen Verarbeitung und Abrechnung ist auf einfache Weise möglich. Für eine direkte Abrechnung ist auch der Anschluß eines Münzschalters auf einfache Weise außerhalb der Naßzone denkbar.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 eine Duschanlage mit einem digitalen Duschzeitschalter und einem Taktgenerator im Blockschaltbild,

F i g. 2 das Schaltbild des digitalen Duschzeitschalters der Duschanlage nach F i g. 1,

Fig.3 das Schaltbild des Taktgenerators der Duschanlage nach F i g. 1, und

F i g. 4 das Schaltbild eines digitalen Duschzeitschalters einer eigenzeitgesteuerten Duschanlage mit zentraler Registrierung der Duschbenutzungen.

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild einer Duschanlage, jn die aus einer beliebigen Anzahl von Duschen 1 mil jeweils zwei die Heiß- und Kaltwasserzufuhr absperrenden Magnetventilen 2 und 3 besteht. Jedes Magnetventiipaar 2 und 3 einer Dusche 1 der Duschanlage ist mit dem Steuerausgang 4 eines zugeordneten digitalen Duschzeitschalters 5 verbunden. Alle Eingänge 6 der digitalen Duschzeitschalter 5 sind parallel an den Ausgang 7 eines einzigen Taktgenerators 8 angeschlossen. Dieser Taktgenerator 8 befindet sich an einer zentralen, leicht zugänglichen Stelle. Er steuert alle digitalen Duschzeitschalter 5 der Duschanlage. Es ist aber auch denkbar, daß der Taktgenerator 8 gemeinsam mit anderen Taktgeneratoren 8 eine gewisse Anzahl von Duschen I einer in Gruppen aufgeteilten Duschanlage steuert.

Jeder digitale Duschzeitschalter 5 wird mit Hilfe eines Drucktastenschalters 9 eingeschaltet, worauf er die zugeordneten Magnetventile 2 und 3 öftnet. Der Drucktastenschalter 9 kann auch durch einen elektronischen Annäherungsschalter oder durch den Schalter so einer Lichtschranke ersetzt sein. Die digitalen Duschzeitschalter 5 weisen zweite Ausgänge 10 auf, die an den Eingang 11 einer Registriereinrichtung 12 angeschlossen sind. Dabei kann für die gesamte Duschanlage eine einzige Registriereinrichtung 12 oder aber für jede Gruppe von Duschen 1 der Duschanlage eine eigene Registriereinrichtung 12 verwendet werden.

Wie F i g. 2 zeigt, besteht ein digitaler Duschzeitschalter 5 aus einer Schaltstufe 13, die von einer bistabilen Kippstufe 14 angesteuert ist, einer Zählerstufe 15 mit bo einem statischen Frequenzteiler 16 und einer Impulsformerstufe 17, an deren Eingang 6 der Ausgang 7 des in F i g. 3 dargestellten Taktgenerators 8 angeschlossen ist.

Nach Betätigung des Drucktastenschalters 9 erhalten die Erregerwicklungen der Magnetventile 2 und 3 einen Erregerstrom, so daß die Wasserzufuhr der zugeordneten Dusche freigegeben wird. Mit der Betätigung des Drucktastenschalters 9 werden die den Erregerslrom der Magnetventile 2 und 3 steuernde bistabile Kippstufe 14 und die Zählerstufe 15 zurückgesetzt Anschließend werden die vom externen .Taktgenerator 8 an den Eingang 6 gelieferten Impulse in der Zählerstufe 15 gezählt die beim tausendsten Zählimpuls einen Ausgangsimpuls abgibt, mit dem die bistabile Kippstufe

14 gesetzt wird, so daß die Magnetventile nach 1000 Impulsen des Taktgenerators 8 entregt werden uad am Ausgang 10 ein Registrierimpuls auftritt Die Betriebszeit der Dusche ist durch eine Änderung der Frequenz des Taktgenerators 8 einstellbar.

Die Schaltstufe 13 weist einen Schalttransistor 18 auf, in dessen Kollektorkreis ein Relais 20 mit den Arbeitskontakten 21 und 22 liegt Der erste Arbeitskontakt 21 wird von dem Drucktastenschalter 9 überbrückt und liegt an einer Wechselspannungsquelle Ug. Wird der Drucktastenschalter 9 betätigt, gelangt die Wechselspannung Ub an die Anode einer Gleichrichterdiode 23, mit der die zum Betrieb der Schaltstufe 13 benötigte Gleichspannung erzeugt wird. Diese Gleichspannung wird durch einen Elektrolytkondensator 24 besiebt. Um beim Einschalten einen möglichst großen Spannungssprung zu erhalten, wird der Elektrolytkondensator 24 mit Hilfe eines Widerstandes 25 nach dem Abschalten des digitalen Duschzeitschalters 5 vollkommen entladen. Mit Hilfe eines Widerstandes 26 und einer Zenerdiode 27 wird eine zweite niedrigere, stabilisierte Gleichspannung für den Betrieb der übrigen Stufen 14,

