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Diese
Erfindung bezieht sich auf ein Gerät, welches zum Spülen einer
Toilettenschüssel
oder dergleichen verwendet wird. Das Gerät steuert die zum Spülen verwendete
Wassermenge, die durch ein Ventil von dem Wasserleitungsnetz in
den Wassertank eintritt und durch das Austragungsrohr ausgetragen
wird.
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Der
Betrieb von herkömmlichen
Systemen schließt
die Steuerung des Wasserstands in dem Tank mittels zweier separater
Geräte
ein. Jedes Mal, wenn der Wasserstand unter einen bestimmten Stand
sinkt, wird das Einlassventil geöffnet
und lässt zu,
dass zusätzliches
Wasser von dem Wasserleitungsnetz in den Tank eintritt, bis der
vorbestimmte Wasserstand erreicht worden ist, wodurch das Ventil geschlossen
wird. Der Wasserstand wird überwacht, und
das Einlassventil wird mittels eines Schwimmers mechanisch geöffnet und
geschlossen. Um den Wasserstand und somit die verwendete Spülwassermenge
zu steuern, muss die Abdeckung des Wassertanks entfernt und der
Betrieb des Schwimmers gesteuert werden.
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Das
Austragungsventil wird mechanisch geöffnet, indem der Verwender
bewirkt, dass entweder einer oder beide des Paars der einander überlagernden
Schwimmer, welche die Austragungsfunktion steuern, freigegeben werden.
Dieses Verfahren erlaubt die Regulierung des Spülwassers in kleinere oder größere Mengen
und die Verringerung von unnötigem
Wasserverbrauch. Dennoch gibt es lediglich zwei Auswahlmöglichkeiten
der zu verwendenden Wassermenge. Wenn der Wasserstand in dem Tank auf
den von dem Schwimmer eingestellten Stand gesunken ist, wird das
Ende des Austragungsrohrs geschlossen und beginnt das Wiederauffüllen des Tanks.
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Die
Patentschrift US-A-5 937 455 stellt den nächstkommenden Stand der Technik
vor, der ein elektrisch betriebenes Magnetventil einführt, welches bei
einem Toilettenspültank
verwendet wird und variabel eingestellt werden kann. Dieses System
umfasst einen Schwimmerschalter, der derart auf einer an einem Tank
befestigten, kalibrierten Halterung montiert ist, dass der Schwimmer
für den
Schwimmerschalter innerhalb des Tanks montiert ist und die Höhe des Schwimmers über dem
Tankboden unter Verwendung der Halterung eingestellt werden kann. Der
Schwimmerschalter ist nach oben mit einem elektrisch betriebenen
Magnetventil verbunden, um es dem Wasser zu ermöglichen, in den Tank zu strömen, wenn
sich der Schwimmer unter einem minimalen Wasserstand befindet, und
um das Ventil zu schließen,
wenn der Schwimmer auf den minimalen Wasserstand zurückkehrt.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gerät vorzusehen,
welches zum Spülen
einer Toilettenschüssel
oder dergleichen verwendet wird, welches das stufenlose und einfache
Einstellen der Spülwassermenge
ohne Öffnen
der Abdeckung des Toilettenwassertanks vorsieht, und zwar, falls
gewünscht,
sogar mit verschiedenen Wassermengen bei jedem Spülen der
Schüssel.
Dadurch wird es möglich,
die zum Spülen
verwendete Wassermenge auf lange Sicht entscheidend herabzusetzen.
Dies ist in Übereinstimmung
mit der Erfindung in der in dem beigefügten unabhängigen Anspruch 1 beschriebenen
Art und Weise erzielt worden.
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Die
bei den oben erwähnten,
herkömmlichen Lösungen verwendeten
Ventilgeräte
umfassen eine relativ große
Anzahl von Bestandteilen. Bei dieser Erfindung ist das im dem Toilettenwassertank
vorgesehene Steuerungsgerät
deutlich vereinfacht worden. Neben einer Vorrichtung, die zum Ein-
und Ausschalten der Wasserzufuhr verwendet wird, wie beispielsweise
einem Magnetventil, umfasst das Gerät eine wesentlich kleinere
Anzahl von beweglichen Teilen als gemeinhin bekannte Lösungen.
