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Die
Erfindung betrifft ein wasserführendes Haushaltsgerät, insbesondere
eine Geschirrspül- oder
Waschmaschine, mit einem Ventil zum Schließen einer Flüssigkeitsleitung,
wobei das Ventil ein Stelltrieb-Einsatzteil mit einem verstellbaren
Schließelement
aufweist, das zum Öffnen
oder Schließen der
Flüssigkeitsleitung
mit einem Ventilsitz zusammenwirkt.
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Während eines
Spülgangs
durchlaufen wasserführende
Haushaltsgerät
wie z. B. Geschirrspülmaschinen
Spülprogramme,
die aus einer Anzahl von Teilprogrammschritten bestehen, wie z.
B. Vorspülen,
Reinigen, Zwischenspülen,
Klarspülen
und Trocknen. Zur Verteilung von Flüssigkeit während eines Spülprogrammdurchlaufs
sind im Flüssigkeitskreislauf
einer Geschirrspülmaschine
Ventile vorgesehen, die einen Flüssigkeitsweg öffnen oder
schließen.
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Die
in der Geschirrspülmaschine
häufig
eingesetzten Ventile können
einen Aktuator aufweisen, mittels dem eine Verstellung eines Ventiltellers
des Ventils um einen Ventilhub bewirkt kann, wobei der Ventilteller
mit einem Ventilsitz zusammenwirkt, um eine Flüssigkeitsleitung der Geschirrspülmaschine zu öffnen und/oder
zu schließen.
Z. B. wird bei einer Bestromung des Aktuators der Ventilteller gegen
den Ventilsitz gedrückt,
wodurch die Flüssigkeitsleitung durch
das Ventil gesperrt ist.
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Bei
der Verwendung solcher elektromagnetisch betätigbaren Ventile können sich
Probleme bei einer flüssigkeitsdichten
Montage des Aktuators sowie beim Betrieb des Aktuators ergeben.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Haushaltsgerät, insbesondere
Geschirrspül- oder Waschmaschine,
bereitzustellen, das in einfacher Weise flüssigkeitsdicht in einer Flüssigkeitsleitung einsetzbar
ist.
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Die
Lösung
der Aufgabe der Erfindung geht aus von einem Haushaltsgerät, insbesondere
einer Geschirrspül-
oder Waschmaschine, mit einem Ventil zum Schließen einer Flüssigkeitsleitung,
wobei das Ventil ein Stelltrieb-Einsatzteil mit einem verstellbaren
Schließelement
aufweist, das zum Öffnen
oder Schließen
der Flüssigkeitsleitung
mit einem Ventilsitz zusammenwirkt,.
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Gemäß dem kennzeichnenden
Teil des Patentanspruches 1 weist ein Faltenbalg des Ventils eine
erste Dichtstelle auf, wobei die erste Dichtstelle zwischen dem
Stelltrieb-Einsatzteil
und einem Anschlussstutzen der Flüssigkeitsleitung angeordnet
ist und eine zweite Dichtstelle zum Schließen der Flüssigkeitsleitung durch Drücken des
Schließelements gegen
den Ventilsitz vorgesehen ist. Der Faltenbalg erfüllt somit
eine Doppeldichtfunktion, wodurch insgesamt der bauteiltechnische
Aufwand zur Bereitstellung der Dichtstellen reduziert ist.
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Der
Faltenbalg kann bevorzugt das Stelltrieb-Einsatzteil vom flüssigkeitsdurchströmten Ventilraum
abtrennen. Das Einsatzteil ist somit vom Flüssigkeitsweg im Ventil entkoppelt.
Auf diese Weise kann das Stelltrieb-Einsatzteil in einfacher Weise ohne
eine Flüssigkeitsleckage
demontiert werden.
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Der
Faltenbalg kann mit seiner ersten Dichtstelle in einem Ringspalt
zwischen dem Stelltrieb-Einsatzteil und dem Anschlussstutzen der
Flüssigkeitsleitung
eingesetzt werden. Somit ist der Faltenbalg an seiner ersten Dichtstelle
radial innenseitig sowie radial außenseitig in Dichtanlage mit
dem Anschlussstutzen und dem Stelltrieb-Einsatzteil.
