DE19608157A1 - Steuervorrichtung für ein Urinal o. dgl. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Herkömmliche, von einem Benutzer per Knopfdruck oder durch Betätigen eines Hebels zu spülende Urinale sind insbesonde­ re beim Einsatz in öffentlichen Einrichtungen wie Bahnhö­ fen, Gaststätten od. dgl. im Hinblick auf Hygiene, Bedie­ nungskomfort und mögliche mutwillige Zerstörungen nachtei­ lig und werden in zunehmendem Maße durch berührungslos ge­ steuerte Vorrichtungen ersetzt.

Bei solchen bekannten Steuervorrichtungen - die insoweit als gattungsbildend angesehen werden - wird die Gegenwart eines Benutzers in der Regel mittels eines auf Infrarotba­ sis arbeitenden Sensors erfaßt, und auf der Basis der Sen­ sorsignale wird dann, nachdem der Benutzer sich entfernt hat, der Spülvorgang ausgelöst. Derartige, mit einem Infra­ rot-Bewegungsdetektor arbeitende Vorrichtungen erfordern allerdings, daß eine optische Einheit - üblicherweise eine einzelne Linse oder eine Linsenanordnung - in geeigneter Höhe so auf einen sich nähernden bzw. sich entfernenden Be­ nutzer gerichtet ist, daß eine Bewegung desselben zuverläs­ sig detektiert werden kann.

Dies bringt aber, wie Erfahrungen gezeigt haben, nachteili­ ge Konsequenzen insbesondere hinsichtlich Vandalismus mit sich: Nur all zu leicht kann die für eine Infrarot- Bewegungserkennung notwendige, von außen sichtbare Linse mittels eines Kaugummis od. dgl. deaktiviert, oder durch ei­ ne brennende Zigarette o.a. völlig zerstört werden. Die Konsequenz wäre dann nicht nur ein bis zu einer Reparatur unbrauchbares Urinal, sondern zusätzlich ein beträchtlich erhöhter Reparatur- und Wartungsaufwand.

Ein weiteres Problem, das im Zusammenhang mit Urinalen, und insbesondere automatisch betätigbaren, auftritt, ist die Gefahr des Überlaufens bei Verstopfung des Wasserauslasses. Insbesondere hereingeworfene Gegenstände führen leicht zu einer Blockade des Abflusses.

Bei bekannten Urinaleinrichtungen wurde diesem zusätzlichen Problem dadurch begegnet, daß ein weiterer Sensor zum Er­ fassen einer potentiellen Überlaufsituation vorgesehen wur­ de, der dann im Überlauffall weiteren Zufluß von Spülwasser blockiert.

Wenn ein solcher Überlaufschutz in Verbindung mit einer au­ tomatischen Betätigung des Urinals eingerichtet werden soll, macht dies bei bekannten Vorrichtungen den Einsatz von mindestens zwei getrennten und mit jeweils separater Steuerelektronik zu versehender Sensoren notwendig, wodurch der technische Aufwand beträchtlich erhöht ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Steu­ ervorrichtung für ein Urinal od. dgl. Sanitäreinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches l zu schaffen, die einen weitgehend vor Vandalismus geschützten, störungs­ freien Betrieb gewährleistet.

Die Aufgabe wird durch die Steuervorrichtung nach dem Pa­ tentanspruch 1 gelöst.

Vorteilhaft ermöglicht dabei das Vorsehen eines Bewegungs­ sensors auf Mikrowellenbasis das vollständig sichtgeschütz­ te Anbringen der Sensoreinheit hinter Keramikelementen od. dgl. des Urinals, wodurch der Sensor vor jedem - zer­ störerischen - äußeren Zugriff geschützt ist. Anderseits durchdringen die Mikrowellen den Keramikkörper des Urinals und erkennen trotzdem zuverlässig eine Bewegung eines Be­ nutzers.

Als "Sensor" in diesem Zusammenhang soll insbesondere auch eine lediglich auf den passiven Empfang von Mikrowellen reagierende Erfassungseinrichtung verstanden werden (in diesem Fall würde das Mikrowellen-Sendesignal extern er­ zeugt und abgestrahlt werden); der Regelfall betrifft je­ doch einen Sensor, der die abgestrahlten Signale selbst er­ zeugt.

