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Die Erfindung betrifft Ablaufventil zur Regulierung des Wasserablaufs aus in einem umgebenden Spülkasten enthaltenen Wassers in ein angeschlossenes WC unter Verwendung einer Geruchsabsaugung.
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Spülkästen für derartige WCs umfassen selbsttätig arbeitende Füllventile, die über einen Schwimmer gesteuert sind, und ein manuell zu betätigendes Ablaufventil. Über betätigbare Zugelemente kann entweder eine Voll- oder eine Teilspülung veranlasst werden. Zur Durchführung der Spülung wird der Ventilkörper über das Vollspülzugelement von einem Ventilsitz abgehoben, und ein Schimmer senkt sich mit sinkendem Spülwasserstand in dem Spülkasten ab, bis der Ventilkörper den Ablauf bzw. den Ventilsitz wieder verschließt und damit die Schließposition einnimmt.
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Das Ablaufventil umfasst ein vorgeschriebenes Überlaufrohr zur Realisierung eines Notüberlaufs mit einer oberen Überlauföffnung und einer unteren Austrittsöffnung, durch welches das in dem umgebenden Spülkasten enthaltende Spülwasser beim Übersteigen einer Normalfüllung (üblicherweise 6 bis 10 Liter) über das mit dem Spülkasten verbundene Spülrohr in das angeschlossene WC ablaufen kann.
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Als weiteres Gestaltungsmerkmal werden WCs zudem mit Geruchsabsaugungen versehen, über welche die Luft aus der WC-Keramik während der Benutzung des WCs abgesaugt und in ein Abluftrohr geblasen wird. Diese Geruchsabsaugung wird in den meisten Fällen an dem sich zwischen dem Spülkasten und der WC-Schlüssel erstreckenden Spülrohr über ein T-Stück angeschlossen.
Nachteilig an bestehenden Ablaufventilen bei einem Betrieb mit einer Geruchsabsaugung ist, dass über den in vorgeschriebener Weise stets offenen Notüberlauf auch Luft aus dem Spülkasten abgesaugt wird. Diese Luft wird im Sinne der Geruchsabsaugung als „Fremdluft“ bezeichnet. Diese Fremdluft bedingt aber, dass die in der Geruchsabsaugung eingesetzten Gebläse größer ausgebildet werden müssen als eigentlich erforderlich. Insgesamt ist Fremdluft ungewünscht und möglichst zu vermeiden.
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Die
DE 20 2005 016 865 U1 schlägt deshalb ein Verschlusselement zur Befestigung an dem oberen Ende des Überlaufrohrs vor, mit welchem über einen Schwimmer gesteuert die Überlauföffnung des Überlaufrohrs in Abhängigkeit des Spülwasserstands geöffnet und geschlossen werden kann. Bei der Regelfüllstandshöhe im Spülkasten verschließt ein Deckel des Verschlusselements die Überlauföffnung, so dass von der Geruchsabsaugung keine Luft durch das Überlaufrohr aus dem Spülkasten angesaugt werden kann. Im Falle eines Anstiegs des Wasserstands über ein maximales Niveau, normalerweise Regelfüllstandshöhe, hebt ein Schwimmer den Deckel an und gibt somit den Notüberlauf für Wassereintritt frei. Die Steuerung des Verschlusselements erfolgt somit über den Spülwasserstand. Diese Lösung ist aber leider nicht immer sicher, weil der notwendige Schwimmer aufgrund der räumlichen Verhältnisse nicht besonders groß sein darf und der Wasserstandunterschied zwischen dem Füllstand der Normalfüllung und dem Überlauf üblicherweise nur eine Höhendifferenz von 2 cm beträgt. Durch 2 cm Wasserunterschied kann aber bei einem kleinen Schwimmer nur ein geringer Auftrieb erzeugt werden. Kommt es z.B. zu Kalkablagerungen im Gelenk des Schwimmers, so kann die Auftriebskraft geringer sein als die Hemmwirkung der Ablagerungen. In diesem Fall bleibt der Notablauf geschlossen und das Wasser läuft aus dem Spülkasten. Ein weiteres Problem ist der Sog, der durch das Einströmende Wasser in das Überlaufrohr entsteht. Dieser Sog kann leicht zum Schließen der Klappe und somit zum Verstopfen des Notablaufes führen. Auch Schwankungen des Wasserstandes sind möglich (z.B. durch ein defektes Füllventil aus dem ein Wasserstrahl austritt). Solche Schwankungen können ebenfalls zu einem leichten Absenken der Klappe oder eines Kugelventils am oberen Ende des Notüberlaufes führen. Doch schon ein leichtes Absenken kann dazu führen, dass die Klappe vom Sog erfasst wird und zufällt. Schließlich ist diese Lösung relativ kompliziert aufgebaut mit einer Vielzahl an beweglichen Führungen und Gelenken, welche verkalken können und deren Funktionsfähigkeit deshalb nicht immer gewährleistet ist. Ein weiteres Verschlusselement ist aus der
US 7 856 675 B1 bekannt.