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Der
Faltenbalg kann an seiner zweiten Dichtstelle wenigstens teilweise
das Schließelement,
das heißt
den Ventilteller, integral ausbilden. Auf diese Weise wird im Sinne
einer Bauteilreduzierung auf ein separates Schließelement
verzichtet.
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Das
Schließelement,
das heißt
der Ventilteller, kann wiederum form- und/oder kraftschlüssig mit einem
Ventilstößel des
Stelltrieb-Einsatzteils verbunden sein, etwa mittels einer Steckverbindung.
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Wie
oben erwähnt
weist der Faltenbalg sowohl die erste als auch die zweite Dichtstelle
auf. Dabei ist die das Stelltrieb-Einsatzteil abdichtende erste Dichtstelle
als Dichtring statisch radial ausgebildet, während die zweite Dichtstelle
axial beweglich ist. Für
eine einwandfreie Funktionsweise des Stelltrieb-Einsatzteils ist
es dabei von Bedeutung, dass bei Ausführung des Ventilhubes möglichst
geringe Verformungskräfte
des Faltenbalgs überwindet
werden müssen.
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Vor
diesem Hintergrund ist es von Vorteil, wenn die beiden Dichtstellen über einen
flexiblen Abschnitt, insbesondere über einen Faltenbalgabschnitt,
miteinander verbunden sind. Damit die Eigenstabilität des flexiblen
Abschnittes des Faltenbalges weiter reduziert wird, kann die Materialstärke am flexiblen
Abschnitt im Vergleich zu den Dichtstellen reduziert sein.
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Montagetechnisch
bevorzugt kann der Faltenbalg an seiner ersten Dichtstelle nicht
unmittelbar in flüssigkeitsdichtem
Kontakt mit dem Stelltrieb-Einsatzteil sein, sondern auf einen Rohrstutzen
eines Gehäuseteils
abgestützt
sein. Das Stelltrieb-Einsatzteil ist in diesem Fall unter Zwischenlage
des Rohrstutzens des Gehäuseteils
innerhalb der ersten Dichtstelle des Faltenbalgs angeordnet. Das
Gehäuseteil
kann aus einem formstabilen Kunststoff gefertigt sein, das in geeigneter
Weise als Widerlager für den
Faltenbalg dienen kann. Durch den Rohrstutzen des Gehäuseteils
kann das Stelltrieb-Einsatzteil geführt sein.
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Zusätzlich kann
der Anschlussstutzen der Flüssigkeitsleitung
mit dem oben genannten Gehäuseteil
verbunden werden, beispielsweise durch eine einfache Bajonettverbindung.
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Außerdem kann
das Gehäuseteil
einen Dachabschnitt aufweisen, der das Stelltrieb-Einsatzteil überdeckt
und Tropfwasser vom darunter angeordneten Stelltrieb-Einsatzteil
fernhält.
Hierzu kann der Dachabschnitt zusätzliche Wasserabtropfrippen aufweisen.
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Analog
zur oben genannten Befestigung des Anschlussstutzens am Gehäuseteil
kann auch das Stelltrieb-Einsatzteil unmittelbar mit dem Gehäuseteil verbunden
werden, und zwar ebenfalls mittels einer einfachen Bajonettverbindung.
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Der
erfindungsgemäße Faltenbalg
kann derart dimensioniert sein, das bei geringen Verformungskräften mit
entsprechend großer
Stellkraft das Schließelement
des Stelltrieb-Einsatzteiles
gegen den Ventilsitz gedrückt
werden kann. Dies ist insbesondere bei einem Einsatz des Ventils
im Schmutz- oder Brauchwasserbereichs des Haushaltsgerätes von
Bedeutung, da sich in diesem Fall Schmutzpartikel im Bereich des
Ventilsitzes ablagern können,
wodurch eine einwandfreie Schließstellung des Schließelementes
beeinträchtigt
sein kann.
