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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein schnellschließendes Einlass- bzw. Zulaufventil
für Toilettenspülkästen.
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Bekanntermaßen sind
Toilettenspülkästen mit
Zulaufventilen ausgestattet, die mit den Wasserrohren verbunden
sind, und die am häufigsten
verwendeten Typen umfassen im Wesentlichen ein Metallpassstück zur Verbindung
mit den Wasserrohren, eine Ventilanordnung, die in einem Gehäuse untergebracht
ist, und einen beweglichen Schwimmer, der ein Verschlussglied an
der Ventilanordnung steuert. Die Ventilanordnung kann ein Direktkolbenschließtyp (bei
dem das schwimmergesteuerte Verschlussglied direkt auf die Rohrdüse wirkt)
oder ein Gegendruckschließtyp
sein (bei dem das Verschlussglied auf eine Service-Düse wirkt,
die eine Gegendruckkammer schließt).
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In
beiden Fällen
sollte die Ventilanordnung schnell und genau schließen, wenn
das Wasser in dem Kasten einen gegebenen Pegel erreicht. Aus diesem
Grund ist der Schwimmer normalerweise nicht in dem Kasten selbst
untergebracht, sondern in einem Behälter, der eine obere Öffnung aufweist
und wiederum in dem Kasten untergebracht ist, so dass sich die Öffnung an
dem gegebenen Wasserpegel befindet, an dem die Ventilanordnung schließen soll.
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Wenn
sich der Kasten zu füllen
beginnt, erhöht
sich der Wasserpegel in dem Kasten, ohne den Schwimmer anzuheben;
sobald der gegebene Pegel erreicht ist, fließt das Wasser durch die obere Öffnung in
den Behälter
und hebt den Schwimmer allmählich
an, bis sich die Ventilanordnung schließt; und in der Zwischenzeit
bleibt der Wasserpegel außerhalb
des Behälters
im Wesentlichen unverändert auf
dem gegebenen Pegel.
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Bekannte
Zulaufventile haben jedoch Nachteile. Erstens erhöht sich
die durch den Schwimmer auf den Ventilanordnungsverschluss ausgeübte Kraft allmählich mit
steigendem Wasserpegel in dem Behälter; und obwohl sich der Behälter, in
dem der Schwimmer untergebracht ist, schneller füllt als der Kasten als Ganzes,
schafft es der Schwimmer nicht, den momentanen bzw. sofortigen Druck
auszuüben, der
erforderlich ist, um dem Betriebsdruck des Wasserohrs entgegenzuwirken,
so dass sich die Ventilanordnung nicht unmittelbar schließt.
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Zweitens
erhöht
die Verwendung eines Behälters
die Größe und Komplexität des Einlass-
bzw. Zulaufkastens. Das heißt,
zusätzlich
zu normalen Betätigungsmechanismen
muss eine Vorrichtung vorgesehen sein, um auch den Schwimmerbehälter bei jedem
Spülvorgang
zu entleeren, ansonsten würde die
Ventilanordnung geschlossen bleiben.
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Die
WO-A 99 54562 offenbart
ein Einlass- bzw. Zulaufventil zum Steuern des Flusses von Flüssigkeit,
das ein bewegliches Ventilglied, das zwischen einer offenen Stellung
und einer geschlossenen Stellung betriebsfähig ist, und ein erstes Betätigungsglied
enthält,
das unter dem Einfluss von Schwimmfähigkeit bzw. Auftrieb in eine
Zwischenposition bewegbar bar, in der es für eine weitere Bewegung vorgeladen
oder vorgespannt ist, um das bewegliche Ventilglied zu bedienen.
Das Zulaufventil enthält
ferner ein zweites Betätigungsglied,
das schwenkbar bzw. drehbar zwischen einer Kontaktposition, um die
Bewegung des ersten Betätigungsglieds
zu be- bzw. verhindern, und einer Freigabeposition bewegbar ist,
um die Bewegung des ersten Betätigungsglieds
zu erlauben, um das bewegliche Ventilglied zu bedienen. Wenn die
Flüssigkeit
einen voreingestellten Pegel erreicht, löst das zweite Betätigungsglied
die Bewegung des ersten Betätigungsglieds
aus, um das Zulaufventil zu schließen.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Einlass- bzw. Zulaufventil
für einen
Toilettenspülkasten
bereitzustellen, das dazu dient, die oben genannten Nachteile bekannter
Lösungen
zu eliminieren. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung,
ein Zulaufventil bereitzustellen, das dazu dient, die Wasserversorgung
zu dem Kasten im Wesentlichen unmittelbar dann abzuschneiden, wenn das
Wasser einen gegebenen Pegel erreicht. Es ist eine weitere Aufgabe
der Erfindung, ein Zulaufventil bereitzustellen, das kompakt ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ein Einlass- bzw. Zulaufventil für einen Toilettenspülkasten
nach Anspruch 1 bereitgestellt.