Dadurch verringert sich der Wartungsbedarf des Innenraums des Wassertanks
merklich.
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Außerdem kann
der beispielsweise mittels eines Magnetventils gesteuerte Betrieb
von einem anderen Ort aus ferngesteuert werden. Aufgrund dieses
Konzepts ist es möglich
sicherzustellen, dass beispielsweise eine öffentliche Toilette bereits
gespült
worden ist, bevor sie wiederbenützt
wird.
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Das
Gerät zum
Spülen
einer Toilettenschüssel
der Erfindung ist durch die elektrische Steuerung der zum Spülen verwendeten
Wassermenge und das stufenlose Einstellen der Spülwassermenge als Funktion einer
Spülzeitdauer
gekennzeichnet, wobei ein einzelnes Steuerungsventil verwendet wird.
Das Steuerungsventil kann ein elektrisch gesteuertes Ventil sein,
wie beispielsweise ein Magnetventil, und das stufenlose Einstellen
der Spülwassermenge
wird von außerhalb
des Wassertanks aus elektrisch durchgeführt, indem eine beliebige,
gemeinhin bekannte, elektrische Steuerungseinheit verwendet wird,
die bei der Ventilsteuerung verwendet wird. Die elektrische Steuerungsvorrichtung
lässt zu,
dass die Toilettenschüssel
ferngesteuert gespült
wird und dass die Wassermenge in dem Tank beispielsweise mittels
eines elektrischen Sensors erkannt wird.
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Die
Erfindung wird untenstehend mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen
beschrieben, in welchen
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1 einen
zum Spülen
bereiten, vollen Wassertank zeigt,
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2 den
Wassertank während
des Spülvorgangs
zeigt,
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3 den
Wassertank während
des Auffüllens
zeigt und
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4 eine
zweite Ausführungsform
der Erfindung zeigt, bei welcher um das Austragungsventil herum
eine Kammer angeordnet worden ist.
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1 zeigt
das Gerät
der Erfindung, welches aus einem Wassertank 1, einem Einlassventil 12,
einem Austragungsventil 15 und Betätigungsmitteln gebildet ist.
Die Betätigungsmittel
sind aus einer Kammer 5 gebildet, die im Querschnitt z.B.
kreisförmig,
rechteckig oder quadratisch sein kann. Vorzugsweise ist sie jedoch
zylinderförmig.
Die Kammer 5 steht über
ein Einlassrohr 14 mit dem Wasserleitungsnetz in Verbindung.
Das Einlassrohr 14 ist vorzugsweise schräg nach unten
ausgerichtet, kann aber auch horizontal sein.
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Ein
im Wesentlichen vertikaler Schaft 6 tritt vorzugsweise
durch den Boden der Kammer hindurch. Der Schaft ist vorzugsweise
ein hohler Zylinder, durch welchen Wasser strömen kann. Andererseits kann
er auch ein solider Körper
sein, und dann kann das Wasser zu der Kammer strömen und von dort durch eine Öffnung im
oberen Ende der Kammer 5, z.B. in ihrer Abdeckung, ausgetragen
werden. Die Kammer enthält
ein Kolbenglied 4, welches an dem Schaft befestigt ist
und unter der Einwirkung der Wassermenge und des dynamischen Drucks
des Zufuhrwassers aufsteigt und absteigt. Das Kolbenglied 4 ist
z.B. aus einem plattenähnlichen
Teil gebildet, der den Schaft 6 wie eine Manschette umschließt, und
ist vorzugsweise schräg
nach unten ausgerichtet. Falls gewünscht, kann das Kolbenglied 4 bezüglich des
Schafts auch horizontal oder auf jede andere geeignete Weise gestaltet
sein. Das Kolbenglied 4 erstreckt sich von dem Schaft in
die Nachbarschaft der Wand der Kammer 5, um zwischen dem
Rand des plattenähnlichen
Teils des Kolbenglieds und der Innenfläche der Kammer einen Zwischenraum
zu lassen, der die freie Bewegung des Kolbenteils in der Kammer
zulässt.