Besonders geeignet wird zudem die erfindungsgemäße Sen­ soreinheit im rückwärtigen Bereich eines Urinals ange­ bracht, da auf diese Weise auch handelsübliche, herkömmli­ che Urinalbecken auf einfache Weise mit dem - bevorzugt flachen, kleinvolumigen - Sensor nachgerüstet werden kön­ nen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen beschrieben.

So ist besonders bevorzugt die Sensoreinheit hinter der ei­ gentlichen Urinalbeckenschale auf der Höhe eines maximalen Flüssigkeitstandes in der Schale angeordnet, so daß ein Flüssigkeitspegel auf dem maximalen Füllstand den Erfas­ sungsbereich des Sensors vollständig bedecken würde. Die sich aus diesem Betriebszustand ergebenen Sensorsignale sind besonders bevorzugt dahingehend auswertbar, daß jener Betriebszustand als Überlaufgefahr erkannt wird und dement­ sprechend eine weitere Zufuhr von Spülwasser durch das Ven­ til unterbunden wird. Bevorzugt könnte als minimaler Flüs­ sigkeits-Füllpegel im erfindungsgemäßen Sinne auch ein Flüssigkeitsstand in der Schale angesehen werden, bei wel­ chem mindestens die einer Spülung entsprechende Wassermenge noch Platz hat, ohne daß die Schale überlaufen würde.

Damit eine maximale Füllhöhe auch durch einen Betreiber vorgegeben werden kann, ist eine Verstelleinrichtung für die Sensoreinheit gemäß einer bevorzugten Weiterbildung vorgesehen, mit welcher entsprechend eine maximale Füllhöhe vorwählbar ist.

Besonders geeignet für eine Realisierung der erfindungsge­ mäßen Sensoreinheit ist die Verwendung eines nach dem Dopp­ lerprinzip arbeitenden Radarsensors, der mit verhältnismä­ ßig kleinen Ausgangsleistungen (und entsprechend niedrigem Energieverbrauch) innerhalb der fernmelderechtlich zulässi­ gen Frequenzbänder eine zuverlässige und hinreichend genaue Erfassung ermöglicht.

Dabei erlauben insbesondere die Frequenzen zwischen 1 und etwa 15 GHz eine problemlose Durchdringung auch dickerer Keramik- oder Plastikschichten, während Radarwellen dieser Wellenlängen von Wasser so stark gedämpft bzw. absorbiert werden, daß eine problemlose Realisierung auch der weiter­ bildungsgemäßen Überlaufsicherung möglich ist.

Damit ein zuverlässiger Betrieb auch einer Mehrzahl von mit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung ausgestatteter Uri­ nale nebeneinander möglich ist, sollten jeweilige Erfas­ sungsbereiche der Sensoreinheiten voneinander getrennt sein; dies ist durch technische Maßnahmen betreffend eine Sende- und/oder Empfangsfunktion der Sensoreinheit oder durch antennentechnische Maßnahmen möglich.

Besonders bevorzugt wird eine einen flachen Aufbau ermögli­ chende Antenne gewählt, da auf diese Weise ein kompaktes, flaches Modul der Sensoreinheit mit Antenne herstellbar ist, welches eine einfache, flexible Montage und Nachrü­ stung gestattet. Zudem bietet es sich an, ein so herge­ stelltes Modul mit einem Kunstharz od. dgl. zu vergießen oder auf andere Weise wasser- und verschmutzungsgeschützt zu kapseln.

Während man die erfindungsgemäße Steuervorrichtung etwa in bereits vorhandene Versorgungsleitungen (z. B. für ein elek­ tromechanisches Ventil) für die eigene Stromversorgung be­ nutzen könnte, wäre alternativ auch ein netzunabhängiger Batteriebetrieb oder ein Betrieb über Solarmodule od. dgl. möglich, da die erfindungsgemäße, auf dem Mikrowellenprin­ zip basierende Sensoreinheit nur einen entsprechend gerin­ gen elektrischen Energieverbrauch aufweist.