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Ausgehend vom eingangs genannten Stand der Technik liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zumindest teilweise zu vermeiden und ein Ablaufventil vorzusehen, welches einfach aufgebaut und damit weniger Fehleranfällig ist und gleichzeitig Fremdluft besser vermeidet.
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Dieses wird erfindungsgemäß bereits durch den kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1, 3 und 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind in den Unteransprüchen wieder gegeben.
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In der einfachsten Variante umfasst das Verschlusselement ein elastisches und selbstschließendes Verschlussventil, welches an der Austrittsöffnung des Spülrohrs angeordnet ist und so gestaltet ist, dass dieses erst bei der Erreichung einer definierten Wassersäule innerhalb des Überlaufrohrs öffnet, welche eine größere Gewichtskraft auf das Verschlussventil ausübt als eine durch die Geruchsabsaugung erzeugte Saugkraft. Zumindest das Verschlussventil besteht aus einem elastischen Werkstoff, so dass dieses seine selbstschließende Funktion in dem Sinne erfüllt, dass es sich nur unter Wasserdruck ausreichend dehnt und somit eine ansonsten verschlossene Durchgangsöffnung für Wasserdurchtritt im Falle eines Notüberlaufs freigibt.
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Die Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, dass anstelle der Auftriebskraft zum Heben des Schwimmers bei dem Verschlusselement gemäß dem Stand der Technik zur Steuerung der Öffnung des Ventils die geodätische Höhe einer in dem Überlaufrohr enthaltenen Wassersäule eingesetzt wird, welche auf die Oberseite des Ventils im Falle eines Notüberlaufs wirkt. Erst wenn die Wassersäule eine bestimmte und definierte Höhe überschreitet, reicht das Gewicht dieser Wassersäule aus, um das Verschlussventil zu öffnen und somit den Notüberlauf zu realisieren. Im Gegensatz zu den Lösungen aus dem Stand der Technik stört das abfließende Wasser nicht die Funktion, sondern löst das Verschlussventil erst aus. Das Verschlussventil kann so ausgebildet sein, z. B. durch Einsatz entsprechender elastischer Mittel, dass zunächst das gesamte Überlaufrohr geflutet werden muss, bevor das Verschlussventil öffnet. Da der Unterdruck durch den Ventilator der Geruchsabsaugung nur 30 - 50 Pascal beträgt, die Wassersäule im Falle eines Notüberlaufs bei einer Wassersäule von 30 cm aber ca. 3000 Pascal beträgt kann durch entsprechende Gestaltung der elastischen Eigenschaften des Verschlussventils die Funktionsweise definiert bestimmt bzw. festgelegt werden. Damit wird auf überraschend einfache Weise die Fremdluft um 20 bis 30 % reduziert, weil keine Fremdluft mehr durch das Überlaufrohr angesaugt wird. Folglich kann der Ventilator der Geruchsabsaugung kleiner ausgebildet sein, langsamer laufen und ist mithin auch leiser als beim Stand der Technik. So konnte der Schallpegel am Ventilator um 10 dB erzielt werden, was einer Halbierung entspricht.