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Bevorzugt
kann die Erfindung insbesondere in einer Geschirrspülmaschine
eingesetzt werden, die einen zusätzlichen
Speicherbehälter
aufweist. In dem Speicherbehälter
kann Spülflüssigkeit
zwischengespeichert werden, die nach Ausführung eines Teilprogrammschrittes
eines Spülgangs
nicht mehr benötigt
wird. Die nicht mehr benötigte
Spülflüssigkeit
wird vom Spülraum
mittels einer Umwälzpumpe
sowie bei geöffnetem
Speicherbehälterventil in
den Speicherbehälter
gepumpt. Anschließend
wird das Speicherbehälterventil
geschlossen und bspw. bis zum nächsten
Spülgang
zwischengespeichert und beim nächsten
Spülgang
zum Vorspülen
des Spülgutes
eingesetzt werden. Um das Befüllen
und Entleeren des Speicherbehälters
zu steuern, ist ein Speicherbehälterventil
vorgesehen, mit dem eine Regeleinrichtung der Geschirrspülmaschine
den Flüssigkeitsweg
zum Speicherbehälter öffnen oder schließen kann.
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Das
Speicherbehälterventil
ist strömungstechnisch
zwischen dem Spülbehälter und
dem Speicherbehälter,
das heißt
im Schmutz- oder Brauchwasserbereich der Geschirrspülmaschine, angeordnet.
Hier besteht die Problematik, dass bei geöffnetem Ventil Schmutzpartikel
innerhalb des Speicherbehälterventils
hängenbleiben
und sich dort festsetzen können.
In diesem Fall kann es zu einer Störung oder Undichtheit am Ventil
und somit zu einer Fehlfunktion des Speicherbehälters kommen.
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Nachfolgend
ist ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung anhand der beigefügten
Figuren beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 in
einem schematischen Blockdiagramm eine Geschirrspülmaschine
mit einem Speicherbehälter,
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2 in
einer vergrößerten Detailansicht
die Flüssigkeitsleitung
zum Speicherbehälter
mit zwischengeschaltetem Speicherbehälterventil;
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3 das
Speicherbehälterventil
in Alleinstellung;
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4 und 5 jeweils
unterschiedliche perspektivische Ansichten auf das Speicherbehälterventil;
und
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6 eine
Ansicht entsprechend der 1, in dem eine Reinigung des
Speicherbehälters
veranschaulicht ist.
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In
der 1 ist schematisch eine Geschirrspülmaschine
mit einem, einen Spülraum
begrenzenden Spülbehälter 1 gezeigt.
Im Spülraum
des Spülbehälters 1 kann
ein nicht dargestelltes, zu reinigendes Spülgut in Geschirrkörben 3, 5 angeordnet
werden. Im gezeigten Spülbehälter 1 sind
beispielhaft zwei, in unterschiedlichen Sprühebenen vorgesehene Sprüharme 7, 8 angeordnet, über die
das Spülgut mit
Spülflüssigkeit
beaufschlagt wird. Im Spülbehälterboden
ist ein Pumpentopf 11 mit einer nur grob angedeuteten Siebanordnung 10 vorgesehen.
Vom Pumpentopf 11 ist eine Umwälzleitung 9 mit darin
angeordneter Umwälzpumpe 13 weggeführt. Die
Umwälzleitung 9 ist über Zuleitungen 14, 15 strömungstechnisch
mit den Sprüharmen 7, 8 verbunden.
Der Umwälzpumpe 13 nachgeschaltet
ist ein, als Wasserheizung bezeichnetes Heizelement, etwa ein Durchlauferhitzer.
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Der
Pumpentopf 11 ist außerdem über Anschlussstutzen
mit einer, mit dem Wasserversorgungsnetz gekoppelten Frischwasser-Zuleitung 16 sowie
mit einer Ablaufleitung 17 in Verbindung, in der eine Laugenpumpe 18 zum
Abpumpen von Spülflüssigkeit
aus dem Spülbehälter 1 angeordnet
ist. Der Spülbehälter 1 weist
an seiner, in der 1 rechten Seite als Speicherbehälter 19 einen
sogenannten Speicherbehälter
auf, der nach Art eines Wärmetauschers
thermisch gekoppelt in Anlage mit einer Seitenwand 20 des
Spülbehälters 1 ist.
