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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Ventil des Membrantyps, ein Spülventil
und eine Ventilgliedeinrichtung der in den Oberbegriff der Ansprüche 1, 4 und
25 beschriebenen Art.
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Ein
Ventil dieser Art ist aus der
DE 2420175 A bekannt. Beim bekannten Ventil
ist der Filterring derart angeordnet, dass er mit seinen Nuten und
seinem Umfangskanal von der Membrane wegweist. Die obere Begrenzung
der Nuten wird durch einen Vorsprung des Gehäuses selbst gebildet, das aus
einem starren Material besteht, sodass der Vorsprung dimensionsmäßig exakt
an die Abmessungen des Filterrings angepasst werden muss, was größere Aufwendungen
bei der Herstellung erfordert.
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Die
DE 4418088 A1 ,
die
DE 4418089 A1 und die
US 5332192 A zeigen übereinstimmende
Konstruktionen im Hinblick auf den Filterring. Der aus diesen Druckschriften
bekannte Filterring enthält
keine Umfangsnut und ist an der radial innenliegenden Stelle der
Membrane, in der Nähe
des Zentrums, angeordnet, das heißt an derjenigen Stelle, wo
die Membrane ihre größte Auslenkung
erfährt.
Deshalb ist ein weiterer Dichtring notwendig, der den Eintritt in die
Nuten begrenzt.
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Die
DE 2255067 A beschreibt
ein Strömungsmittelventil
mit elektrischer Betätigung
und einer Membrane, in der ein Steuerloch ausgebildet ist. Ein Filtersieb
ist direkt am Einlass in das Ventil angeordnet, das heißt an einer
Stelle, wo durchaus noch kleinere Partikel durchgelassen werden
könnten.
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Membran-Spülventile
zur Verwendung in Toilettenvorrichtungen, wie Urinalen und WCs hatten
in konventioneller Weise einen Filter und eine Bypassöffnung gehabt,
um den Einlass des Spülventils
mit der Druckkammer oberhalb der Membrane zu verbinden. Der Zweck
des Filters und des Bypasses ist es, einen Wasserdurchgang begrenzter
Größe sicherzustellen,
um das Füllen
der Druckkammer zu erlauben und sicherzustellen, dass das Spülventil
durch die Bewegung der Membrane gegen ihren Ventilsitz geschlossen
wird. Es gibt eine Vielzahl Veröffentlichungen
zum Stand der Technik, die sich auf den Filter und die Membrane
bezie hen.
US 5332192
A ist ein Beispiel zum Stand der Technik, und ist auf den
Anmelder der vorliegenden Anmeldung, die Firma Sloan Valve Company
in Franklin Park, Illinois, USA, übertragen. Der vorerwähnte Stand
der Technik offenbart auch viele Formen von Membranfiltern und Bypassöffnungen.
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Der
Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Ventil des Membrantyps,
ein Spülventil und
eine Ventilgliedeinrichtung zu schaffen, die einfacher und kostengünstiger
herstellbar sind, ohne dass Einbußen in der Funktion zu befürchten wären.
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Die
Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 4 oder 25 gelöst.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird
die Membrane als Begrenzung der Umfangsnut eingesetzt, was, da die
Membrane von Natur aus aus einem eher flexiblen Material hergestellt
ist, wesentlich weniger Aufwendungen im Hinblick auf eine dimensionsmäßige Anpassung
erfordert, ohne dass die Strömungsverhältnisse
benachteiligt beeinflusst werden. Darüber hinaus trägt der Filterring
zur Stabilisierung der Membrane bei.
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Die
vorliegende Erfindung ist im besonderen auf eine Verbesserung in
diesem Bereich der Membrane gerichtet und ganz besonders auf eine
verbesserte Membrane selbst, bei der der Filter und die Bypassöffnung benachbart
zur Peripherie der Membrane platziert sind. Diese Anordnung führt zu einer
verbesserten Kommunikation durch den Filter, was sicherstellt, dass
das Spülventil
auf zuverlässige
Weise schließt
und den Wasserdurchfluss auf ein vorbestimmtes Volumen begrenzt,
sowie dies von staatlichen und öffentlichen
Regulierungen vorgeschrieben wird.
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Weiterhin
eliminiert die Verwendung der vorzuschlagenden Filter- und Bypassöffnungs-Ausbildung in der
Membrane die Notwendigkeit für
eingebettete Metall- oder Messing-Segmente, wie man sie üblicherweise
benachbart zur Peripherie der Membrane finden kann.
