DE19849742B4

DE19849742B4 - Ventil des Membrantyps

Info

Publication number: DE19849742B4
Application number: DE1998149742
Authority: DE
Inventors: John R. Naperville Wilson
Original assignee: Sloan Valve Co
Current assignee: Sloan Valve Co
Priority date: 1997-11-04
Filing date: 1998-10-28
Publication date: 2009-08-27
Anticipated expiration: 2018-10-29
Also published as: CN1220333A; JPH11247256A; US5967182A; ITRM980688A1; JP3462095B2; CN1143927C; DE19849742A1; IT1302399B1; FR2770607B1; FR2770607A1; ES2169617B1; MXPA98009151A; CA2250356C; CA2250356A1; ES2169617A1; TW364030B

Abstract

Ventil des Membrantyps, mit einem Körper, der einen Einlass und einen Auslass aufweist, ferner einem zwischen dem Einlass und dem Auslass angeordneten Ventilsitz, gegen den ein Ventilglied in eine Schließposition bringbar ist, um eine Strömung zwischen dem Einlass und dem Auslass zu unterbrechen, wobei das Ventilglied eine Membrane umfasst, die umfänglich am Körper befestigt ist, und wobei an einer Seite der Membrane zum Halten des Ventilglieds am Ventilsitz eine Druckkammer vorgesehen ist, wobei ein Filter und eine Bypass-Drosselöffnung, die den Einlass mit der Druckkammer verbinden vorgesehen sind, wobei der Filter einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Filterring umfasst, der an der Membrane befestigt und benachbart zu ihrer Peripherie angeordnet ist, wobei der Filterring eine Vielzahl in Umfangsrichtung beabstandeter Filternuten, die mit dem Einlass in Verbindung stehen, und einen Umfangskanal zum Verbinden der Nuten aufweist, und wobei die Bypass-Drosselöffnung mit dem Umfangskanal und der Vielzahl der Nuten in Verbindung steht, dadurch...

Description

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.
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.
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.
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.
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.
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.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 4 oder 25 gelöst.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Weitere Zwecke der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen.
Anhand der Zeichnung werden Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes erläutert.
Es zeigen:
1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines erfindungsgemäßen Spülventils;
2 einen vergrößerten Vertikalschnitt durch die Membrane des Spülventils;
3 einen vergrößerten Teilschnitt zur Verdeutlichung der Befestigung der Peripherie der Membrane am Spülventil-Körper;
4 einen vergrößerten Schnitt, ähnlich 3, zum Verdeutlichen der Öffnung in der Membraneinrichtung;
5 eine vergrößerte Teildraufsicht der Membrane;
6 einen Schnitt in der Ebene 6-6 von 5;
7 einen Schnitt in der Ebene 7-7 von 5;
8 einen Schnitt in der Ebene 8-8 von 5;
9 eine vergrößerte Teildruntersicht zur Verdeutlichung der Membranbypass-Öffnungen;
10 eine vergrößerte Teildraufsicht auf eine zweite Ausführungsform der Membrane;
11 einen Schnitt in der Ebene 11-11 in 10;
12 eine Druntersicht der Membrane;
13 einen vergrößerten Schnitt in der Ebene 13-13 von 12;
14 einen vergrößerten Schnitt in der Ebene 14-14 von 13;
15 eine Draufsicht auf den Öffnungsring;
16 einen vergrößerten Schnitt in der Ebene 16-16 von 15;
17 einen vergrößerten Schnitt in der Ebene 17-17 von 15;
18 eine Teildruntersicht des Öffnungsringes;
19 einen vergrößerten Schnitt in der Ebene 19-19 von 18;
20 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform eines Öffnungsgliedes, das mit der Membrane von 10 kombiniert ist;
21 einen vergrößerten Teilschnitt zum Verdeutlichen der Kooperation zwischen dem Öffnungsglied und dem Filterring;
22 einen Schnitt in der Ebene 22-22 von 15;
23 eine Innenansicht einer Verriegelungslasche gemäß 22;
24 einen vergrößerten Schnitt zum Verdeutlichen der Relativpositionen des Filterringes, des Öffnungsgliedes und der Membrane bei einer Verriegelungslasche;
25 eine Innenansicht einer Verriegelungslasche und der Membrane;
26 eine vergrößerte Druntersicht eines Bereiches des Öffnungsglieds;
27 einen Schnitt in der Ebene 27-27 von 26;
28 eine Teildraufsicht des Filterrings;
29 einen Schnitt in der Ebene 29-29 von 28;
30 eine vergrößerte Teildraufsicht des Filterrings;
31 eine vergrößerte Teilseitenansicht von der Innenseite des Filterrings;
32 einen vergrößerten Teil eines Vertikalschnitts einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
33 eine vergrößerte Druntersicht einer weiteren Ausführungsform des Filterrings;
34 einen Schnitt in der Ebene 34-34 in 33;
35 einen Schnitt in der Ebene 35-35 in 33;
36 einen Schnitt in der Ebene 36-36 von 33;
37 den Filterring von 33, der an der Membrane befestigt ist;
38 eine vergrößerte Druntersicht auf eine weitere Ausführungsform des Filterrings; und
39 einen Schnitt in der Ebene 39-39 in 38.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Obwohl nur bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, erstreckt sich die Erfindung auf viele Modifikationen, Austausche und Abänderungen des gezeigten Konzepts genauso.