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Das Problem der Verkalkung von Bauteilen aus dem Stand der Technik besteht ebenfalls nicht, weil das Verschlusselement üblicherweise nicht mit Wasser in Berührung kommt und deshalb auch keine Verkalkung auftreten kann. Sollten sich doch einmal Ablagerungen festsetzen, würden diese von der Membran bei einem Notüberlauf gelöst und abgespült werden.
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Die Befestigung des Verschlusselements an der Austrittsöffnung kann z.B. mittels Klemmen oder Verkleben erfolgen. Alternativ kann das Verschlusselement auch aufgrund der elastischen Eigenschaften und/oder der Dimensionierung allein durch einen Klemmsitz am Überlaufrohr befestigt werden.
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Das elastische Material des Verschlussventils, das auch als Membran bezeichnet werden kann, besteht vorzugsweise aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE) oder Silikon. Geeignet ist eigentlich jedes Material, welches eine dauerhaft elastische Eigenschaft des Verschlussventils gewährleistet.
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Das Verschlussventil kann beliebig ausgebildet sein, solange durch dessen Elastizität die selbstschließende Funktion so verwirklicht ist, dass dieses erst beim Anstehen der für den jeweiligen Anwendungsfall definierten Wassersäule in dem Überlaufrohr für die Verwirklichung des Notüberlaufs öffnet. Bei einer einfachen Ausführung kann es z.B. als einfacheres Membran- oder Klappenventil ausgestaltet sein. Es kann aber auch mehrere elastische Klappen umfassen, die in Schließstellung dichtend an der Durchtrittsöffnung gegeneinander anliegen. Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung des Verschlussventils als Schnabelventil mit zwei unter Einschluss eines spitzen Winkels dichtend in Schließstellung gegeneinander anliegenden Ventilschenkeln, die im Scheitelpunkt zwischen sich die Durchtrittsöffnung definieren. Dass Verschlusselement hat damit eine ähnliche Geometrie wie das Mundstück einer Oboe.
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Zur Erhöhung bzw. besseren Bestimmung der für die Öffnung des Verschlussventils erforderlichen Gewichtskraft können an den in Schließstellung gegeneinander anliegenden Ventilschenkeln lappenartige Fortsätze ausgebildet sein, die vorzugsweise einstückig angeformt sind. Diese lappenartigen Fortsätze liegen in Schließstellung gegeneinander an und verschließen somit das Verschlussventil gegen unerwünschtes Durchtreten von Wasser. Diese sind vorzugsweise etwa so lang ausgebildet, wie die Länge des Verschlussventils und erzeugen größere Adhäsionskräfte. Erst bei einer ausreichenden Wassersäule an der Oberseite des Verschlussventils lässt das Wasser zur Realisierung des Notüberlaufs hindurch treten.
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Das Verschlusselement umfasst neben dem eigentlichen Verschlussventil einen in Einbaulage oberen Befestigungsabschnitt zur Befestigung an der Austrittsöffnung des Überlaufrohrs. Vorzugsweise sind der Befestigungsabschnitt und das Verschlussventil des Verschlusselements einstückig ausgebildet. In diesem Fall kann das Verschlusselement als Fingerhut- oder mundstückartiges geschlossenes Spritzgussteil gefertigt werden, in welches die Durchgangsöffnung nachträglich in die Lippen oder die Membran des Verschlussventils eingeschnitten wird, wobei sich die durch den Schnitt gebildeten Lippen dann dichtend aneinander anlegen. Vorzugsweise ist der Befestigungsabschnitt dabei etwas dicker ausgebildet als das Verschlussventil. Beispielsweise kann der Befestigungsabschnitt eine Materialstärke von ca. 1 mm aufweisen, wohingegen das Verschlussventil nur eine Materialstärke von 0,66 mm Wandstärke aufweist.
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Die Dimension des Verschlusselements ist an die des Überlaufrohrs angepasst.