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Der
Membranfilter und die Bypassöffnung sind
an der Peripherie der Membrane angeordnet und werden geformt durch
einen Kunststoffring, der gegen die Unterseite der Membrane passt
und in zwei Ausführungsformen
der Erfindung mit einem Öffnungsglied
kooperiert, das ein Teil- oder Vollring sein kann und an der oberen
oder Druckkammer-Seite der Membrane angeordnet wird. Die Zusammenarbeit
zwischen diesen beiden Ringen und dem Gummimaterial der Membrane
erlauben zwischen dem Spülventileinlass
und der Druckkammer eine nicht zusetzbare Kommunikation über den
Filter und die Bypassöffnung
und stellen sicher, dass eine bestimmte Strömungsrate eingehalten wird,
mit der der Schließvorgang
des Spülventils
sehr zuverlässig
in der erforderlichen Zeit abgeschlossen wird.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Spülventile zur Verwendung bei
Urinalen und WCs und ganz besonders auf einen verbesserten Filter und
eine Bypassöffnung
für ein
Spülventil.
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Ein
Hauptzweck der Erfindung ist eine Membrane zur Verwendung in der
vorerwähnten
Weise, bei der der Filter- und die Bypassöffnung benachbart zur Peripherie
der Membrane angeordnet sind, und nicht nahe dem Zentrum oder der
Mitte der Membrane, wie es bei bekannten Vorrichtungen häufig der Fall
ist.
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Ein
weiterer Zweck der Erfindung ist eine Membrane der beschriebenen
Art, bei der der Filter durch einen Kunststoffring geformt wird,
der an der Unterseite der Membrane positioniert ist und eine Vielzahl
im allgemeinen gleichmäßig beabstandeter, eingeformter
Filternuten besitzt.
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Ein
weiterer Zweck der Erfindung ist eine Membrane der beschriebenen
Art, die nichtmetallische Ringe umfasst, die an einander gegenüberliegenden
Seiten der Membrane platziert sind und kooperieren, um sowohl einen
Bypass als auch einen Filter zu formen, über welche der Einlass des
Spülventils
mit der Druckkammer verbindbar ist.
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Ein
weiterer Zweck ist eine Spülventil-Membrane
für den
beschriebenen Verwendungszweck, bei der der Filter und die Bypassöffnung zuverlässig ein
gleichbleibendes und genau bemessenes Volumen des strömenden Wassers
zwischen dem Einlass des Spülventils
und der Druckkammer erzielen lassen.
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Ein
weiterer Zweck ist eine Spülventil-Membrane
der beschriebenen Art, bei der der Filterring sowohl als Filter
als auch Teil der Membran-Bypass-Öffnung fungiert.
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Ein
weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Membraneinrichtung
der beschriebenen Art, bei der das obere Öffnungsglied an der Membrane
entweder ein vollständiger
Ring oder ein bogenförmiges
Segment sein kann.
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Ein
weiterer Zweck ist eine Membraneinrichtung der beschriebenen Art,
welche verwendbar ist bei einem manuell betätigbaren Spülventil, bei einem magnetbetätigten Spülventil
und bei anderen Typen von Spülventilen,
die als Ventilmechanismus eine Membraneinrichtung enthalten.
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Weitere
Zwecke der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung,
den Zeichnungen und den Ansprüchen.