Claims

Ventil des Membrantyps, mit einem Körper, der einen Einlass und einen Auslass aufweist, ferner einem zwischen dem Einlass und dem Auslass angeordneten Ventilsitz, gegen den ein Ventilglied in eine Schließposition bringbar ist, um eine Strömung zwischen dem Einlass und dem Auslass zu unterbrechen, wobei das Ventilglied eine Membrane umfasst, die umfänglich am Körper befestigt ist, und wobei an einer Seite der Membrane zum Halten des Ventilglieds am Ventilsitz eine Druckkammer vorgesehen ist, wobei ein Filter und eine Bypass-Drosselöffnung, die den Einlass mit der Druckkammer verbinden vorgesehen sind, wobei der Filter einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Filterring umfasst, der an der Membrane befestigt und benachbart zu ihrer Peripherie angeordnet ist, wobei der Filterring eine Vielzahl in Umfangsrichtung beabstandeter Filternuten, die mit dem Einlass in Verbindung stehen, und einen Umfangskanal zum Verbinden der Nuten aufweist, und wobei die Bypass-Drosselöffnung mit dem Umfangskanal und der Vielzahl der Nuten in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangskanal in dem Filterring (56, 140) eine Umfangsnut (70) aufweist, die zur Membrane (18) gerichtet ist, dass auch in der Membrane (18) eine Umfangsnut (78) vorgesehen ist, die zum Filterring (56, 140) weist, und dass die Umfangsnuten (70, 78) im wesentlichen aufeinander ausgerichtet sind.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterring (140) an der der Druckkammer (50) abgewandten Seite der Membrane (18) befestigt ist, und dass die Bypass-Drosselöffnung (132, 146, 160) in dem Filterring (140) angeordnet ist.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterring (56) an der der Druckkammer (50) abgewandten Seite der Membrane (18) befestigt ist, und dass ein Öffnungsglied (58) vorgesehen ist, das die Bypass-Drosselöffnung (108) aufweist und an der Druckkammerseite der Membrane (18) befestigt ist.
Spülventil des Membrantyps zur Verwendung mit Toiletteneinrichtungen, wie Urinalen und WC's, gekennzeichnet durch ein Ventil des Membrantyp nach einem der Ansprüche 1 bis 3.
Spülventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Filternut (72) kleiner ist als die Bypass-Drosselöffnung (108).
Spülventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (18) beabstandete Öffnungen (84, 86, 144) aufweist, die durch die an der Unterseite der Membrane (18) angeordnete Umfangsnut (78) verbunden sind.
Spülventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Druckkammerseite der Membrane (18) ein Öffnungsglied (58) befestigt ist.
Spülventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnungsglied (58) Vorsprünge (104) hat, deren jeder sich in eine Membranöffnung (84, 86) hineinerstreckt.
Spülventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Bypass-Drosselöffnung (108) in dem Öffnungsglied (58) befindet und mit den Membranöffnungen (84, 86) in Verbindung steht.
Spülventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Vorsprünge (104) des Öffnungsgliedes (58) wenigstens eine Rinne oder eine Vertiefung (106) besitzt, die zwischen den Membranöffnungen (84, 86) und der Bypass-Drosselöffnung (108) Wasserdurchgänge formt.
Spülventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinnen oder Vertiefungen (106) der Vorsprünge (104) des Öffnungsgliedes (58) Wasserdurchgänge formen, die als ein Filter stromauf der Bypass-Drosselöffnung (108) fungieren.
Spülventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnungsglied (58) eine Vielzahl von Nuten (112, 113, 114, 116, 118, 120, 122) auf der Druckkammerseite des Öffnungsgliedes (58) aufweist, die die Bypass-Drosselöffnung (108) mit der Druckkammer (50) verbinden.
Spülventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Nuten (112, 113, 114, 116, 118, 120, 122) sowohl radial als auch in Umfangsrichtung des Öffnungsgliedes (58) erstrecken.
Spülventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Öffnungsglied (58) ein Dichtwulst (115) vorgesehen ist, der mit der Membrane (18) in Dichtkontakt bringbar ist und die Vorsprünge (104) umgibt.
Spülventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypass-Drosselöffnung (108) trichterförmig ausgebildet ist, wobei ihr kleindurchmessrigeres Ende (110) sich am stromaufliegenden Ende der Bypass-Drosselöffnung (108) befindet.
Spülventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnungsglied (58) eine Vielzahl von sich radial nach innen erstreckenden Lagesicherungs-Laschen (124) aufweist.
Spülventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnungsglied (58) ein Ring (100) ist.
Spülventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnungsglied (58) ein bogenförmiges Ringsegment (102) ist, das sich von den Membranöffnungen (84, 86) weg über einen begrenzten Bereich erstreckt.
Spülventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterring (140) Vorsprünge (130, 142, 152) besitzt, deren jeder sich in eine der Membranöffnungen (144) hineinerstreckt.
Spülventil nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Vorsprünge (130, 142, 152) des Filterringes (140) wenigstens eine Rinne oder Vertiefung (132, 146, 156) besitzt, die zwischen den Filterringvorsprüngen (130, 142, 152) und den Membranöffnungen (144) Wasserdurchgänge begrenzen.
Spülventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypass-Drosselöffnung (146, 160) im Filterring (140) vorgesehen ist.
Spülventil nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterring (140) einen Vorsprung (130, 142, 152) aufweist, der sich in eine Membranöffnung (144) hineinerstreckt, wobei die Bypass-Drosselöffnung (146, 160) dem Vorsprung (130, 142, 152) zugeordnet oder in diesen eingegliedert ist.
Spülventil nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypass-Drosselöffnung (160) durch eine Bohrung (156) in dem Vorsprung (152) des Filterrings (140) gebildet ist.
Spülventil nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypass-Drosselöffnung (146) durch eine äußere Rinne oder Vertiefung (146) an dem Vorsprung (142) gebildet ist.
Ventilgliedeinrichtung zur Verwendung in einem Toiletten-Vorrichtungs-Spülventil für eine Abschließfunktion auf einem Sitz des Spülventils, mit einer Membrane, einem Filter und wenigstens einer Bypassdrosselöffnung in der Ventilgliedeinrichtung zum Verbinden des Einlasses eines Spülventils mit einer Druckkammer in dem Spülventil, wobei der Filter einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Filterring aufweist, der an einer Seite der Membrane befestigt und benachbart zur Peripherie der Membrane positioniert ist, wobei der Filterring eine Vielzahl in Umfangsrichtung beabstandeter Filternuten aufweist, die ausgebildet sind für eine Verbindung mit dem Spülventileinlass, wobei, die Filternuten durch einen Umfangskanal verbunden sind, und wobei eine Öffnung in der Membrane mit dem Umfangskanal und der Vielzahl der Nuten in Strömungsverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangskanal in dem Filterring (56, 140) eine Umfangsnut (70) aufweist, die zur Membrane (18) gerichtet ist, dass auch in der Membrane (18) eine Umfangsnut (78) vorgesehen ist, die zum Filterring (56, 140) weist, und dass die Umfangsnuten (70, 78) im wesentlichen aufeinander ausgerichtet sind.
Ventilgliedeinrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (18) beabstandete Öffnungen (84, 86, 144) aufweist, die an der der Druckkammer (50) abgewandten Seite der Membrane (18) durch die Umfangsnut (78) miteinander verbunden sind.
Ventilgliedeinrichtung nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch ein an der Druckkammerseite der Membrane (18) befestigtes Öffnungsglied (58).
Ventilgliedeinrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnungsglied (58) Vorsprünge (104) aufweist, die sich in die Membranöffnungen (84, 86) hineinerstrecken.
Ventilgliedeinrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Öffnungsglied (58) eine Bypass-Drosselöffnung (108) vorgesehen ist, die mit den Öffnungen (84, 86) der Membrane (18) in Strömungsverbindung steht.
Ventilgliedeinrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Vorsprünge (104) des Öffnungsgliedes (58) wenigstens eine Rinne oder Vertiefung (106) aufweist, die zwischen der Bypass-Drosselöffnung (108) und den Membranöffnungen (84, 86) Wasserströmungswege formen.
Ventilgliedeinrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinnen oder Vertiefungen (106) der Vorsprünge (104) des Öffnungsgliedes (58) Wasserströmungswege formen, die als Filter stromab der Bypass-Drosselöffnung (108) fungieren.
Ventilgliedeinrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnungsglied (58) eine Vielzahl von Nuten (112 bis 122) an der Druckkammerseite des Öffnungsgliedes (58) aufweist, welche die Bypass-Drosselöffnung (108) mit der Druckkammer (50) verbinden.
Ventilgliedeinrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Nuten (112 bis 122) sowohl radial als auch in Umfangsrichtung erstrecken.
Ventilgliedeinrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Öffnungsglied (58) ein Dichtwulst (115) vorgesehen ist, der mit der Membrane (18) in Dichtkontakt bringbar ist und die Vorsprünge (104) umgibt.
Ventilgliedeinrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypass-Drosselöffnung (108) trichterförmig geformt ist, derart, dass ihr kleineres Ende sich an der stromaufliegenden Seite der Bypass-Drosselöffnung (108) befindet.
Ventilgliedeinrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnungsglied (58) ein Ring (100) ist.
Ventilgliedeinrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnungsglied (58) bogenförmig ausgebildet ist und sich an jeder Seite der Membranöffnungen (84, 86) mit einem begrenzten Ausmaß erstreckt.
Ventilgliedeinrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnungsglied (58) in Form eines Ringsegments (102) ausgebildet ist.
Ventilgliedeinrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterring (140) Vorsprünge (130, 142, 152) aufweist, deren jeder sich in eine der Membranöffnungen (144) erstreckt.
Ventilgliedeinrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Vorsprung (130, 142, 152) des Filterringes (140) wenigstens eine Rinne oder Vertiefung (132, 142, 152) zum Formen eines Wasserdurchgangs zwischen den Filterringvorsprüngen (130, 142, 152) und den Membranöffnungen (144) aufweist.