15 und 17 des digitalen Duschzeitschalters 5 gewonnen. Über einen Kondensator 28 und einen Widerstand 29 wird die bistabile Kippstufe 14 durch einen aus der Anstiegsflanke der Gleichstromversorgp-ς gewonnenen Impuls rückgesetzt. Sie weist zwei über zwei Widerstände 30, 31 miteinander gekoppelte Operationsverstärker 32 und 33 und einen Gegenkopplungskondensator 39 auf. Die Basis des Schalttransistors 18, die über einen Widerstand 34 mit Masse und einen Widerstand 35 mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 32 verbunden ist, erhält, sobald die bistabile Kippstufe 14 rückgesetzt ist, eine positive Steuerspannung, so daß der Schalttransistor 18 leitend wird und der über das Relais 20 fließende Strom das Schließen der Relaiskontakte 21 und 22 verursacht. Dadurch wird der Drucktastenschalter 9 kurzgeschlossen und kann losgelassen werden. Außerdem wird der Verbraucher-Stromkreis über den Arbeitskontakt 22, den Steuerausgang 4 und die Wicklungen der beiden Magnetventile 2 und 3 geschlossen. Die beiden Magnetventile 2 und 3 öffnen somit die Heiß- und Kaltwasserzufuhr der zugeordneten Dusche.

Mit Hilfe eines aus einem Kondensator 36 und einem Widerstand 37 bestehenden Differentiergliedes wird beim Einschalten des digitalen Duschzeitschalters 5 ein Spannungsimpuls gewonnen, der über einen Widerstand 38 an den Rücksetzeingang eines statischen Frequenzteilers 16 geschaltet ist. Der Ausgang des statischen Frequenzteilers 16 liegt über einen Arbeitswiderstand 40 an Masse und über einen Widerstand 41 an dem Setzeingang der bistabilen Kippstufe 14. Nach dem tausendsten Impuls am Eingang 42 des statischen Frequenzteilers 16 erscheint an seinem Ausgang ein Impuls, mit dem die bistabile Kippstufe 14 gesetzt und der ^chalttransistor 18 wieder in den gesperrten Zustand geschaltet werden.

Beim Umschalten des Schalttransistors 18 in den nichtleitenden Zustand steigt dessen Kollektorspannung an. Dieser Spannungsanstieg wird über eine zur Entkopplung dienende Reihenschaltung einer Diode 43

und eines Widerstandes 44 an den Registrierausgang 10 übertragen. Da nach dem Umschalten des Transistors 18 der Haltestrom des Relais 20 unterschritten wird, öffnen sich dessen Arbeitskontakte 21 und 22, so daß über die Magnetventile 2 und 3 die Wasserzufuhr gesperrt wird und die Betriebsspannung des digitalen Duschzeitschalters 5 sowie die am Steuerausgang 4 liegende Spannung auf Null zurückgehen. Eine an der Wicklung des Relais 20 auftretende Induktionsspannung wird durch eine Diode 19 kurzgeschlossen.

Der Eingang 42 des statischen Frequenzteilers 16 ist mit dem Ausgang eines Operationsverstärkers 45, dessen inverlierender Eingang an den Ausgang eines Operationsverstärkers 46 und über einen Widersland 47 an Masse angeschlossen ist, verbunden. Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers 46 liegt über einen Widerstand 53 an dem Eingang 6 des digitalen Duschzeitschalters 5 und über einen Widerstand 48 an Masse. Der Ausgang und der invertierende Eingang des Operationsverstärkers 46 sind an einen Gegenkopplungswiderstand 49 angeschlossen. Die nichtinvertierenden Eingänge der Operationsverstärker 45 und 46 liegen über hochohmige Widerstände 50 und 51 auf einem festen positiven Potential. Die an den Eingang 6 angelegten Impulse werden mit Hilfe eines Kondensators 52 gesiebt und über die beiden als Inverter geschalteten Operationsverstärker 45 und 46 der Impulsformerstufe 17 auf den Eingang 42 des statischen Frequenzteilers 16 gegeben.