Aus Obigem zeigt sich, daß vorteilhaft mit einer einzigen Sensoreinheit (und demgemäß auch mit einer vergleichsweise einfachen elektronischen Auswertung) verschiedene Steuer- und Überwachungsfunktionen, so etwa die Betätigung als auch eine Überwachung auf Überlaufen, möglich sind. Gemäß einer zusätzlichen Weiterbildung könnte zudem der Mikrowellensen­ der (als Teil der erfindungsgemäßen Sensoreinheit) benutzt werden, um in einem Störungs- oder Alarmfall entsprechende zusätzliche Sendesignale auszustrahlen, die dann geeignete Gegenmaßnahmen veranlassen oder einleiten können.

Alternativ ist es gemäß einer erfindungsgemäßen Weiterbil­ dung möglich, die Steuervorrichtung mit einem Funkmodul zu koppeln, welches dann in geeigneter Weise - bevorzugt drahtlos - Informationen betreffend einen jeweiligen Be­ triebszustand der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung sen­ den könnte, die dann von einer externen, entsprechend ein­ gerichteten Empfangs- und Auswerteinheit empfangen und ggf. weiterverarbeitet werden können. Eine solche Anordnung eig­ net sich insbesondere auch zur Feststellung von Stör- oder Alarmzuständen, wobei auf diese Weise bevorzugt eine Mehr­ zahl von erfindungsgemäßen Urinalsteuerungen überwacht wer­ den könnte.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen anhand der Zeichnung. Diese zeigt in

Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht der er­ findungsgemäßen Steuereinrichtung für ein Urinal im eingebauten Zustand gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungs­ form und

Fig. 2 ein Blockschaltbild mit wesentlichen Komponenten der erfindungsgemäßen Steu­ ereinrichtung.

Ein Urinalbecken 10 ist in bekannter Weise - angedeutet durch eine Befestigungsschraube 12 - hängend an einer Wand 14 befestigt.

Wie aus der geschnittenen Seitenansicht gemäß Fig. 1 er­ kennbar, weist das i.w. aus Keramik oder Kunststoff beste­ hende Urinalbecken 10 eine über einen Wassereinlaß 16 mit Wasser füllbare Innenschale 18 sowie eine das Urinalbecken front- und bodenseitig begrenzende Außenschale 20 auf, wo­ bei die Innenschale 18 und die Außenschale 20 einen - zur Wand 14 offenen - Hohlraum 22 begrenzen.

Während bodenseitig die Innenschale 18 mit einem sich rück­ wärtig durch die Wand 14 erstreckenden Wasserablauf bzw. Ablaufrohr 24 verbunden ist, wird der eine abwärts auf eine Rückwand 19 der Innenschale 18 gerichtete Düse bzw. Aus­ trittsöffnung aufweisende Wassereinlaß 16 über einen Was­ serzulauf 26 mit (Frisch-) Wasser versorgt.

Der Wasserzulauf 26 ist mit dem Wassereinlaß 16 über ein Spülventil 28 verbunden, das die Wasserzufuhr unterbricht und im dargestellten Ausführungsbeispiel elektromagnetisch betrieben ausgebildet ist, so daß mittels eines elektri­ schen Steuerimpulses die Wasserzufuhr ein- bzw. ausschalt­ bar ist. Besonders geeignet ist das Spülventil 28 vom sog. "bistabilen Typ", d. h. eine Stromaufnahme des Ventils fin­ det nur während der Schalt- bzw. Umschaltvorgänge statt, und die stationären Betriebszustände "Durchlauf" bzw. "Sperren" sind jeweils stromlos.

Zusätzlich ist ein Abflußventil 30 im Verlauf des Ablauf­ rohres 24 vorgesehen, das ebenfalls mittels elektrischer Signale betätigbar ist und bei geeigneter Ansteuerung den Ablauf sperrt bzw. freigibt.