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Die
ersten Schwimmermittel sind daher vollständig unter Wasser, bevor sie
freigegeben werden, und sind somit in der Lage, den maximal möglichen Druck
bereitzustellen, sobald der Wasserpegel in dem Kasten den gegebenen
Pegel erreicht. Als ein Ergebnis erfolgt das Schließen der
Ventilanordnung mehr oder weniger augenblicklich, der Füllpegel
des Kastens wird genau gesteuert und der Behälter gemäß dem Stand der Technik, in
dem früher
die Schwimmermittel aufgenommen waren, wird eliminiert, was das
Zulaufventil als Ganzes vereinfacht.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Zulaufventil eine Verriegelungsvorrichtung
zum Verriegeln der ersten Schwimmermittel; und Steuermittel zum
Steuern der Verriegelungsvorrichtung und welche die Verriegelungsvorrichtung freigeben,
wenn der Wasserpegel in dem Kasten die ersten Schwimmermittel im
Wesentlichen um einen gegebenen Betrag übersteigt.
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Zudem
umfassen die Steuermittel zweite Schwimmermittel, die im Wesentlichen
auf einer gegebenen Höhe
bezüglich
der ersten Schwimmermittel angeordnet sind und mittels eines Betätigungsglieds
mit der Verriegelungsvorrichtung zusammenwirken.
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Das
heißt
die zweiten Schwimmermittel sorgen mittels des Betätigungsglieds
dafür,
dass die ersten Schwimmermittel freigegeben werden, wenn das Wasser
den gegebenen Pegel erreicht. Da die zweiten Schwimmermittel um
einen gegebenen Betrag gleich der gegebenen Höhe über den ersten Schwimmermitteln
angeordnet sind, sind die ersten Schwimmermittel offensichtlich
vollständig
unter Wasser und somit in der Lage, den maximalen Druck bereitzustellen.
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Eine
nicht einschränkende
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung wird beispielhaft mit Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 einen
Längsschnitt
eines Einlass- bzw. Zulaufventils gemäß der Erfindung zeigt;
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2 eine
perspektivische Ansicht in großem
Maßstab
eines Details des Ventils von 1 zeigt.
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Nummer 1 in
den beiliegenden Zeichnungen bezeichnet als Ganzes ein Einlass- bzw. Zulaufventil für einen
Toilettenspülkasten
(nicht gezeigt). Das Zulaufventil 1 umfasst einen Körper 2 mit
einem inneren Hohlraum 3, in dem eine bekannte Ventilanordnung 4,
z. B. des Gegendrucktyps, aufgenommen ist, die der Einfachheit halber
nicht detailliert beschrieben ist. Ein rohrförmiges Passstück 5 ist
mit dem Körper 2 verbunden,
weist ein externes Gewindeende 6 zur Verbindung mit einer
externen Einlass- bzw. Zulaufleitung (nicht gezeigt) auf, ist mittels
eines Gewinderings bzw. einer Ringmutter 7 an dem Körper 2 gesichert
bzw. befestigt und kann im Inneren mit einem Geräuschdämpfungsglied 8 versehen
sein.
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Der
Körper 2 ist
ebenfalls mit einem Rohr 9 senkrecht zu dem Passstück 5 verbunden,
und entlang dem bekanntermaßen
das Wasser von dem Passstück 5 und
der Ventilanordnung 4 in den Spülkasten fließt. Das
Rohr 9 definiert zudem ein Führungsglied 10 für einen
Hauptschwimmer 11, der koaxial an die Außenseite
des Führungsglieds 10 gepasst
ist und entlang dieser gleitet und der mechanisch durch eine einstellbare
Stange 12 mit einem Hebel 13 verbunden ist, der
die Ventilanordnung 4 steuert. Genauer gesagt ist die einstellbare
Stange 12 an entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Enden
drehbar an dem Hauptschwimmer 11 und einem Ende des Hebels 13 angelenkt;
und der Hebel 13 ist vorzugsweise L-förmig und umfasst ein Verschlussglied 14,
das mit einem Ventilsitz 15 einer Düse 16 der Ventilanordnung 4 zusammenwirkt,
um ein Öffnen-Schließen der
Ventilanordnung 4 zu steuern.