Zur Befestigung des Verschlusselements an dem Überlaufrohr wird dieses von unten auf die Austrittsöffnung des Überlaufrohrs aufgeschoben und kann dann mit einem Befestigungselement, z.B. einem Klemmelement, z.B. einem Metallring, einem Sprengring oder dergleichen auf der Außenseite des Überlaufrohrs unverlierbar befestigt werden.
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Die Besonderheit der vorgeschlagenen Lösung liegt darin, dass mit dieser einfach beliebige Ablaufventile für den Betrieb mit einer Geruchsabsaugung nachrüstbar sind.
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Zur Vereinfachung des Produktionsprozesses kann das Ablaufventil im 2-K-Verfahren gefertigt werden, wobei dann zunächst das Überlaufrohr aus einem festeren thermoplastischen Kunststoff gespritzt wird, z.B. Polystyrol bzw. Polystyren, und dann das vorzugsweise aus TPE bestehende Verschlusselement an das untere Ende des Überlaufrohrs angespritzt wird. Vorzugsweise ist das Überlaufrohr zweiteilig ausgebildet, und die beiden Teile werden zur Endfertigung des Überlaufrohrs miteinander verbunden, vorzugsweise per Ultraschallschweißen.
Der besondere Vorteil der Erfindung liegt darin, dass sich eindeutige Unterschiede zwischen dem Status der Absaugung und dem Status des Notüberlaufs über eine definierte Einstellung des Verschlussventils verwirklichen lassen. Da das Überlaufventil durch das vorgeschlagene Verschlusselement am unteren Ende verschlossen ist, wird die Fremdluft um 20 bis 30 % reduziert.
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Vorzugsweise ist das Überlaufrohr Bestandteil eines Ventilkörpers mit einem Schwimmer und einem Dichtelement zum betätigbaren Öffnen und Schließen einer Ablauföffnung des Ablaufventils oder als getrenntes Element in dem Ablaufventil vorgesehen. Der Ventilkörper ist dann relativ beweglich im Verhältnis zu einem stationär mit dem Spülkasten verbundenen Halteelement, welches vorzugsweise als Ventilgehäuse ausgebildet ist. Mittels mindesten einem Zugelements ist der Ventilkörper aus einer abgesenkten Schließstellung, in welcher der Ventilkörper den Spülkasten verschließt, in eine angehobene Spülstellung anhebbar, in welcher der Ventilkörper Wasser aus dem Spülkasten in ein angeschlossenes Spülrohr zwecks Spülung austreten lässt. Es ist folglich aber auch möglich, dass das Überlaufrohr getrennt von dem Ventilkörper vorgesehen ist.
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Daneben betrifft die Erfindung bei gleicher Aufgabenstellung ein Verschlusselement zum Verschließen eines Überlaufrohrs eines Ablaufventils während einer Geruchsabsaugung zur Reduzierung von Fremdluft, welches ausgebildet ist zum Verschließen des Überlaufrohrs in Abhängigkeit von einer Wasserstandshöhe in einem das Ablaufventil aufnehmenden Spülkasten. Auch hier wird eine geringere Anfälligkeit gegen Verkalkung und die Reduzierung von Fremdluft dadurch erzielt, dass das Verschlusselement ein elastisches, selbstschließendes Verschlussventil umfasst, dass dieses ausgebildet ist zur Befestigung an einem unteren
Austrittsende des Überlaufrohrs, und dass das Verschlussventil so gestaltet ist, dass dieses erst bei einer definierten Wassersäule innerhalb des Überlaufrohrs öffnet.
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Damit muss die nur im Falle eines Notüberlaufs durch die anstehende Wassersäule erzeugte Gewichtskraft, welche von oben auf das Verschlussventil wirkt, größer sein als die durch den Betrieb der Geruchsabsaugung auf die untere Seite des Verschlussventils ausgeübte Saugkraft. Erst bei der Überwindung der elastischen Rückstellkräfte des Verschlussventils, das durch Auswahl geeigneter elastischer Mittel und/oder der Gestaltung der Materialstärke an die jeweilige Wassersäule des Überlaufrohrs anpassbar ist, öffnet das Verschlussventil für den Notüberlauf.