Eine Sensoreinheit 32 ist im Hohlraum 22 hinter der Rück­ wand 19 so befestigt, daß eine - als Schlitz- bzw. Mi­ krostreifenleitungsantenne ausgebildete, flache und mit der Sensoreinheit 32 einen geschlossenen Körper bildende - An­ tenneneinheit 34 der rückwärtigen (hohlraumseitigen) Seite der Rückwand 19 gegenübersteht und mit ihrem obersten Ende einen (mit dem Bezugszeichen 36 angedeuteten) maximalen Wasserstand in der Innenschale 18 festlegt.

Über ein Verbindungskabel 38 ist die Sensoreinheit mit dem elektromagnetischen Spülventil 28 verbunden, und über ein Verbindungskabel 40 wird eine elektrische Verbindung zwi­ schen der Sensoreinheit 32 und dem Abflußventil 30 herge­ stellt.

Eine Verstellschiene 42 zeigt schematisch die Höhenver­ stellbarkeit der Sensoreinheit 32 (mit der daran vorgesehe­ nen Antenneneinheit 34).

Elektrische Versorgungsleitungen für das Spülventil 28, das Abflußventil 30 bzw. die Sensoreinheit 32 sind im darge­ stellten Ausführungsbeispiel nicht gezeigt und sind - je nach Anwendungsfall - geeignet vorzusehen. Durch Auswahl von Elektromagnetventilen mit niedrigem Stromverbrauch ist die Steuereinrichtung gemäß dem dargestellten Ausführungs­ beispiel allerdings auch durch - in den jeweiligen Einhei­ ten ggf. enthaltene - Batterien betreibbar, oder eine im Wasserzulauf sitzende (nicht gezeigte) Turbine könnte hin­ durchfließendes Wasser zur Stromerzeugung und -versorgung der Sensoreinrichtung und der Ventile nutzen.

Das Blockschaltbild gemäß Fig. 2 zeigt die wesentlichen (funktionalen) Komponenten der erfindungsgemäßen Steuerein­ richtung, wobei die gestrichelte Linie die in der Sen­ soreinheit 32 bzw. der Antenneneinheit 34 realisierten Funktionen umschließt.

Die Antenne 34 ist mit einer Hochfrequenzeinheit 44 verbun­ den, die zum Erzeugen durch die Antenne 34 abgestrahlter Sendesignale bzw. zum Verarbeiten durch die Antenne 34 emp­ fangener Reflektions- bzw. Empfangssignale eingerichtet ist. Die Hochfrequenzeinheit 44 im dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel erzeugt auf der Basis der Empfangssignale ein zwei-kanaliges Bewegungsrichtungssignal, wobei der Signal­ verlauf eines ersten Kanals einer Bewegung eines Objektes in Richtung auf die Sensoreinheit 32 bzw. die Antennenein­ heit 34 hin entspricht (in Richtung des Pfeiles A in Fig. 1), und das Signal auf dem zweiten Kanal eine entgegenge­ setzte Bewegungsrichtung (entlang des Pfeiles B) repräsen­ tiert.

Das zwei-kanalige Bewegungssignal wird von einer Auswert- und Steuereinheit 46 empfangen und in geeignete Steuersi­ gnale für das Spülventil 28 bzw. das Abflußventil 30 umge­ setzt, und zusätzlich wird durch die Auswert- und Steuer­ einheit 46 ein - externer und in der Fig. 1 nicht näher gezeigter - Signal- bzw. Alarmgeber 48 angesteuert.

Die Sensoreinheit 32 im dargestellten Ausführungsbeispiel erzeugt Hochfrequenz- bzw. Mikrowellensignale einer Fre­ quenz höher etwa 1 GHz, und bevorzugt in den Bereichen zwi­ schen etwa 2,4 und 2,48 GHz sowie zwischen etwa 5,7 und 5,9 GHz. In diesen Frequenzbereichen verfügen die hochfrequen­ ten Wellen über besonders günstige Eigenschaften im Hin­ blick auf eine Durchdringung der Keramikwände des erfin­ dungsgemäßen Urinals; zusätzlich ist in diesen Frequenzbe­ reichen mit niedrigen Hochfrequenz-Sendeleistungen eine be­ friedigende Sensorreichweite erzielbar.