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In
dem Speicherbehälter 19 kann
Spülflüssigkeit
zwischengespeichert werden, die nach Ausführung eines Teilprogrammschrittes
eines Spülganges
nicht mehr benötigt
wird. Der Speicherbehälter 19 ist
in seinem oberen Bereich über
eine Be- und Entlüftungsöffnung 22 strömungstechnisch
in Verbindung mit dem Spülraum.
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Während der
Durchführung
eines Spülgangs sind
im Flüssigkeitskreislauf
unter anderem der Pumpentopf 11 mit zugeordneter Siebanordnung 10,
die Umwälzleitung 9,
die Zuleitungen 14, 15 sowie die beiden Sprüharme 7, 8 integriert.
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Stromab
des Heizelementes 12 ist in der Umwälzleitung 9 eine als
Drei-Wege-Schaltventil 25 dargestellte Wasserweiche vorgesehen,
an der eine Verbindungsleitung 23 abzweigt, die zum Speicherbehälter 19 führt.
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In
der in der 1 gezeigten Schaltstellung des
Drei-Wege-Schaltventils 25 ist die Verbindung zum Speicherbehälter 19 unterbrochen
und die Umwälzleitung 9 mit
den Zuleitungen 14, 15 verbunden. In dieser Schaltstellung
des Drei-Wege-Schaltventils 25 kann daher die Spülflüssigkeit
zur Durchführung des
Spülgangs
in der Geschirrspülmaschine
zirkuliert werden.
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Das
Drei-Wege-Schaltventil 25 verbindet demgegenüber in einer
in der 4 gezeigten Schaltstellung die Umwälzleitung 9 mit
der, zum Speicherbehälter 19 führenden
Verbindungsleitung 23 und unterbricht den Strömungsweg
zu den Zuleitungen 14, 15. In dieser Schaltstellung
kann zur Reinigung des Speicherbehälters 19 die Spülflüssigkeit in
den Speicherbehälter 19 gepumpt
werden und diesen füllen,
bis die Spülflüssigkeit über die
Be- und Entlüftungsöffnung 22 in
den Spülbehälter 1 eintritt und
entlang der Spülbehälterwand 20 vorbei
an den Geschirrkörben 3, 5 wieder
in den Pumpentopf 11 mit zugeordneter Siebanordnung 10 rückgeführt wird.
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Damit
das Befüllen
oder Entleeren des Speicherbehälters 19 mittels
der Regeleinrichtung 27 gesteuert werden kann, ist ein
Speicherbehälterventil 26 vorgesehen.
Das Ventil 26 ist. in der zum Speicherbehälter 19 führenden
Verbindungsleitung 23 angeordnet und zum Beispiel während der
oben genannten Speicherbehälter-Reinigung
in seiner Offen-Stellung
angeordnet.
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Beispielhaft
kann der Spülgang
mit einem Vorspülschritt
gestartet werden, bei dem eine im Speicherbehälter 19 zwischengespeicherte
Klarspülwassermenge
vom vorangegangenen Spülgang
in den Pumpentopfbereich des Spülbehälters 1 eingelassen
wird. Hierzu wird das Speicherbehälterventil 26 geöffnet und
das Drei-Wege-Ventil 25 in die in der 2 gezeigte
Stellung geschaltet. Die zwischengespeicherte Klarspülmenge kann
daher unter Schwerkraftwirkung in den Pumpentopfbereich des Spülbehälters 1 einströmen.
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Anschließend wird
das Drei-Wege-Schaltventil 25 in seine in der 1 gezeigte
Schaltstellung geschaltet sowie die Umwälzpumpe 13 gestartet,
wodurch das Klarspülwasser
zirkulieren kann. Nach Ausführung
des Vorspülschrittes
wird die Spülflüssigkeit
mittels der Laugenpumpe 18 abgepumpt und anschließend Frischwasser
für einen
folgenden Reinigungsschritt in den Pumpentopfbereich zugeführt.