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Anhand
der Zeichnung werden Ausführungsformen
des Erfindungsgegenstandes erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines erfindungsgemäßen Spülventils;
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2 einen
vergrößerten Vertikalschnitt durch
die Membrane des Spülventils;
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3 einen
vergrößerten Teilschnitt
zur Verdeutlichung der Befestigung der Peripherie der Membrane am
Spülventil-Körper;
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4 einen
vergrößerten Schnitt, ähnlich 3,
zum Verdeutlichen der Öffnung
in der Membraneinrichtung;
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5 eine
vergrößerte Teildraufsicht
der Membrane;
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6 einen
Schnitt in der Ebene 6-6 von 5;
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7 einen
Schnitt in der Ebene 7-7 von 5;
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8 einen
Schnitt in der Ebene 8-8 von 5;
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9 eine
vergrößerte Teildruntersicht
zur Verdeutlichung der Membranbypass-Öffnungen;
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10 eine
vergrößerte Teildraufsicht
auf eine zweite Ausführungsform
der Membrane;
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11 einen
Schnitt in der Ebene 11-11 in 10;
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12 eine
Druntersicht der Membrane;
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13 einen
vergrößerten Schnitt
in der Ebene 13-13 von 12;
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14 einen
vergrößerten Schnitt
in der Ebene 14-14 von 13;
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15 eine
Draufsicht auf den Öffnungsring;
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16 einen
vergrößerten Schnitt
in der Ebene 16-16 von 15;
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17 einen
vergrößerten Schnitt
in der Ebene 17-17 von 15;
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18 eine
Teildruntersicht des Öffnungsringes;
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19 einen
vergrößerten Schnitt
in der Ebene 19-19 von 18;
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20 eine
Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform
eines Öffnungsgliedes,
das mit der Membrane von 10 kombiniert
ist;
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21 einen
vergrößerten Teilschnitt
zum Verdeutlichen der Kooperation zwischen dem Öffnungsglied und dem Filterring;
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22 einen
Schnitt in der Ebene 22-22 von 15;
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23 eine
Innenansicht einer Verriegelungslasche gemäß 22;
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24 einen
vergrößerten Schnitt
zum Verdeutlichen der Relativpositionen des Filterringes, des Öffnungsgliedes
und der Membrane bei einer Verriegelungslasche;
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25 eine
Innenansicht einer Verriegelungslasche und der Membrane;
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26 eine
vergrößerte Druntersicht
eines Bereiches des Öffnungsglieds;
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27 einen
Schnitt in der Ebene 27-27 von 26;
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28 eine
Teildraufsicht des Filterrings;
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29 einen
Schnitt in der Ebene 29-29 von 28;
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30 eine
vergrößerte Teildraufsicht
des Filterrings;
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31 eine
vergrößerte Teilseitenansicht von
der Innenseite des Filterrings;
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32 einen
vergrößerten Teil
eines Vertikalschnitts einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
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33 eine
vergrößerte Druntersicht
einer weiteren Ausführungsform
des Filterrings;
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34 einen
Schnitt in der Ebene 34-34 in 33;
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35 einen
Schnitt in der Ebene 35-35 in 33;
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36 einen
Schnitt in der Ebene 36-36 von 33;
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37 den
Filterring von 33, der an der Membrane befestigt
ist;
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38 eine
vergrößerte Druntersicht
auf eine weitere Ausführungsform
des Filterrings; und
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39 einen
Schnitt in der Ebene 39-39 in 38.
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Erfindungsgemäß werden
verschiedene Ausführungsformen
einer Membraneinrichtung für ein
Spülventil
beschrieben. Bei einer ersten Ausführungsform umfaßt die Membrane
das übliche
aus Gummi oder gummiähnlichem
Material bestehende Glied, an dessen Unterseite ein Filterring befestigt
ist, und zwar benachbart zur Peripherie der Membrane, um Filterdurchgänge zu schaffen.
Ferner ist ein Öffnungsglied
an der Oberseite der Membrane plaziert, um die durch die Membraneinrichtung
hindurchgehende Bypaßöffnung zu
komplettieren. Bei der ersten Ausführungsform ist das Öffnungsglied
ein Vollring. In einer zweiten Ausführungsform besteht der grundsätzliche
Unterschied darin, daß das Öffnungsglied anstelle
eines kompletten kreisförmigen
Elementes die Gestalt eines Bogenteilstückes mit einer bestimmten Ausdehnung
hat. Bei einer dritten Ausführungsform
der Erfindung fungiert der bodenseitige Filterring sowohl als das
Filterglied als auch als das Öffnungsglied.
Weitere Ausführungsformen
beziehen sich auf Modifikationen des Filterrings.
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Eine
in 1 illustrierte Spülventileinrichtung wird von
der Anmelderin, der Firma Sloan Valve Company in Franklin Park,
Illinois, USA hergestellt und unter den Warenzeichen ROYAL vertrieben.
Das Spülventil
umfaßt
einen Körper 10 mit
einem Einlaß 12 und
einem Auslaß 14.
Eine Membraneinrichtung 16 enthält eine Membrane 18,
die am Körper 10 mittels
einer inneren Abdeckung 20 peripher gehalten wird. Die
Membrane ist aufgesetzt auf eine Schulter 22 am oberen
Ende des Körpers 10 und
wird in dieser Position durch die innere Abdeckung 20 festgeklemmt.
Eine äußere Abdeckung 24 ist
auf den Körper 10 aufgeschraubt,
um die innere Abdeckung in ihrer Position zu halten.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich spezifisch auf Membraneinrichtungen
und ist anwendbar bei Spülventilen
der Marke ROYAL und bei magnetbetätigten Spülventilen, bei spielsweise Spülventile der
Marke OPTIMA, ebenfalls von der Firma Sloan Valve Company vertrieben.