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Bei
dem gezeigten nicht einschränkenden Beispiel
umfasst der Hauptschwimmer 11 einen im Wesentlichen prismatischen
Auftriebstank 18 mit einem zentralen Durchgangssitz 19,
der durch eine zylindrische innere Seitenfläche bzw. -oberfläche 20 definiert
ist; und ein Führungsglied 10 ist
auf axial gleitende Weise in den Sitz 19 eingesetzt.
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Die äußere Seitenfläche bzw.
-oberfläche 21 weist
eine Folge von längs beabstandeten
Zähnen 23 auf,
die radial von der äußeren Seitenfläche bzw. -oberfläche 21 abstehen,
um eine Anzahl jeweiliger Sitze 24 zu definieren, die jeweils
nach unten gewandte Sitzflächen
bzw. -oberflächen 25 aufweisen, d.
h. die einem freien Ende 26 des Führungsglieds 10 zugewandt
sind.
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Das
Zulaufventil 1 umfasst zudem einen Hilfsschwimmer 31,
der mit dem Hauptschwimmer 11 über ein Schwingglied 33 verbunden
ist. Genauer gesagt (siehe auch 2) umfasst
das Schwingglied 33 eine Gabel 35 mit zwei parallelen
Armen 36, die an jeweiligen Enden 37 mittels jeweiliger
Stifte 38 drehbar an dem Auftriebstank 18 angelenkt
sind. Die Enden 37 der Arme 36 sind starr miteinander
durch eine Querstange verbunden, die ein Verriegelungsglied 40 zum
selektiven Ineingriffnehmen einer der Sitze 24 definiert
und die im Wesentlichen axial auf der Sitzfläche bzw. -oberfläche 25 des
Sitzes 24 aufliegt.
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Der
Hilfsschwimmer 31 ist durch jeweilige Enden 41,
gegenüberliegende
bzw. entgegengesetzte Enden 37, der Arme 36 getragen
bzw. gestützt
und steht von diesen ab und umfasst einen Auftriebstank 42 (vorzugsweise,
aber nicht notwendigerweise, kleiner als der Auftriebstank 18)
der positioniert ist, um einen stumpfen Winkel mit den Armen 36 zu
bilden; und die Gabel 35 ist so ausgelegt, dass, wenn das Verriegelungsglied 40 in
den Sitz 24 eingreift, die Arme 36 geneigt sind
und sich der Auftriebstank 42 des Hilfsschwimmers 31 auf
einer gegebenen Höhe H
bezüglich
einer oberen Fläche 43 des
Auftriebstanks 18 des Hauptschwimmers 11 befindet.
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Der
Hilfsschwimmer 31 ist so dimensioniert, dass das Schwingglied 33 selektiv
eine erste Betriebsposition 33a (durch die durchgehende
Linie in 1 gezeigt), in der das Verriegelungsglied 40 in den
Sitz 24 eingreift, wenn das Wasser in dem Kasten unter
einem ersten gegebenen Pegel Q1 ist, und eine zweite Betriebsposition 33b einnimmt
(durch die gestrichelte Linie in 1 gezeigt),
in der das Verriegelungsglied 40 nicht in den Sitz 24 eingreift,
wenn das Wasser in dem Kasten den ersten Pegel Q1 erreicht oder überschreitet.
Somit bewegt der Hilfsschwimmer 31 das Verriegelungsglied 40 (durch
Drehen des Schwingglieds 33), um den Hauptschwimmer 11 und
das Führungsglied 10 (d.
h. den Hauptschwimmer 11 und den Körper 2) bezüglich einander abwechselnd
zu bewegen, wenn der Wasserpegel in dem Kasten variiert. Es ist
offensichtlich, dass der erste Pegel Q1, an dem das Verriegelungsglied 33 aktiviert
wird, höher
ist als der zweite Pegel Q2, der mit der oberen Fläche 43 des
Auftriebstanks 18 des Hauptschwimmers 11 übereinstimmt.