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An
dem Schaft 6 wurde ein Schwimmerglied 2 befestigt,
um den Schaft und das ihm zugeordnete Kolbenglied 4 weiter
auf der Wasseroberfläche schwimmen
zu lassen. Das Schwimmerglied 2 kann beispielsweise am
Bodenteil des Schafts 6 befestigt sein, wie in den 1 bis 3 gezeigt,
wobei jedoch auch andere Lösungsarten
denkbar sind. Unter dem Boden der Kammer 5 umfasst der
Schaft 6 ein Gegenstück 7,
welches beispielsweise ein an dem Schaft oder an dem Ende einer
kontinuierlich nach oben verlaufenden, vertikalen Rille befestigter
Querstift sein kann. Das Gegenstück 7 liegt
gegen ein Gegenstück 8 an,
welches an dem oberen Teil des Körpers
des hohlen, vorzugsweise zylinderförmigen Austragungsventils 15 vorgesehen
ist. Das Gegenstück 8 kann
z.B. ein an dem Körper
des Austragungsventils oder an dem Ende einer kontinuierlich nach
unten verlaufenden, vertikalen Rille befestigter Querstift sein.
Falls für
beide Gegenstücke 7 und 8 jeweils
ein Stift verwendet wird, müssen
die Stifte die korrekte Gestalt aufweisen, um sicherzustellen, dass sie
zueinander passen. Einer von ihnen kann beispielsweise rund sein
und der andere plattenähnlich. Am
unteren Ende des Austragungsventils 15 ist zwischen dem
Wasseraustragungsrohr 9 und dem Austragungsventil eine
Dichtung 10 vorgesehen. Das Ende des Austragungsrohrs 9 wird
geöffnet,
wenn das Austragungsventil angehoben wird. Es kann eine auf die Öffnungszeitdauer
der Einlass- und Auslassventile gestützte Wasseranzeige oder Wassersteuerung
verwendet werden, um die Wassermenge in dem Wassertank 1 zu
steuern. Dieser Steuerungsvorgang wird jedoch vorzugsweise mittels
eines elektrischen Sensors 11 ausgeführt.
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In
der in 1 erläuterten
Situation ist der Wassertank 1 mit Wasser gefüllt und
zum Spülen
bereit. Das Schwimmerglied 2, wie beispielsweise ein Schwimmer, schwimmt
auf der Wasseroberfläche 3, und
das Kolbenglied 4 befindet sich in der mittleren Position
in der Kammer 5, wobei sich der untere Rand des manschettenähnlichen
Kolbenglieds 4 über
der Mündung
des Wassereinlassrohrs 14 befindet. Das Gegenstück 7 in
dem Schaft 6 wird gegen das Gegenstück 8 des Austragungsventils
gedrückt. Das
Gegenstück 8 überträgt die vertikale
Bewegung des Schwimmerglieds 2, des Schafts 6 und
des Kolbenglieds 4 auf das Auslassventil 15. Das
Auslassrohr 9 wird dicht gegen die Dichtung 10 des
Austragungsventils gedrückt.
Die Wasseroberfläche 3 steht auf
der Höhe
des elektrischen Sensors 11, und danach befindet sich das
Einlassventil 12, vorzugsweise ein Magnetventil, in der
geschlossenen Stellung.
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2 erläutert die
Situation während
des Leerens des Wassertanks 1. Wenn z.B. der Spülknopf der
Steuerungseinheit 13 gedrückt wird, wird das Einlassventil 12 für eine voreingestellte
Zeitdauer geöffnet.
Danach hebt der dynamische Druck des Zufuhrwassers von dem Einlassrohr 14 das
Kolbenglied 4 in die obere Position. Das Gegenstück 7 des Schafts
wird gegen das Gegenstück 8 des
Austragungsventils gedrückt,
während
das Austragungsventil 15 in die geöffnete Stellung gehoben wird,
wodurch der Wassertank 1 bei einer Rate von ungefähr 3 l/s
durch das Auslassrohr 9 geleert wird.