Während der Mikrowellensensor nach dem beschriebenen Aus­ führungsbeispiel gemäß Fig. 1 bzw. Fig. 2 nach dem Doppler- Prinzip arbeitet, d. h. eine Bewegung eines Körpers im Er­ fassungsbereich des Sensors eine Frequenzverschiebung zwi­ schen dem ausgestrahlten Signal und dem reflektierten Emp­ fangssignal herbeiführt und diese Frequenzverschiebung zur Bewegungs- bzw. Geschwindigkeitserkennung ausgewertet wird, ist alternativ auch problemlos ein auf Impulsbasis arbei­ tender (Breitband-) Radarsensor einsetzbar, welcher mittels vorgegebener (einem Erkennungsabstand entsprechender) Zeit­ tore eine Vielzahl von reflektierenden Impulsen erfaßt und aus deren Empfangshäufigkeit auf eine Bewegung eines Objek­ tes rückschließt. Auf diese Weise ist nicht nur eine exakte Reichweiteneinstellung (durch Wahl der Laufzeit bzw. des Zeittores) möglich, sondern auch eine mögliche gegenseitige Beeinflussung von Sensoren benachbarter Urinale wird durch dieses Prinzip praktisch ausgeschaltet: Durch ein sehr kleines Verhältnis von Impulsdauer zu Impulsperiode ist die Wahrscheinlichkeit des (Tor-gesteuerten) Empfangs durch ei­ nen benachbarten Sensor minimal.

Das zweikanalige bewegungsrichtungsabhängige Ausgangssignal der Hochfrequenzeinheit 44 wird beim Doppler- Bewegungssensor 32 gemäß der dargestellten Ausführungsform mittels einer Hilfsphase sowie einer zugehörigen zweiten Demodulations-Mischstufe erzeugt, so daß für eine störsi­ chere und korrekte Ablaufsteuerung optimale Eingangsinfor­ mationen zur Verfügung stehen (zwar wäre - durch entspre­ chend aufwendigere Signalauswertung - eine Urinalsteuerung auch mit lediglich einem einkanaligen (d. h. nicht­ bewegungsrichtungsabhängigen) Sensorsignal möglich, hier­ durch wächst jedoch zusätzlich die Gefahr von Fehlfunktio­ nen bei untypischen Benutzungsvorgängen).

Die Signalverarbeitung findet dann in der Auswert- und Steuereinheit 46 entsprechend vorgegebener Abläufe bzw. Mu­ ster auf der Basis der Bewegungsinformation durch die Hoch­ frequenzeinheit 44 statt, wobei typische Ablaufparameter - etwa Dauer einer Betätigung des Spülventils 28 zum Spülen; Spülbeginn, nachdem ein Benutzer sich entfernt hat usw. - geeignet in einer Speichereinrichtung innerhalb der Aus­ wert- und Steuereinheit 46 vorbestimmt und gespeichert sind und ggf. durch Einstellung und/oder Programmierung verän­ derbar sind.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann ein auf Im­ pulsbasis arbeitender Breitband-Radarsensor auch eine Mehr­ zahl von diskret erfaß- und auswertbaren Entfernungszonen aufweisen, wobei in diesem Fall eine Auswertung der ver­ schiedenen Zonensignale und deren zeitliche Abfolge eine konkrete Bewegungsrichtung eines Benutzers - entsprechend dem beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und Fig. 2 ge­ zeigten, bewegungsrichtungsabhängigen Zweikanaldoppler - ermöglicht.

Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird als Anten­ ne 34 eine Anordnung eingesetzt, die in sich flach ist und die Montage zusammen mit der (übrigen) Sensoreinheit 32 in einem flachen Gehäuse gestattet, das problemlos hinter der Rückwand eines Urinalbeckens im Hohlraum befestigbar ist und sich - zu Nachrüstungszwecken - auch für derzeit han­ delsübliche, gängige Urinalbecken eignet. Vorteilhaft macht eine solche Befestigung das Vorsehen von Durchbrüchen, Boh­ rungen od. dgl. in der Wand überflüssig, so daß eine Nachrü­ stung zerstörungsfrei und schnell - auch durch ungeübtes Personal - erfolgen kann.