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Vorzugsweise ist das Verschlusselement kappenartig ausgebildet und umfasst neben dem Verschlussventil einen Befestigungsabschnitt zur Befestigung an der Austrittsöffnung des Überlaufrohrs. Dieser Befestigungsabschnitt ist an die Dimension der Austrittsöffnung des Überlaufrohrs angepasst und dabei vorzugsweise geringfügig kleiner ausgebildet als der Außendurchmesser des Überlaufrohrs, um bereits bei der Montage der beiden Bauteile einen unverlierbaren Presssitz zu realisieren.
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Bei einer bevorzugten Weiterentwicklung können zur genaueren Justierung und/oder zur Verwirklichung höherer Gewichtskräfte aufgrund der anliegenden Wassersäule an dem Verschlussventil, vorzugweise unterhalb der Ventilschenkel, im Bereich der durch die Ventilschenkel gebildeten Durchtrittsöffnung, also am freien Ende der Ventilschenkel, lappenartige Fortsätze ausgebildet sein, die in Schließstellung somit die Fläche der dichtend aneinander anliegenden vergrößern.
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Vorzugsweise ist das Verschlusselement durch Materialwahl und/oder durch Materialstärke so ausgebildet, dass dieses erst bei einer Wassersäule öffnet, welche im Wesentlichen der Länge des jeweilig eingesetzten Überlaufrohrs entspricht. Damit ist das Verschlusselement auf den jeweils vorliegenden Anwendungsfall anpassbar, auch für die jeweilig vorliegenden Anwendungsfälle einfach nachrüstbar. Die Befestigung kann auch hier mittels Kleben oder durch zusätzliche Befestigungsmittel erfolgen, wie einen Spreng- oder Klemmring, der, den Befestigungsabschnitt des Verschlusselements von außen umgreifend, das Verschlusselement an der Austrittsöffnung des Überlaufrohrs fixiert.
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Die Erfindung bietet damit erstmalig die Möglichkeit einer eindeutigen Unterscheidung zwischen dem Status der „Absaugung“ und dem Status des „Notüberlaufs“ und lässt sich damit eine definierte Einstellung des Ventils über Materialeigenschaften und/oder die Materialstärke realisieren. Da das Überlaufrohr durch die Erfindung an der Austrittsöffnung, also am unteren Ende und nicht am oberen Ende verschlossen ist, wird die Fremdluft um 20 bis 30 % reduziert. Damit braucht der Ventilator der Geruchsabsaugung eine geringere Leistung, kann kleiner ausgebildet werden und läuft damit auch leiser.
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Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung lassen sich dem nachfolgenden Teil der Beschreibung entnehmen, in dem ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung an Hand von drei Zeichnungen näher erläutert wird. Es zeigen:
- 1 ein seitliches Schnittbild des an einer Vorwand befestigten Ablaufventils in einem Spülkasten;
- 2 eine Frontansicht des Ablaufventils;
- 3 ein Längsschnitt entlang der Linie A - A gem. 2; und
- 4 ein Längsschnitt einer vergrößerten Darstellung des erfindungsgemäßen Verschlusselements.
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Gleiche oder gleich wirkende Teile sind mit entsprechenden Bezugszeichen versehen.
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Demnach ist das in seinem Aufbau allgemein bekannte Ablaufventil 2 hinter einer Vorwand 4 in einem schematisch dargestellten Spülkasten 6 angeordnet. Das untere Ende des Ablaufventils 2 sitzt in einem an dem Spülkasten 6 angeschlossenen Spülrohr 8, das mit der Rückseite eines nicht dargestellten WCs in bekannter Weise verbunden ist. Über ein in dem Spülrohr 8 vorgesehenes T-Stück 10 ist eine in ihrer Gesamtheit mit 12 gekennzeichnete Geruchsabsaugung mit einem integrierten Gebläse angeschlossen. Mit dieser Geruchsabsaugung 12 kann Luft aus dem angeschlossenen WC abgesaugt werden.