Die erfindungsgemäße Membraneinrichtung
ist jedoch auch bei anderen Typen von Spülventilen verwendbar, die als
einen Ventilmechanismus eine Membraneinrichtung der gezeigten Art
brauchen können.
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Die
Membraneinrichtung 16 von 1 kann auf
einem Ventilsitz 26 eine Schließstellung herbeiführen, der
am oberen Ende eines Rohrstutzens 28 geformt ist. Der Rohrstutzen 28 formt
auch den Leitungsabschnitt, der den Ventilsitz mit dem Auslass 14 verbindet.
Die Membraneinrichtung 16 umfasst ein Ablassventil 30,
das einen sich nach unten erstreckenden Schaft 32 besitzt,
welcher eine bewegliche Hülse 34 trägt. Die
Hülse 34 ist
für einen
Kontakt mit einem Plunger 36 positioniert, sobald dieser
nach Betätigung
eines Handgriffes 38 bewegt wird, wie dies bei der Operation
der hier beschriebenen Spülventile konventionell
ist.
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Zusätzlich zur
Membrane 18 und zum Ablassventil 30 enthält die Membraneinrichtung 16 eine Haltescheibe 40,
einen Wiederbefüllungsring 42 und einen
Strömungssteuerring 44.
Die Unterseite der Haltescheibe 40 ist an einem Kragen 46 festgeschraubt,
der seinerseits außenseitig
mit einer Hülse 48 verschraubt
ist, die den Wiederbefüllungsring 42 trägt. Die
vorbeschriebene Gruppierung von Elementen hält die Membrane 18 fest
zwischen der oberen Fläche
des Wiederbefüllungsringes
und einer nach unten weisenden Oberfläche des Kragens 46.
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Wird
auf bekannte Weise der Handgriff 38 betätigt, dann kontaktiert der
Plunger 36 die Hülse 34,
so dass das Ablassventil 30 von seinem Sitz auf der Haltescheibe 40 abgehoben
wird. Dies gestattet das Ablassen von Wasser aus der Druckkammer 50 nach
unten durch die Hülse 48.
Der Einlassdruck bewirkt dann, dass sich die Membrane nach oben
und von ihrem Ventilsitz 26 wegbewegt, wodurch eine direkte
Verbindung zwischen dem Einlass 12 und dem Auslaß 14 durch
den Raum zwischen der Unterseite der Membraneinrichtung und dem
Ventilsitz 26 freigegeben wird. Sobald dieser Ablauf stattgefunden hat,
beginnt sich die Druckkammer 50 erneut zu füllen, und
zwar, wie zu beschreiben ist, über
den Filter und die Bypassöffnung
in der Membrane. Wenn sich die Strömung in der Druckkammer 50 dann
fortsetzt, dann wird sich die Membraneinrichtung wieder in Richtung
auf ihren Ventilsitz hinbewegen, bis sie schließlich eine Position erreicht,
in der das Spülventil
geschlossen ist. Es ist wichtig, dass die Zeitdauer, während welcher
das Spülventil
offen bleibt, innerhalb enger Grenzen gesteuert wird, so dass auch
das Wasservolumen, das bei einer einzigen Spülope ration durch das Spülventil
hindurchgeht, ganz eng innerhalb der engen Toleranzen gehalten werden kann,
wie sie von unterschiedlichen staatlichen oder öffentlichen Institutionen gegenwärtig vorgeschrieben
werden.
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2 zeigt
die Membrane 18 und ihre Komponententeile, die eine erste
Ausführungsform
der Erfindung bilden. Bei allen Ausführungsformen kann die Membrane
dieselbe oder nahezu dieselbe sein. Es sind hauptsächlich die
Ringe, die der Membrane zugeordnet werden, die von einer Ausführungsform zur
anderen variieren. In 2, die sich auf die Peripherie
der Membrane konzentriert, ist deutlich zu sehen, dass die außenliegende
Peripherie obere und untere, aufeinander ausgerichtete oder zueinander weisende
Nuten 52 und 54 hat, die jeweils ein Paar oberer
und unterer, gegenüberliegender
Dichtbereiche mit beabstandeten Dichtflächen definieren, und zwar tatsächlich vier
und abhängige
Dichtungen zwischen der Membrane und der Schulter des Körpers des
Spülventils
und der Dichtoberfläche
der Innenabdeckung 20.