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Der
Speicherbehälter 19 ist
gemäß den 2 bis 5 ein
Kunststoffbauteil, an dessen unteren Ende die zum Speicherbehälterventil 26 führende Verbindungsleitung 23 einstückig angeformt ist.
Die Verbindungsleitung 23 ist über eine Mündungsöffnung 29 mit einem
Ventilraum 31 in Verbindung, der radial außenseitig
mit einem Stutzen 33 begrenzt ist. Der Stutzen 33 ist über zwei
Versteifungsrippen 35 mit der Unterseite des Speicherbehälters 19 in
Verbindung. Der Ventilraum 31 mündet über einen Durchlass 37 wiederum
in die Verbindungsleitung 23, die über einen Anschlussstutzen 39 an
der Wasserweiche 25 anschließbar ist.
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In
den, den Ventilraum 31 begrenzenden Stutzen 33 ist
ein Stelltrieb-Einsatzteil 41 des Speicherbehälterventils 26 eingesetzt.
Das Stelltrieb-Einsatzteil 41 kann beispielhaft ein Thermoaktuator
sein, an dessen Ventilstößel 43 ein
Ventilteller 45 befestigt ist. In den 2 und 3 ist
der Ventilteller 45 in seiner Schließstellung gezeigt, in der der Ventilteller 45 mit
seiner Dichtstelle 47 gegen einen Ventilsitz 49 gedrückt ist,
der wiederum umfangsseitig die Mündungsöffnung 29 zur
Verbindungsleitung 23 begrenzt.
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Der
Ventilteller 47 ist gemäß der 3 Bestandteil
eines Faltenbalges 51, das als ein im Wesentlichen rotationsymmetrisches
Silikonbauteil gebildet ist. Der Ventilteller 47 ist einstückig in
dem Faltenbalg 51 integriert. Hierzu ist das Faltenbalg 51 im Bereich
des Ventiltellers 45 mit ausreichend großer Materialstärke a gebildet,
um eine Formstabilität
des Ventiltellers 45 zu gewährleisten.
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Zusätzlich ist
das rotationssymmetrische Faltenbalg 51 gemäß der 3 mit
seinem offenen ringförmigen
Ende 59 in einem Ringspalt 53 zwischen dem Anschlussstutzen 33 und
einem innenliegenden Rohrstutzen 55 eines Gehäuseteils 57 eingesetzt.
Das Stelltrieb-Einsatzteil 41 ist also gemäß den 2 und 3 nicht
unmittelbar in den Anschlussstutzen 33 eingesetzt, sondern
unter Zwischenlage des Gehäuseteils 57.
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Das
im Ringspalt 53 eingesetzte Ende 59 des Faltenbalges 51 bildet
somit eine weitere Dichtstelle, die außenseitig flüssigkeitsdicht
am Stutzen 33 anliegt und innenseitig ebenfalls flüssigkeitsdicht am
Rohrstutzen 55 des Gehäuseteils 57 anliegt.
Das Faltenbalg 51 ist an seiner Dichtstelle 59 ebenfalls mit
erhöhter
Materialstärke
b ausgebildet. Die beiden Dichtstellen 59 und 47 sind
dabei über
einen flexiblen Faltenbalgabschnitt 61 miteinander verbunden.
Dessen Wandstärke
c ist im Vergleich zu den beiden Dichtstellen 59 und 47 wesentlich
reduziert, um den Faltenbalgabschnitt 61 weitgehend biegeschlaff
zu gestalten.
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Das
Gehäuseteil 57 weist
außerdem
einen am Basisabschnitt 63 angeformten Dachabschnitt 71 auf,
der haubenartig das Stelltrieb-Einsatzteil 41 überdeckt,
um es vor Tropfwasser zu schützen.
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Wie
aus den 2 und 3 weiter
hervorgeht, weist das Gehäuseteil 57 einen
plattenförmigen Basisabschnitt 63 auf,
von dem der Rohrstutzen 55 in Richtung des Ventilraumes 31 vorragt.