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Zur Vermeidung von Fremdluft ist an der unteren Austrittsöffnung 16 eines in das Ablaufventil 2 integrierten Überlaufrohrs 18 ein Verschlusselement 30 als Bestandteil des Verschlussventils integriert. Das Verschlussventil ist an seinem unteren Ende mit einem Schwimmer 20 versehen, der in einem in dem Spülkasten 6 montierten und stationären Ventilgehäuse 22 des Verschlussventils 2 in bekannter Weise höhenverstellbar geführt ist.
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Zur Durchführung einer Spülung werden die oberen Zugösen 24, 26 des Verschlussventils über nicht dargestellte Zugelemente in bekannter Weise angehoben, so dass der am unteren Ende des Verschlussventils 2 außenseitig befestigte Dichtring 28 von dem Dichtsitz abgehoben wird und das Spülwasser somit aus dem umgebenden Spülkasten 6 über das Spülrohr 8 in die WC-Schüssel strömt. Das vorliegende Ablaufventil 2 ist als Zwei-Mengenablaufventil ausgebildet und kann sowohl eine einstellbare Vollspülmenge von ca. 4 bis 9 Litern als und auch eine Teilspülmenge von nur ca. 3 Litern spülen, wobei für diese Teilspülung die Zugöse 26 anstatt der Zugöse 24 betätigt wird.
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Zur Vermeidung von Fremdluft bei der Geruchsabsaugung ist nun das erfindungsgemäße Verschlusselement 30 am unteren Ende des Überlaufrohrs 18, also um die Austrittsöffnung 16 herum, unverlierbar befestigt. Das Verschlusselement 30 umfasst an seinem in Einbaulage unteren Ende ein selbstschließendes Verschlussventil 32, welches vorliegend gebildet wird durch zwei dichtend und flächig aneinander anliegenden Ventilklappen 34, die in einem spitzen Winkel von ungefähr 30° aufeinander zu ragen und an einer Durchtrittsöffnung 36 dichtend gegeneinander anliegen. Am in Einbaulage oberen Bereich ist das Verschlusselement 30 mit einem im Wesentlichen zylindrischen Befestigungsabschnitt 38 ausgebildet, dessen Innendurchmesser geringfügig kleiner ausgebildet ist als der Außendurchmesser der Austrittsöffnung 16, um bereits beim Aufschieben des Befestigungsabschnitts 38 auf die Austrittsöffnung 16 eine erste Fixierung zu erzielen. Die endgültige Fixierung des Verschlusselements 30 an der Austrittsöffnung 16 des Überlaufrohrs 18 erfolgt über einen Sprengring 40, welcher in einen in Einbaulage nach außen ragenden Bund 42 des Befestigungsabschnitts 38 untergreift und in Einbaulage in einem einstückig an der Außenseite der Austrittsöffnung 16 angeformten Ringraum 44 sitzt.
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4 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Unterteils 46 eines zweiteiligen Überlaufrohrs 18 mit über der Austrittsöffnung 16 angeordneten Verschlusselements 30. Dieses Unterteil 46 wird an ein in 4 nicht dargestelltes Oberteil zur Bildung des gesamten Überlaufrohrs 18 angeschweißt. Durch diese Ausgestaltung ist das Verschlusselement 30 besonders einfach bei bestehenden Ablaufventilen nachrüstbar.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Ablaufventil
- 4
- Vorwand
- 6
- Spülkasten
- 8
- Spülrohr
- 10
- T-Stück
- 12
- Geruchsabsaugung
- 16
- Austrittsöffnung
- 18
- Überlaufrohr
- 20
- Schwimmer
- 22
- Ventilgehäuse
- 24
- Zugöse
- 26
- Zugöse
- 28
- Dichtring
- 30
- Verschlusselement
- 32
- Verschlussventil
- 34
- Ventilklappe
- 36
- Durchtrittsöffnung
- 38
- Befestigungsabschnitt
- 40
- Sprengring
- 42
- Bund
- 44
- Ringraum
- 46
- Unterteil