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Die
Membrane von 2 umfasst einen Filterring 56,
der an der Unterseite der aus Gummi bestehenden Membrane 18 befestigt
ist, und ein an der oberen Fläche
befestigtes Bypass-Öffnungsglied 58. Wie
besonders die 3 und 4 hervorheben, besitzt
der untere Filterring 56 einen nach außen gerichteten Vorsprung 60,
der in eine Verriegelungsnut 62 im unteren Bereich der
Membrane 18 passt, um auf diese Weise den Filterring an
der Membrane zu befestigen. in ähnlicher
Weise besitzt das Öffnungsglied 58 einen
nach außen
gerichteten Vorsprung 64, der in eine Umfangsnut 66 des
oberen Bereiches der Membrane 18 passt, um auf diese Weise
das Öffnungsglied 58 mit
der Membrane 18 zu verriegeln. Um weiterhin das Öffnungsglied 58 an
der Membrane zu sichern, besitzt die Membrane eine Vielzahl, und zwar
in diesem Fall drei, nach unten gerichtete, hohle Vorsprünge 61,
die besser in den 12, 13, 14, 24 und 25 gezeigt
sind. Jeder der hohlen Vorsprünge 61 wird
eine Verriegelungslasche 63 aufnehmen, die sich von dem Öffnungsglied
nach unten in den hohlen Innenraum 65 jedes Vorsprungs 61 erstreckt.
Jeder der Verriegelungslaschen 63 des Öffnungsgliedes besitzt sich
nach außen
erstreckende Bärte 67,
die sich selbst in das Gummimaterial der Membrane eingraben, wie
im besonderen in 25 gezeigt ist, um auf diese
Weise das Öffnungsglied fest
an der Membrane zu befestigen. Diese Befestigung zwischen dem Öffnungsglied
und der Membrane beeinflusst auch die Befestigung des Filterringes an
der Membrane, wie dies besonders in 24 gezeigt
ist. Der Gummi der Membrane wird nämlich zwischen einem nach einwärts ragenden
Wulst 69 am Filterring und den Bärten 67 der Verriegelungslasche 63 zusammengequetscht.
Weiterhin besitzt jeder der Vorsprünge 61 einen sich
nach außen
erstreckenden Wulst 73, der ein Wegnehmen des Filterrings
nach unten verhindert. Diese Verhältnisse sind im besonderen
in 24 gezeigt. Auf diese Weise sind die beiden Ringe
an der Membrane durch einen Verriegelungsmechanismus festgelegt,
der ihrer Abnahme widersteht. Beide der mit der Gummimembrane kooperierenden
Elemente, welche Elemente aus einem zweckmäßigen Kunststoff geformt sein
können,
lassen sich beim Zusammenbau der Membraneinheit durch Einschnappen
an der Gummimembrane platzieren.
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Gemäß 2 ist
der Filterring 56 unmittelbar benachbart zur äußeren Peripherie
der Membrane angeordnet, und tatsächlich gerade innerhalb der
Abdichtzonen zwischen der Membrane und dem Spülventil-Körper. Der Filterring 56 umfasst
eine axiale Verlängerung 68 und
einen nach oben weisenden, eine Umfangsnut 70 enthaltenden
Umfangskanal, der beabstandete Rippen 71 enthält, die
den Strömungspfad
unterbrechen, so dass sich Feststoffpartikel, die durch Nuten 72 hindurchgegangen
sind, absetzen können.
Die obere Innenoberfläche
des Filterringes 56 weist eine Vielzahl gleichförmig beabstandeter
Nuten 72 einer passenden Größe auf. Diese Nuten 72,
die in den 28 bis 31 besonders deutlich
hervorgehoben sind, weisen zum Inneren der Membrane und stellen
die Mittel zum Filtern des Wassers dar, welches entlang oder durch
die Membrane zur Druckkammer strömt.
Es ist wichtig, dass die Größe der Nuten 72 kleiner
als die Bypassöffnung im
Bypassglied ist, damit die Nuten ihre Filterfunktion zuverlässig auszuführen vermögen. Bei
einem spezifischen Beispiel eines solchen Filterrings können 180 Nuten
vorgesehen sein, obwohl die Erfindung darauf nicht beschränkt sein
sollte. Eine axiale Verlängerung 68 ist
wichtig für
den Filterring, da sie hilft, die Einrichtung in den Spülventil-Körper 10 einzuführen und
auch eine Versteifungs-Stütze
für den
Filterring darstellt, mit der die im Betrieb auf den Ring ausgeübte axiale
Belastung aufgenommen wird.