Idealerweise wird die Antenneneinheit 34 mit auf einer Pla­ tine durch Atzen od. dgl. gebildete Mikrostreifenleitungen bzw. Schlitze realisiert, die neben einer für den Anwen­ dungszweck günstigen Richtcharakteristik auch eine einfa­ che, großserientaugliche Fertigung ermöglichen.

Wie in der Fig. 1 mittels der durch die gestrichelte Linie 50 angedeuteten Antennencharakteristik gezeigt, beschreibt diese eine Strahlungskeule einer 3 dB-Breite von etwa 90° in der Vertikalen und etwa 70° in der Horizontalen. Durch die günstigen Durchdringungseigenschaften der benutzten Mikro­ wellen findet durch die keramische Innen- bzw. Außenschale 18, 20 praktisch keine relevante Dämpfung des Sensorsignals statt, solange im Urinalbecken keine dickere Wasserschicht steht. Durch geeignete Antennendimensionierung bzw. Aus­ gangsleistung des Sendeteils (in der Hochfrequenzeinheit 44) ist die maximale Reichweite der Sensoreinheit auf einen Erfassungsbereich von ca. 1 Meter eingestellt, so daß eine Bewegung innerhalb dieses Bereiches ein Sensorsignal er­ zeugt.

Durch geeignete Maßnahmen (Leistungserhöhung des Senders, Eingangsempfindlichkeit des Empfängers, Veränderung der Richtcharakteristik der Antennen, Reflektoren, Dämpfungs­ wände o. ä.) ist - je nach Bedarf - der Erfassungsbereich im Hinblick auf Entfernung und Erfassungswinkel einstell­ bar. Beispielsweise im Hinblick auf eine möglichst beein­ flussungsfreie Steuerung einer Reihe von nebeneinander an­ geordneten, jeweils mit dem erfindungsgemäßen Steuerungssy­ stem versehener Urinale bietet es sich allerdings an, einen seitlichen Erfassungsbereich auf beeinflussungsfreie Ab­ stände zu beschränken.

Die in der Fig. 1 dargestellte Anordnung der Sensoreinheit 32 unterhalb der maximalen Füllstandslinie 36 erlaubt zu­ sätzlich auf besonders vorteilhafte Weise die Ausnutzung einer wesentlichen Eigenschaft der zur Bewegungserkennung eingesetzten Mikrowellen: Während das von der Antenne 32 abgestrahlte Hochfrequenzsignal annähernd verlustlos das Keramik- (alternativ: Plastik-) material der Innenschale 18 durchdringt, findet aufgrund der hohen Dielektrizitätskon­ stante (ε = 83) von Wasser eine starke Beugung der Mikro­ wellen beim Durchgang durch eine Wasserschicht statt (der Absorptionskoeffizient im Bereich der zur Verfügung stehen­ den Frequenzen bewegt sich von etwa 0,1/cm bis etwa 20/cm). Dies hat zur Folge, daß bei einem Wasserstand an der ober­ sten Füllhöhe 36 die von der Sensoreinheit 32 bzw. der An­ tenne 34 ausgesendeten Mikrowellen so stark gedämpft wer­ den, daß eine signifikante (und erfaß- bzw. auswertbare) Reflektion an einem sich vor dem Urinal bewegenden Körper nicht mehr stattfindet.

Dieser Effekt wird nun erfindungsgemäß von der vorliegenden Steuereinrichtung so ausgenutzt, daß das Erfassen eines Füllstandes bis zur Linie 36 eine Wasserzufuhr durch den Wassereinlaß 16 mittels des Spülventils 28 vollständig blockiert; es wird also ausgeschlossen, daß bei einem - durch entsprechende Höhenpositionierung der Sensoreinheit 32 vorwählbaren - maximalen Wasserstand 36 noch zusätzlich Spülwasser eingelassen wird, so daß ein (auch mißbräuchli­ ches) Überlaufen des Urinals zuverlässig verhindert werden kann.