Die Dauer, während der der Schalttransistor 18 nach Betätigen des Drucktastenschalters 9 leitet, hängt von der Frequenz der Impulse ab, die auf den Eingang 6 gegeben werden. Diese Impulse werden in dem in Fig.3 dargestellten Taktgenerator 8 erzeugt. Der Taktgenerator 8 wird mit einer gut stabilisierten Gleichspannung U_U:lb versorgt und enthält im wesentlichen einen Rechteckimpulsgenerator mit Operationsverstärker 60 hoher Temperaturstabilität. Die Impulsfrequenz des Rechteckimpulsgenerators läßt sich mit Hilfe eines Stellwiderstandes 61 verändern und ist durch die Zeitkonstante des aus den Widerständen 61 und 62 und dem Kondensator 63 gebildeten /?C-Gliedes bestimmt. Die Ladespannung des Kondensators 63 gelangt über einen Widerstand 64 an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 60. Das Anfangspotential der Aufladung wird durch einen Spannungsteiler aus den Widers änden 65 und 66 festgelegt, der das Impuls-Pausenverhältnis zusammen mit dem Spannungsteiler aus den Widerständen 67 und 68 festlegt. Die abgegriffene Spannung gelangt über einen Widerstand 69 an den nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 60. Ein Arbeitswiderstand 70 verbindet den Ausgang des Operationsverstärkers 60 mit der Betriebsspannung. Ein Kondensator 71 zur Frequenzkompensation verbindet dessen Ausgang mit einem entsprechenden Kompensationseingang. Außerdem liegt zwischen dem Ausgang des Operationsverstärkers 60 und Masse ein Widerstand 72.

Die Ausgangsspannung des Rechteckimpulsgenerators gelangt über einen Inverter und Impulsformer 73 an den Zähleingang eines vierstelligen Binärzählers 74, dessen Ausgänge mit den vier Eingängen eines BCD-Decoders 75 verbunden sind, und an einen Wahlschalter 76. Ober einen Wahlschalter 77 wird einer der Ausgänge des BCD-Decoders 75 über einen Inverter 78 mit dem Rücksetzeingang des Binärzählers 74 verbunden. Sobald der Zähler den durch den Wahlschalter 77 festgelegten Zählerstand aufweist, wird er zurückgesetzt und beginnt erneut von Null an zu zählen. Dadurch läßt sich die Dauer eines Zählzyklus und damit die Frequenz an den vier Ausgängen entnehmbaren Impulsspannungen verändern. Über den Wahlschalter 76 wird dabei der einer bestimmten ίο Stellung des Wahlschalters 77 entsprechende Ausgang des Binärzählers 74 oder dessen Eingang mit dem Eingang eines Inverters 79 verbunden. Mit Hilfe der beiden Wahlschalter 76 und 77 lassen sich dann alle ganzzahligen Teilverhältnisse bis 9 einschließlich !5 einstellen. Der Ausgang des Inverters 79 liegt über eine die statische Störsicherheit erhöhende Diode 80 am Eingang eines im wesentlichen aus einem Transistor 81 bestehenden Ansteuerverstärkers. Der Transistor 81, dessen Basis über einen Widerstand 82 mit Masse verbunden ist, steuert einen Leistungstransistor 83 mit einem Arbeitswiderstand 84, dessen heißes Ende über einen Elektrolytkondensator 85 an dem Ausgang 7 des Taktgenerators 8 angeschlossen ist. Die Basis des Leistungstransistors 83 liegt an dem als Spannungsteiler mit den Widerständen 86 und 87 ausgebildeten Arbeitswiderstand des Transistors 81.

In einem weiteren, in Fig.4 dargestellten Ausführungsbeispiel, besteht die Impulsformerstufe 17 aus einem einzigen Operationsverstärker 45, und der zweite

ίο Operationsverstärker 100 ist als Rechteckimpulsgenerator mit einstellbarer Frequenz geschaltet. Diese Schaltung findet bei getrennten eigenzeitgesteuerten Duschen einer Duschanlage Verwendung.
Die Schaltstufe 13, die bistabile Kippstufe 14, die

κ Zählerstufe 15 und der die Zählerstufe 15 ansteuernde Inverter 45 stimmen mit dem ersten Ausführungsbeispiel überein und tragen die gleichen Bezugszeichen. Der Rechteckimpulsgenerator weist ein /?C-Glied aus den Widerständen 101 und 102 und einen Kondensator 103 auf, das die Schwingfrequenz, die durch den Widerstand 102 einstellbar ist, bestimmt. Ein Widerstand 104 verbindet den Ausgang des Operationsverstärkers 100 mit seinem nichtinvertierenden Eingang und ergibt aufgrund der Mitkopplung steile Anstiegs-

■15 flanken der impulse. Der invertierende Eingang ist über einen Widerstand 105 mit dem Kondensator 103 verbunden. Zwischen der Betriebsspannung und dem Ausgang des Operationsverstärkers 100 liegt dessen Arbeitswiderstand 106.