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Die
Membrane 18 weist in den Detaildarstellungen der 5 bis 14 eine
zentrale Öffnung 76 auf,
sowie dies konventionell ist, und die vorerwähnten Umfangsdichtungen. Die
untere Oberfläche der
Membrane ist benachbart zu deren Peripherie mit einer in Umfangsrichtung
verlaufenden Umfangsnut 78 versehen, die auf die Umfangsnut 70 im
Filterring gemäß 4 ausgerichtet
ist. Durch die Nuten 72 strömendes Wasser strömt dann
durch den Durchgang, welcher durch die aufeinander ausgerichteten und
zueinander weisenden Umfangs nuten 70 und 78 an
der Unterseite der Membrane geformt wird. Die obere Fläche der
Membrane kann eine Vielzahl nach oben stehender Rippen oder Warzen 80 tragen.
Die Rippen 80 gestatten es dem Wasser, das aus der zu beschreibenden
Bypassöffnung
kommt, die gesamte obere Druckkammer 50 zu erreichen, während die Rippen 80 nach
Abheben der Membrane von ihrem Sitz die Unterseite 82 (3)
der inneren Abdeckung 20 kontaktieren, so dass die Zwischenräume zwischen
den Rippen einen Wasserweg auch dann freihalten, wenn sich die Membrane
in der oberen, abgehobenen Position befindet. Der Bypassdurchgang
in der Membrane wird speziell in dem Schnitt von 7 gezeigt.
Es gibt zwei Öffnungen 84 und 86 mit
einem dazwischenliegenden Abstandselement 87. Die beiden Öffnungen 84 und 86 sind
oben über
eine Nut 88 miteinander verbunden, und sind unten verbunden über eine
als Umfangsnut 78 ausgebildete, nach unten weisende Vertiefung,
welche beide Öffnungen
mit dem Gesamtumfang der Membrane verbindet. Es ist hervorzuheben,
dass das Abstandselement 87 nicht die volle Höhe der Oberseite
der Membrane erreicht. Dieser zurückgesetzte Bereich zwingt das
Wasser umzukehren, sobald es zur Durchgangs- oder Drosselöffnung im
oberen, noch zu beschreibenden Ring strömt. Diese Umkehr reduziert
die Wassergeschwindigkeit durch die Schlitze. Weiterhin formen die
beabstandeten Öffnungen
in der Membrane wirksam einen Sekundärfilter. Sie werden auch benutzt,
um den Öffnungsring
und die Membrane während
der Montage aufeinander auszurichten.
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5 zeigt
eine Membrane, die mit einem Öffnungsglied
verwendet werden kann, das sich in Umfangsrichtung über 360° erstreckt. 10 zeigt einen
Bereich der Membrane 18, die ausgebildet ist zu einer Verwendung
mit einem Öffnungsglied,
das im Bogenmaß kleiner
ist und beispielsweise in 20 gezeigt
wird. Es gibt eine umfängliche
Vertiefung 92, in der Membrane 18 von 5,
welche Vertiefung 92 sich entlang des 360°-Umfangs
der Membrane erstreckt. Eine gleichartige Vertiefung 94 in 10 besitzt
Endwände 96,
welche ihre Ausdehnung im Bogenmaß begrenzen. Das Öffnungsglied von 20 passt
nur in die Vertiefung 94. Aus diesem Grund ist der verbleibende
Umfangsbereich der oberen Fläche
der Membrane durch Gummi ausgefüllt,
sowie dies bei 95 in 11 gezeigt
ist, und zwar beim Formprozess der Membrane.
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Das Öffnungsglied 58,
und zwar als Vollring oder in seiner Bogensegmentform, wird in den 15 bis 27 detailliert
gezeigt. Das Öffnungsglied
umfasst einen ringförmigen
Körper 100,
der für 15 vollständig kreisförmig ist,
wohingegen er für die
Ausführungsform
der 20 und mit dem Bezugszeichen 102 nur
ein begrenztes Ausmaß eines Bogens
einnimmt. Der Abschnitt des Öffnungsgliedes
oder Öffnungsringes,
der mit der Bypasspassage in der Membrane zusammenarbeitet, ist
von besonderer Bedeutung. Wie im Schnitt von 27 deutlich hervorgehoben
ist, besitzt das Öffnungsglied
ein Paar sich nach unten erstreckender Vorsprünge 104, welche sich
in die Drosselöffnungen
der Membrane erstrecken (21). Jeder
der Vorsprünge 104 besitzt
eine Vielzahl sich axial erstreckender Rinnen 106 (26),
welche zwischen dem Körper
der Vorsprünge
und den Wänden
der Öffnungen 84 und 86 in
der Membrane Wasserdurchgänge
formen. Durch diese Durchgänge
strömt
das die Membrane durchsetzende Wasser hindurch. Eine Wirkung dieser
Rinnen besteht darin, einen Sekundärfilter in Reihe mit dem Primärfilter
im Filterring zu bilden. Das Wasser wird durch die beschriebenen
Rinnen 106 strömen, um
die Unterseite des Öffnungsgliedes
an einer Stelle etwa in der Mitte zwischen den Vorsprüngen 104 und
in Ausrichtung mit einer Bypass-Drosselöffnung 108 zu erreichen.