Vielmehr sorgt ein solcher durch den Sensor 32 erkannter Betriebszustand für ein geöffnetes Abflußventil 30, das - falls keine Verstopfung vorliegt - das Entleeren der In­ nenschale 18 ermöglicht.

Wie Versuchsmessungen ergeben haben, kann durch geeignete Positionierung des Sensors unterhalb einer maximalen Was­ serlinie sowie entsprechende Auswertung des Füllsignals zu­ verlässig verhindert werden, daß bei gefülltem Becken zu­ sätzliches Spülwasser fließt; anderseits wird bei wieder gesunkenem Wasserstand sofort die volle Funktionsfähigkeit des Sensors (d. h. Reaktion auf die Bewegung einer Person) herbeigeführt.

Messungen haben ferner ergeben, daß eine aktive Benutzung des Urinals durch eine Person - also Erzeugen eines Flüs­ sigkeitsfilms entlang der Rückwand 19 bzw. dem Bereich der Innenschale vor der Sensoreinheit 32 - aufgrund der beson­ deren Reflektionseigenschaften dieses Films zu einem cha­ rakteristischen Sensorsignal führt. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann daher die erfindungsgemäße Steuereinheit so weitergebildet werden, daß durch Erfassung bzw. Auswertung dieses Benutzungssignals auf die Urinmenge und entsprechend auf eine zum Spülen erforderliche Wasser­ menge rückgeschlossen werden kann. Diese Wassermenge wird dann beispielsweise durch Steuern der Öffnungszeit des Spülventils 28 eingestellt.

Eine ordnungsgemäße Funktion der erfindungsgemäßen Urinal- Steuerung ist auch ohne gesondertes Abflußventil 30 mög­ lich; in einem solchen Fall würde sich das Urinal stets selbst entleeren.

Ein wesentlich erfindungsgemäßer Lösungsgedanke - das gleichzeitige Nutzen eines Radarsensors zur (versteckten, d. h. vor Beschädigung geschützten) Bewegungs- und Anwesen­ heitserkennung sowie zur Füllstandserkennung (bzw. als Überlaufschutz) - ist in entsprechender Weise auf andere sanitäre Einrichtungen, beispielsweise Waschbecken, Bade­ wannen oder Toiletten übertragbar. Durch den kompakten - und bevorzugt feuchtigkeitsdicht eingegossenen - Zustand der Sensor- und Antenneneinheit 32, 34 erscheint zudem der unmittelbare Einsatz der dargestellten Einheit in den ange­ führten weiteren sanitären Einrichtungen problemlos denk­ bar; lediglich die Steuervorgänge bzw. die zu steuernden Organe bzw. Ventile müßten dann in entsprechender Weise an­ gepaßt bzw. geändert werden.

Auch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die im darge­ stellten Beispiel beschriebenen Schlitz- oder Streifenlei­ tungsantennen beschränkt; vielmehr ist problemlos der Ein­ satz beliebiger Antennenstrukturen - auch einfacher Draht­ antennen, beispielsweise entlang des Beckenrandes - mög­ lich, wobei die Antenne entsprechend der gewünschten Richt­ charakteristik bzw. des vorgesehenen Erfassungsbereiches auszuwählen und anzupassen ist.

Im Gebrauch tritt ein Benutzer an das Urinalbecken 10 heran (Bewegungsrichtung gemäß Pfeil A in Fig. 1) und gerät in den Erfassungsbereich der Sensoreinheit 32. Die Gegenwart des Benutzers wird durch Auswertung eines entsprechenden Bewegungssignals auf dem ersten Kanal der Hochfrequenzein­ heit erfaßt.

Durch Erfassen des reflektierten Sensorsignals als Reaktion auf eine Benetzung der Rückwand 19 mit Flüssigkeit wird be­ vorzugt zusätzlich Dauer und Umfang der Benutzung des Uri­ nals erfaßt.