An beiden Seiten des plattenförmigen
Basisabschnitts 63 des Gehäuseteils 57 sind jeweils
im Profil L-förmige
Haltestege 65 angeformt. Die Haltestege 65 des
plattenförmigen
Basisabschnittes 63 sind Teil einer Bajonettverbindung,
mit der sowohl das Stelltrieb-Einsatzteil 41 als auch der
Stutzen 33 am Gehäuseteil 57 koppelbar
ist. Hierzu weisen das Einsatzteil 41 und der Stutzen 33 radial
abragende Flanschabschnitte 67, 69 auf, die in
Einbaulage von den Haltestegen 65 hintergriffen werden
können.
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In
den 4 und 5 ist die Einbaulage des Stelltrieb-Einsatzteils 41 in
verschiedenen Perspektivansichten gezeigt. Bei einer Montage des Speicherbehälterventiles 26 kann
in einem ersten Vormontageschritt zunächst das Stelltrieb-Einsatzteil 41 durch
den Rohrstutzen 55 des Gehäuseteils 57 geführt werden,
bis seine Flanschabschnitte 67 flächig in Anlage mit dem Basisabschnitt 63 gebracht sind.
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Anschließend werden
mittels einer Drehbewegung des Stelltrieb-Einsatzteiles 41 dessen
Flanschabschnitte 67 in Eingriff mit den Haltestegen 65 gedreht,
um eine Bajonettverbindung herzustellen. Während des ersten Montageschrittes
kann das Gehäuseteil 57 noch
von der Verbindungsleitung entkoppelt sein.
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Danach
wird das Faltenbalg 51 auf den Rohrstutzen 55 des
Gehäuseteils 57 geschoben
und der im Faltenbalg 51 integrierte Ventilteller 45 auf
das freie Ende des Ventilstößels 43 gesteckt.
Das Gehäuseteil 57 bildet
daher zusammen mit dem Stelltrieb-Einsatzteil 41 und dem
Faltenbalg 51 eine Vormontageeinheit.
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Die
so erhaltene Baueinheit wird im folgenden Montageschritt in den
Stutzen 33 der Verbindungsleitung 23 eingeschoben,
bis der Flanschabschnitt 69 des Stutzens 33 in
Anlage mit dem Basisabschnitt 63 des Gehäuseteils 57 ist.
Zur Herstellung der Bajonettverbindung wird anschließend das
Gehäuseteil 57 um
einen Drehwinkel gedreht, bis dessen Haltestege 65 die
Flanschabschnitte 69 des Stutzens 33 hintergreifen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Spülbehälter
- 3,
5
- Geschirrkörbe
- 7,
8
- Sprüharme
- 9
- Umwälzleitung
- 10
- Siebanordnung
- 11
- Pumpentopf
- 12
- Heizelement
- 13
- Umwälzpumpe
- 14,
15
- Zuleitungen
- 16
- Frischwasser-Zuleitung
- 17
- Ablaufleitung
- 18
- Laugenpumpe
- 19
- Speicherbehälter
- 20
- Spülbehälter-Seitenwand
- 22
- Be-
und Entlüftungsöffnung
- 23
- Verbindungsleitung
- 25
- Drei-Wege-Schaltventil
- 26
- Speicherbehälterventil
- 27
- Regeleinrichtung
- 29
- Mündungsöffnung
- 31
- Ventilraum
- 33
- Anschlussstutzen
- 35
- Versteifungsrippen
- 37
- Durchlass
- 39
- Stutzen
- 41
- Stelltrieb-Einsatzteil
- 43
- Ventilstößel
- 45
- Schließelement
- 47
- Dichtstelle
- 49
- Ventilsitz
- 51
- Faltenbalg
- 53
- Ringspalt
- 55
- Rohrstutzen
- 57
- Gehäuseteil
- 59
- Dichtstelle
- 61
- flexibler
Abschnitt
- 63
- plattenförmiger Basisabschnitt
- 65
- Haltestege
- 67,
69
- Radialflansche
- 71
- Dachabschnitt
- a,
b, c
- Materialstärken