Dies ist in den 16, 18, 20, 26 und 27 gezeigt.
Die Drosselöffnung 108 ist
trichterförmig,
wobei ihr kleindurchmessriges Ende 110 stromauf liegt,
während
das großdurchmessrige
Ende in eine deutliche Aufweitung 112 in 27 übergeführt ist.
Die größer werdende
Querschnittsfläche
der Drosselöffnung
reduziert die Wassergeschwindigkeit, woraus eine Verringerung von
Druckverlusten resultiert. Die Drosselöffnung ist trichterförmig, damit
ein in die Drosselöffnung
eindringender Partikel sicher durchgeht, weil sich die Querschnittsfläche der
Drosselöffnung
progressiv in Strömungsrichtung
vergrößert. Sobald
das Wasser die Drosselöffnung 108 passiert
hat und die obere Fläche
des Öffnungsgliedes 58 erreicht,
wird bei jeder der beiden Öffnungsring-Ausführungsformen
das Wasser in zwei einander entgegengesetzt gerichtete, sich in
Umfangsrichtung erstreckende Kanäle 113 und 114 gelangen,
die in der oberen Fläche des Öffnungsgliedes
geformt sind. Diese Kanäle öffnen sich
in sich radial erstreckende Kanäle 116, 118, 120 und 122.
Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die Drosselöffnung 108 durchsetzendes
Wasser alternative Entlastungswege zur Verfügung hat, um den Druckverlust
auf einem Minimum zu halten und ein promptes Wiederbefüllen der
Druckkammer zu gewährleisten.
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Das Öffnungsglied 58 weist
in beiden Ausführungsformen
der Öffnungsringe 100, 102 an
seiner unteren Fläche
einen Dichtwulst 115 auf, der mit der elastomeren Membrane
kooperiert, um sicherzustellen, dass das Wasser die Druckkammer
nur durch die Bypassdrosselöffnung
erreichen kann. Die Öffnungsringe 100 bzw. 102 weisen
auch ein Paar sich nach einwärts
radial erstreckender Lagesicherungslaschen 124 auf, die
verwendet werden kön nen
bei der Montage der Membraneinrichtung, um den Öffnungsring in der Vollringform
oder als Segment über den Öffnungen 84 und 86 in
der Membrane 18 zu positionieren. Die Laschen sind in gleichen
Abständen von
der Drosselöffnung 108 angeordnet
und ermöglichen
eine einfache Montage der beschriebenen Komponenten.
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Bei
den ersten beiden beschriebenen Ausführungsformen liegt ein prinzipieller
Unterschied darin, dass sich der Öffnungsring entweder über 360° im Umfang
erstreckt oder eine begrenzte bogenförmige Ausdehnung hat. Die Zusammenarbeit
zwischen dem Öffnungsglied
und der Membrane und die jeweiligen Ausbildungen benachbart zu den
Bypassdrosselöffnungen
in der Membrane sind jedoch gleich. Bei einer dritten Ausführungsform,
speziell in 32 gezeigt, fungiert der unterseitige
Filterring 56 auch als das Öffnungsglied. Das heißt, dass
derjenige Bereich des Filterrings, der sich benachbart zu den Bypassöffnungen
befindet, dieselbe Ausbildung haben wird, wie in den 26 und 27.
Deshalb ist in 32 der Filterring so ausgebildet,
dass er ein Paar sich nach oben erstreckender Vorsprünge 130 haben
kann, mit sich axial erstreckenden Nuten, Rinnen oder Vertiefungen 132,
die die Wasserwege durch die Membran-Bypassöffnungen begrenzen. Die Funktion
dieser Elemente wird dieselbe sein wie beschrieben, mit dem Unterschied,
dass hier der Filterring gleichzeitig zwei Funktionen hat. Der gleiche einzige
Ring könnte
dieselben beiden Funktionen auch von der Oberseite der Membrane
her ausüben.
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Zwei
weitere Ausführungsformen
eines Filterringes, der auch als das Öffnungsglied fungiert, sind
in den 33 bis 39 gezeigt.