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3 erläutert die
Situation während
des Auffüllens
des Wassertanks. Am Ende der eingestellten Zeit wird das Einlassventil 12 geschlossen,
und dann ist es dem Wasser unter dem manschettenähnlichen Kolbenglied 4 erlaubt,
durch den Zwischenraum 16 zwischen dem Boden des Kammerraums und
dem Schaft 6 des Kolbenglieds aus dem Kammerraum 5 herauszuströmen. Das
Kolbenglied 4 wird unter der Einwirkung der Schwerkraft
in die untere Position gedrückt,
wobei sich der untere Rand des manschettenähnlichen Kolbenteils 4 unter
der Mündung
des Wassereinlassrohrs 14 befindet, und zeitgleich wird
das Gegenstück 7 hinuntergedrückt, welches
das Austragungsventil 15 freigibt, welches absteigt und
das Ende des Auslassrohrs 9 auf diese Weise abdichtet.
Danach wird das Einlassventil 12 wieder geöffnet. Von
dem Einlassrohr 14 strömt
Zufuhrwasser auf die obere Fläche
des plattenähnlichen
Kolbenglieds 4, und der dynamische Wasserdruck hält das Kolbenglied 4 in
der unteren Position. Die Kammer 5 wird mit Wasser aufgefüllt, welches von
der Kammer vorzugsweise durch den hohlen Schaft 6 des Kolbenglieds in
den Wassertank 1 strömt.
Wenn ein solider Schaft 16 verwendet wird, kann der Wasserstrom
von der Kammer 5 zu dem Wassertank 1 beispielsweise
dadurch vorgesehen werden, dass in der Abdeckung oder dem oberen
Teil der Kammer ein genügend
großes
Loch 17 ausgebildet wird. Das Einlassventil 12 bleibt
offen, bis die Wasseroberfläche
den elektrischen Sensor 11 erreicht, und in diesem Moment
schließt
ein von dem Sensor zur der Steuerungseinheit 13 ausgegebenes Signal
das Einlassventil 12. Wenn der Wassereinlassdruck endet,
ist es dem Kolbenglied 4 erlaubt, unter der Einwirkung
des an dem unteren Ende des Schafts 6 vorgesehenen Schwimmerglieds 2 wieder in
seine mittlere Position aufzusteigen, und tritt das Gegenstück 7 in
dem Schaft 6 des Kolbenglieds mit dem Gegenstück 8 des
Austragungsventils wieder in Kontakt. Der Auftrieb des verwendeten
Schwimmerglieds 2 ist so bemessen, dass der dynamischen Druck
des Zufuhrwassers in der Lage ist, das Kolbenglied 4 selbst
im letzten Füllstadium
in der unteren Position zu halten.
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Falls
bei dem Einlassventil 12 oder dem Sensor 11 zum
Messen des Wasserstands eine Fehlfunktion auftreten sollte, wobei
das Einlassventil 12 in der geöffneten Stellung verbleibt,
steigt die Wasseroberfläche 3 dennoch
nicht auf eine Höhe
an, bei welcher der Fußboden
mit Wasser überschwemmt
wird. Für
den Fall, dass sich das Kolbenglied 4 in der unteren Position
befindet und der dynamische Druck des Zufuhrwassers dieses in seiner
Stellung hält,
ist es dem in die Kammer 5 eintretenden Wasser erlaubt, durch
den hohlen Schaft 6 oder die Öffnung 17 in der Kammer
und weiter durch das hohle Austragungsventil 15 zum dem
Auslassrohr 9 auszutreten. Falls sich das Kolbenglied 4 in
der mittleren Position befindet, steigt es unter dem dynamischen
Druck des Zufuhrwassers in die obere Position auf, wobei das Austragungsventil 15 automatisch
geöffnet
wird, durch welches das Wasser mit einer höheren Rate aus dem Wassertank 1 ausgetragen
werden kann als der Rate, mit welcher das Wasser von dem Wasserleitungsnetz
zugeführt
wird. Falls in dem Leitungsnetz außerdem ein vorübergehender
Unterdruck auftritt, wenn sich das Einlassventil 12 öffnet, wirkt
das Loch 17 in der Kammer 5 als Saugschutz, um
zu verhindern, dass das Wasser in dem Wassertank zurückgesaugt wird.