Die Registriereinrichtung 12 kann aus einem einfachen Zähler für die gesamte Duschanlage oder aus einem Zähler für je eine Gruppe von Duschen bestehen. Er kann mit einem von Hand oder von einem Uhrzeitgeber auslösbaren Zählerstandsdrucker verbunden sein. Es ist auch möglich, den Zählerstand über eine Schnittstelle in eine EDV-Anlage einzugeben. Für eine direkte Abrechnung kann der Anschluß eines Münzschalters vorgenommen werden, der durch den Registrierimpuls ausgeschaltet und den Einwurf einer Münze eingeschaltet wird. Dabei ist die Verwendung eines Schalters vorteilhaft, der die Impulse des Taktgenerators und den Steuerstrom der Magnetventile 2 und 3 unterbricht so daß die Duschzeit beliebig verteilt ausgenutzt werden kann.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Duschanlage aus mindestens einer Dusche mit Magnetventilsteuerung, deren Magnetventile durch einen vom Benutzer auslösbaren elektrischen Duschzeitschalter ein- und ausschaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Duschzeitschalter (5) einen Impulszähler (16) enthält, der von einem Taktgenerator (8) gelieferte Impulse während der Duschzeit zählt und durch den nach Erreichen eines vorbestimmten Zählerstandes die Ausschaltung auslösbar ist und daß die Länge der Duschzeit durch Veränderung der Impulsfrequenz des Taktgenerators (8) einstellbar ist

2. Duschanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Duschzeitschalter (5) einen zum Anschluß einftr Registriereinrichtung (12) bestimmten elektrischen Ausgang (10) aufweist, an dem bei Erreichen des vorbestimmten Zählerstandes ein Registrierimpuls abgebbar ist.

3. Duschanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Duschzeitschalter (5) einer Duschanlage durch einen zentralen externen Taktgenerator (8) fremdgesteuert sind.

4. Duschanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Duschzeitschalter (5) einen eigenen internen Taktgenerator (100) aufweist.

5. Duschanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Duschzeitschalter (5) die zwei Magnetventile (2,3) in der Heiß- und Kaltwasserzufuhr der zugeordneten Dusche (1) gesteuert sind.

6. Duschanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstufe (13) des Duschzeitschalters (5) von einer bistabilen Kippstufe (14) angesteuert ist, die beim Einschalten des Duschzeitschalters (5) in den die Schaltstufe (13) öffnenden Zustand rücksetzbar ist und durch den Ausgangsimpuls eines über eine Impulsformerstufe

(17) an einen Taktgenerator (8) angeschlossenen und beim Einschalten des Duschzeitschalters (5) zurückgesetzten Zählerstufe (15) in den zweiten die Schaltstufe (13) sperrenden Zustand setzbar ist.

7. Duschanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstufe (13) des Duschzeitschalters (5) mit einer höheren und die bistabile Kippstufe (14), die Zählerstufe (15), die Impulsformerstufe (17) und der Taktgenerator (8,100) mit einer niedrigeren Betriebsspannung arbeiten.

8. Duschanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Kollektorkreis des Schalttransistors

(18) der Schaltstufe (13) ein Relais (20) mit zweipoligem Arbeitskontakt mit seinem ersten über einen Drucktastenschalter (9) überbrückbaren Kontakt (21) im Versorgungsstromkreis des Duschzeitschalters (5) und seinem zweiten Kontakt (22) im Verbraucherstromkreis der Magnetventile (2, 3) liegt.

9. Duschanlage nach den Ansprüchen 2 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der am Ende der Duschzeit einen Impuls übertragende Ausgang (10) über einen Widerstand (44) und eine Diode (43) mit dem Kollektor des Schalttransistors (18) verbunden ist.

10. Duschanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgenerator (8) einen Rechteckimpulsgenerator (60) und einen Frequenz-

teiler (74,75,76,77) aufweist, und daß die Frequenz des Taktgenerators (8) durch Änderung der Grundfrequenz des Rechteckimpulsgenerators (60) oder durch Veränderung des Teilverhältnisses des Frequenzteilers (74,75,76,77) einstellbar ist

11. Duschanlage nach einem der Ansprüche 1 bis

10, dadurch gekennzeichnet, daß die Registriereinrichtung (12) ein Münzschalter ist, wobei ein wiederholbares Einschalten und Ausschalten der Zeitmessung und der Dusche (Ϊ) möglich sind, so daß nach Ablauf einer einstellbaren Gesamtduschzeit die Betätigung der Dusche (1) bis zum erneuten Geldeinwurf in den Münzschalter gesperrt ist

12. Duschanlage nach einem der Ansprüche 1 bis

11, dadurch gekennzeichnet, daß die Registriereinrichtung (12) ein von Hand oder von einem Uhrzeitgeber auslösbarer mit einem Zählerstandsdrucker verbundener Zähler zur Bestimmung der Anzahl der Duschbenutzungen ist