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Mit
anderen Worten bilden das Führungsglied 10,
die Sitze 24 und das Verriegelungsglied 40 eine
Verriegelungsvorrichtung zum Verriegeln des Hauptschwimmers 11 unterhalb
des ersten Pegels Q1, um so zu verhindern, dass er axial entlang
des Führungsglieds 10 gleitet
bzw. sich verschiebt, wenn das Wasser in dem Kasten unterhalb des
ersten Pegels Q1 ist; und der Hilfsschwimmer 31 und die
Arme 36 des Schwingglieds 33 bilden einen Steuermechanismus
zum Steuern der Verriegelungsvorrichtung, der das Verriegelungsglied 40 aus
dem relativen Sitz 24 löst
und somit den Hauptschwimmer 11 freigibt, wenn das Wasser
in dem Kasten den ersten Pegel Q1 erreicht.
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Mit
anderen Worten greift der Steuermechanismus ein, wenn der Wasserpegel
den Hauptschwimmer 11 um einen Betrag Q1–Q2 übersteigt, der
im Wesentlichen gleich der Höhe
H ist; und die Stange 12, der Hebel 13 und das
Schwingglied 33 sind so geformt bzw. gebildet, dass die
Ventilanordnung 4 geschlossen wird, wenn die obere Fläche 43 des
Hauptschwimmers 11 auf einem Zwischenpegel zwischen dem
ersten Pegel Q1 und dem zweiten Pegel Q2 ist, d. h. bevor der Hauptschwimmer 11 auftaucht.
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Das
Folgende ist eine detailliertere Beschreibung des Betriebs des Zulaufventils 1.
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Wenn
der Kasten leer ist (d. h. wenn das ganze Wasser aus dem Kasten
gespült
wurde), übt der
Hauptschwimmer 11, der nicht durch das Wasser nach oben
getrieben wird bzw. wurde, sein Gewicht auf die Stange 12 aus,
die das Verschlussglied 14 mittels des Hebels 13 von
dem Ventilsitz 15 abgenommen bzw. gelöst hält, so dass die Düse 16 offen ist
und Wasser aus dem Rohr durch die Ventilanordnung 4 (die
auf bekannte Weise arbeitet, die der Einfachheit halber nicht beschrieben
wird) in den Kasten fließt.
Der Hilfsschwimmer 31, der ebenfalls nicht durch das Wasser
nach oben getrieben wird bzw. wurde, übt sein Gewicht auf das Schwingglied 33 aus,
um das Schwingglied 33 in der ersten Betriebsposition 33a zu
halten, in der das Verriegelungsglied 40 in den Sitz 24 eingreift
und axial nach oben auf der Sitzfläche bzw. -oberfläche 25 ruht,
so dass der Hauptschwimmer 11 axial an dem Führungsglied 10 gesichert
bzw. befestigt und unterhalb des ersten Pegels Q1 verriegelt ist.
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Wenn
sich der Kasten füllt,
erreicht der Wasserpegel zuerst den Hauptschwimmer 11,
der axial an dem Führungsglied 10 gesichert
daran gehindert wird, nach oben entlang des Führungsglieds 10 zu gleiten
bzw. sich zu verschieben und der unterhalb des ersten Pegels Q1
verriegelt bleibt, so dass die Ventilanordnung 4 offen
bleibt und weiterhin Wasser in den Kasten fließt. Wenn das Wasser in dem
Kasten schließlich
den Hilfsschwimmer 31 erreicht, d. h. den ersten gegebenen
Pegel Q1, bei dem das Schwingglied 33 gedreht wird, dreht
der durch das Wasser auf den Hilfsschwimmer ausgeübte hydrostatische
Druck das Schwingglied 33 in die zweite Betriebsposition 33b,
in der das Verriegelungsglied 40 nicht in den Sitz 24 eingreift,
so dass der Hauptschwimmer 11 gelöst bzw. freigegeben wird und
entlang des Führungsglieds 10 gleitet
bzw. sich verschiebt, um die Ventilanordnung 4 zu schließen und den
Fluss von Wasser in den Kasten zu unterbrechen. Der Hauptschwimmer 11,
der beim Lösen
bzw. der Freigabe vollständig
untergetaucht ist, ist daher in der Lage, unmittelbar den maximal
möglichen Druck
bereitzustellen, der zudem konstant bleibt, und zwar auf Grund dessen,
dass die Ventilanordnung 4 geschlossen wird, bevor die
obere Fläche 43 des Hauptschwimmers 11 den
ersten Pegel Q1 erreicht, d. h. bevor der Hauptschwimmer 11 anfängt, unterzutauchen.
Folglich wird die Ventilanordnung 4 akkurat und mehr oder
weniger unmittelbar geschlossen.
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Es
ist klar, dass Änderung
an dem hierin beschriebenen und dargestellten Zulaufventil vorgenommen
werden können,
ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen,
wie er durch die Ansprüche
definiert ist.