In den Ausführungen
der 33 bis 37 besitzt
ein Filterring 140 einen nach oben weisenden Vorsprung 142,
der sich in eine Öffnung 144 in
der Membrane hineinerstrecken wird, wie in 37 gezeigt.
Der Vorsprung 142 hat an einer Seite eine Nut 146,
die mit einer Vertiefung 148 in Verbindung steht, die in
der oberen Fläche
des Ringes 140 geformt ist. Die Vertiefung 148 ist an
ihren beiden Seiten mittels eines Paares von Durchgängen 150 mit
der Umfangsnut 70 in der oberen Fläche des Filterringes verbunden.
Durch die Filternuten 72 die Umfangsnut 70 erreichendes
Wasser geht dann durch die Durchgänge 150 in die Vertiefung 148,
nach oben durch die Nut 146 und schließlich in die Druckkammer oberhalb
der Membrane. Das heißt,
dass die Größe der Nut 146 die
Bypassdrosselfunktion bewirkt. Die Durchgänge 150 können eine
sekundäre
Filteroperation ausführen,
und zwar im Zusammenspiel mit dem Primärfilter, der gebildet wird
durch die Nuten 72 im Filterring 140.
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In
der Ausführungsform
der 38 und 39 hat
der Filterring ebenfalls eine Bypassfunktion. Das heißt, dass
es einen Vorsprung 152 gibt, der sich von der oberen Fläche des
Filterrings 140 nach oben und in eine Öffnung in der Membrane hineinerstreckt,
welche Öffnung ähnlich der Öffnung 144 von 37 ist.
Der Vorsprung 152 hat eine Innenbohrung 156 mit
sich stufenweise veränderndem
Durchmesser. Der untere Abschnitt der Bohrung ist mit einem Durchgang 158 verbunden,
der seinerseits mit der Umfangsnut 70 in der oberen Fläche des
Filterringes verbunden ist. Durch die Filternuten 72 die
Umfangsnut 70 erreichendes Wasser wird in den Durchgang 158 einströmen und
dann nach oben weiterfließen durch
die Bohrung 156 mit dem sich in mehreren Stufen verändernden
Durchmesser. Es ist als bedeutsam hervorzuheben, dass in der Bohrung 156 ein
Bereich 160 mit deutlich verringertem Durchmesser vorliegt,
welcher Bereich als Bypassdrossel fungiert. Der Primärfilter
ist erneut durch die Nut 72 gebildet. Der Durchgang 158 und
der untere Abschnitt der Bohrung 156 können auch eine Filterfunktion
ausüben, wobei
die Bypassdrosselgröße bestimmt
ist durch die Größe des Bereiches 160 der
Bohrung 156.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine erheblich verbesserte Membraneinrichtung
mit einem Filter und einem Bypass für die Membrane, die an der
oder benachbart zu der Peripherie der Membrane angeordnet sind.
Dies ist der bevorzugte Ort für
diese Maßnahmen,
da auf diese Weise ein Filter mit erheblich vergrößerten Umfangsabmessungen
geschaffen wird und eine größere Anzahl
von Filternuten anbringbar ist, was die Sicherheit erhöht, dass
es stets Filterpassagen für
das Wasser geben wird, auch dann, wenn einige der Nuten mit Sediment
oder anderen Partikeln aus dem Trinkwasser verlegt sein sollten.
Der Filter wird geformt durch einen Ring mit einer Vielzahl von
Nuten, deren jede kleiner bemessen ist als die Öffnung der Bypassdrossel. In
der Bypassdrossel wird durch die Verwendung gerillter Vorsprünge ein
Sekundärfilter
geformt, der sich entweder am Öffnungsglied
oder am Filterring befindet, wie dies bei der dritten Ausführungsform
gezeigt ist. Die beiden Kunststoffringe lassen sich leicht in die
Membrane einschnappen und bilden, sobald sie ordnungsgemäß festgelegt
sind, die vorerwähnten
Wasserströmungsdurchgänge, die
eine einwandfreie oder klare Wasserströmung vom Spülventil-Einlass durch den Primärfilter,
den Sekundärfilter
und die Bypassdrosseln zur Spülventil-Druckkammer
sicherstellen. Die Einrichtung ermöglicht einen gesteuerten Wasserstrom
zur Druckkammer, wodurch ein zuverlässiger Abschluss des Spülventils
nach einer Betätigung
gewährleistet
wird.
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Obwohl
nur bevorzugte Ausführungsformen der
Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, erstreckt sich die Erfindung
auf viele Modifikationen, Austausche und Abänderungen des gezeigten Konzepts
genauso.