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4 zeigt
eine zweite Ausführungsform
der Erfindung, bei welcher die Kammer 5 um das Austragungsventil 15 herum
angeordnet ist. Die Teilfiguren A, B und C erläutern die Situationen während des Auffüllens des
Tanks, des zum Spülen
bereiten Tanks bzw. während
des Spülens
des Tanks. Wenn der Tank 1 zum Spülen bereit ist, befindet sich
das Kolbenglied 4 in seiner mittleren Position in der Kammer 5,
während
es mittels eines Schwimmerglieds, zum Beispiel eines an dem unteren
Teil des Schafts 6 befestigten Schwimmers (in der Figur
nicht erläutert), weiter
schwimmen gelassen wird, so dass sich der untere Rand des manschettenähnlichen
Kolbenglieds über
der Mündung
des Wassereinlassrohrs 14 befindet, wie in der Teilfigur
B gezeigt. Das obere Ende 7 des Schafts, welches dem Gegenstück 7 in den
vorangehenden 1 bis 3 entspricht,
wird gegen das Gegenstück 8 des
Austragungsventils gedrückt.
Das Auslassrohr 9 wird geschlossen, und das Einlassventil
befindet sich in der geschlossenen Stellung.
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Während des
Spülens
hebt der dynamische Druck des Zufuhrwassers von dem Einlassrohr 14 das
Kolbenglied 4 in die obere Position an (Teilfigur C). Das
Gegenstück 8 überträgt die vertikale
Bewegung des Schafts 6 und des Kolbenglieds 4 auf
das Auslassventil 15, welches geöffnet ist.
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Am
Ende der eingestellten Zeitperiode wird das Einlassventil geschlossen,
und dann ist dem Wasser unter dem manschettenähnlichen Kolbenglied 4 erlaubt,
durch den Zwischenraum 16 zwischen dem Boden des Kammerraums
und dem Schaft 6 des Kolbenglieds aus dem Kammerraum 5 herauszuströmen (Teilfigur
A). Das Kolbenglied 4 wird unter der Einwirkung der Schwerkraft
in die untere Position gedrückt,
wobei sich der untere Rand des manschettenähnlichen Kolbenteils 4 unter
der Mündung
des Wassereinlassrohrs 14 befindet, wohingegen das Gegenstück 7 des
Schafts hinuntergedrückt
wird und das Austragungsventil 15 freigibt, welches absinkt,
wodurch das Ende des Auslassrohrs 9 geschlossen wird. Danach
wird das Einlassventil wieder geöffnet.
Von dem Einlassrohr 14 strömt Zufuhrwasser zu der oberen
Fläche
des plattenähnlichen
Kolbenglieds 4, und der dynamische Wasserdruck hält das Kolbenglied 4 in
der unteren Position. Die Kammer 5 wird mit Wasser gefüllt, welches
von der Kammer über
den Rand der Kammer in den Wassertank 1 strömt. Wenn
der Wasserzufuhrdruck endet, ist es dem Kolbenglied 4 erlaubt,
unter der Einwirkung des an dem Schaft 6 befestigten Schwimmerglieds
wieder in seine mittlere Position aufzusteigen, und tritt das Gegenstück 7 des
Schafts des Kolbenglieds mit dem Gegenstück 8 des Austragungsventils
wieder in Kontakt.
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Es
ist beabsichtigt, dass die Figuren und die verwandte Offenbarung
die vorliegende Erfindung erläutern.
Die Einzelheiten des Spülgeräts können innerhalb
des Schutzbereichs der begleitenden Ansprüche variieren.