Der Benutzer entfernt sich dann in Richtung des Pfeils B von dem Urinalbecken, dieser Vorgang wird durch Auswerten eines entsprechenden Bewegungssignals auf dem zweiten Kanal der Hochfrequenzeinheit erfaßt, und eine vorbestimmte Zeit nach dem Entfernen betätigt die Auswert- und Steuereinheit 46 das Spülventil 28 zum Spülen des Urinals. Bevorzugt wird dabei die Spülmenge (bzw. die Spüldauer des Spülventils 28) in Abhängigkeit von einer festgestellten, durch den Benut­ zer abgegebenen Urinmenge gesteuert.

Für den Fall einer Verstopfung des Wasserablaufes 24 und einem entsprechenden Ansteigen des Flüssigkeitspegels in der Innenschale 18 erkennt der Sensor aufgrund der empfan­ genen Reflektionswerte, daß der Flüssigkeitsstand die maxi­ male Füllhöhe 36 erreicht hat und deaktiviert daraufhin das Spülventil 28. Ein weiteres Eintreten von Spülwasser in die Innenschale 18 des Urinalbeckens 10 ist dann so lange nicht möglich, bis der Flüssigkeitspegel wieder abgesunken ist und die Sensoreinheit 32 zur Bewegungserkennung wieder freiliegt.

Claims (11)

1. Steuervorrichtung für ein Urinal od. dgl., mit einem zum Aktivieren eines Spülwasserzulaufs in ein Urinalbecken (10) elektrisch steuerbaren Ventil (28) und einer mit dem Ventil (28) verbundenen Sensorein­ heit (32) zum berührungslosen Steuern des Ventils (28) als Reaktion auf eine Bewegung eines Benutzers frontseitig und relativ zu dem Urinalbecken (10), dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheit (32) zum Erfassen einer Bewe­ gung auf der Basis von eine Schale (18) des Urinal­ beckens (10) durchdringenden Mikrowellensignalen ausgebildet ist und so an einem rückwärtigen Bereich des Urinalbeckens (10) vorgesehen ist, daß ein Erfassungsbereich der Sensoreinheit (32) durch die Schale (18) des Urinal­ beckens (10) hindurch auf den Benutzer gerichtet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheit (32) so hinter der Schale (18) angeordnet ist, daß ein maximaler Flüssigkeits- Füllpegel (36) in der Schale (18) mit einer vertika­ len Montageposition der Sensoreinheit (32) fluchtet und die Sensoreinheit (32) eine Erfassungseinrich­ tung (46) aufweist, die zum Erfassen eines Füllzu­ stands in der Schale (18) auf der Höhe des maximalen Füllpegels (36) und zum Deaktivieren des Ventils (28) als Reaktion darauf ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheit (32) in vertikaler Richtung verstellbar befestigbar ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheit als nach dem Dopplerprinzip arbeitender Radarsensor (32) aus­ gebildet ist, der als Reaktion auf die Bewegung des Benutzers ein Bewegungssignal mit einer Bewegungs­ richtungsinformation erzeugt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Radarsensor (32) Sendesignale im Bereich zwischen etwa 2,4 und etwa 2,8 GHz oder zwischen et­ wa 5,7 und etwa 5,9 GHz erzeugt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheit eine Einrichtung zum Vorbestimmen und Ändern des Erfas­ sungsbereiches aufweist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheit (32) ei­ ne Antenne (34) aufweist, die als Schlitzantenne, Mikrostreifenleitungsantenne oder als sonstige, mit auf einem flachen Substrat gebildeten Strahlern auf­ gebaute Antenne realisiert ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne eine Richtcharakteristik mit einem horizontalen Öffnungswinkel von etwa 70° und einem vertikalen Öffnungswinkel von etwa 90°, jeweils be­ zogen auf einen 3 dB-Abfall, aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheit (32) in einem flachen, für eine Montage hinter handelsübli­ chen Urinalbecken bemessenen Gehäuse aufgenommen ist, das zum Schutz von Feuchtigkeit und Verschmut­ zung vergossen ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß eine zum Betreiben des Ventils (28) vorgesehene Stromversorgung zum zusätz­ lichen Betreiben der Sensoreinheit (32) eingerichtet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, ge­ kennzeichnet durch ein zusätzliches Funkmodul zum drahtlosen Übertragen von Betriebszustandsinforma­ tionen zu einer externen Auswerteinheit.