DE2013503A1 - Mit einer elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung versehenes Spülkastenventil - Google Patents

Description

• Mit einer elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung versehenes Spülkastenventil Die Erfindung betrifft ein mit einer e ektromagnetischen-.Betätigungsvorrichtung versehenes- Spülkastenventil, das einen Schwimmer aufweist, welcher bei geschlossenem Ventil und yegefülltem Spülkasten auf den Ventilschaft eine im Deffhungssinne gerichtete Kraft ausübt, wobei der Ventilschaft mit dem Anker eines in der Betätigungsvorrichtung enthaltenen Elektromagneten verbunden ist und bei dessen Erregung nach oben".gezogen wird, um das Ventil zu öffnen. Die bisher derartigen Ventilen benützten elektromagnetischen Betätigungsvoirichtungen sind schwer u-nd teuer, was - wie später näher erläutert werden soll - auf einer Missachtung der Anforderungen liegt, die mit Rücksicht auf die Funktionsweise des Ventils an die Zugkraftcharakteristik des Elektromagneten zu stellen sind.
• Das Spülkastenventil nach der Erfindung zeichnet si.ch dadurch aus, dass der Elektromag'net bei-seiner Erregung eine Zugkraft auf den Anker ausübt, die in der Schl-iesslage des Ventils ihren gröbsten liert-hat und bei d.er Aufwärtsbewegung des Ankers abnimmt.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes im Längsschnitt dargestellt. Das dargestellte Spülkastenventil 1 ist mit einer elek'tromàynetischen Betätigungsvorri.chtung 2 versehen, die sich von den bisherigen Bettigungsvorrichtungen von Spülkastenventilen in sehr vorteilhafter Weise unterscheidet. Da das Ventil 1 üblicher Bauart ist, wird es nachfolgend nur soweit beschrieben, als dies zum Verständnis seiner Zusammenarbeit mit der Betätigungsvorrichtung 2 erforderlich ist. Das Ventil 1 weist ein Gehäuse 3 auf, das am Boden 4 eines Spülkastens angeschraubt ist, der sich oberhalb einer zu spülenden Klosettschüssel befindet.
• Ein am unteren Ende eines rohrförmigen Ventilschaftes 5 angebrachter Ventilteller 6 ruht in der dargestellten Schliesslage auf einem Ventilsitz 7. Ein in einem Gefäss 8 befindlicher Schwimmer 9 ist bei gefülltem Spülkasten bestrebt, über ein Ansatzstück 10 das auch als Ueberlauf dienende Rohr 5 nach oben zu bewegen, weil dann auch das Gefäss 8 mit Wasser gefüllt ist. Solange der Ventilteller 6 sich in seiner Schliesslage befindet, wird aber durch den auf ihm lastenden Wasserdruck ein Heben des Rohres 5 durch den Schwimmer 9 verhindert. Sobald das Rohr 5 etwas nach oben gezogen wird, so dass der Ventilteller 6 etwa in die strichpunktiert dargestellte Lage 6'kommt und das Wasser im Sinne der Pfeile 11 auszuströmen beginnt, drückt der Schwimmer 9 das Rohr 5 vollends nach oben, d.h. soweit eine auf dem Gehäuse 3 angeordnete Kappe 12 dies gestattet. Zum Oeffnen des Ventils 1 ist daher nur anfangs ein relativ kräftiger Zug auf das Rohr 5 auszuüben, während nachher praktisch überhaupt keine Zugkraft mehr nötig ist. Obwohl diese Tatsache an sich schon seit Jahrzehnten wohl bekannt ist, hat man bisher bei elektromagnetisch betätigbaren Spülkastenventilen der beschriebenen Art Elektromagnete benützt, die bei ihrer Erregung eine zunehmende Zugkraft auf ihren Anker ausüben, wie dies bei der ehrzahl der üblichen Elektromagnete der Fall ist.
• Die Betätigungsvorrichtung 2 weist im Gegensatz dazu einen Elektromagneten 13 auf, der auf seinem mit dem oberen Ende des Rohres 5 verbundenen. Anker 14 einen Zug ausübt, der in der dargestellten untersten Stellung des Ankers maximal ist, und bei Bewegung des Ankers nach oben abnimmt. Dies wird durch die nachfolgend beschriebene Ausbildung des Elektromagneten 13 und des Ankers 14 bewirkt.
• Der Elektromagnet 13 weist einen aus Eisen bestehenden, zylindrischen Mantel 15 auf, der an seinen Enden mit einwärts vorstehenden Flanschen 16 und 17 versehen ist. Der obere Flansch 16 steht mit einer nach unten ragenden Eisenbuchse 18 in Berührung und der untere Flansch 17 mit einer nach oben ragenden Eisenbuchse 19. Die beiden Buchsen 18 und 19 sind koaxial zum Mantel 15 und haben den gleichen Innendurchmesser. Während die untere Buchse 19 auch aussen überall zylindrisch ist, weist die Aussenfläche der oberen Buchse 18 einen oberen, zylindrischen Teil 20 und einen sich nach unten konisch verjüngenden Teil 21 auf. Zwischen dem unteren Ende der oberen Buchse 18 und dem oberen Ende der unteren Buchse 19 besteht ein ringförmiger Luftspalt 22. Zur Erregung des durch die Teile 15-19 und den Luftspalt 22 gebildeten magnetischen Kreises dient eine Wicklung 23, die in dem von diesen Teilen begrenzten Ringraum untergebracht ist. Ein Kabel 24 enthält zwei an den Enden der Wicklung 23 angeschlossene Stromzuführungsleiter.
• Zwischen d-er Wicklung 23 und den Buchsen 18 und 19 befindet sich eine aus Kunststoff bestehende Isolierhülse 25, während zwischen der Wicklung 23 und den Flanschen 16 und 17 Isolierringe 26 aus dem gleichen Material angeordnet sind. Zwischen der Wicklung 23 und dem Mantel 15 befindet sich dagegen eine Vergussmasse 27, z.B. die unter der Bezeichnung "Araldit" bekannte Vergussmasse. Die Buchsen 18 und 19 liegen an der Aussenseite eines dünnwandigen Rohres 28, an dessen unteres Ende sich ein Boden 29 anschliesst, der aussen an das untere Ende eines Aussenmantels 30 grenzt. Die Eisenteile 15-lg und die aus Kunststoff bestehenden Teile 28-30 sind ebenfalls durch Aralditguss 31 miteinander verbunden. Um die Erregerwicklung 23 und die Isolierteile 25 und 26 innerhalb des Eisentopfes 15-17 anzuordnen, ist es natürlich notwendig, dass letzterer aus mindestens zwei, vorzugsweise in einer Radialebene voneinander getrennten Stücken zusammengesetzt ist. Ferner muss dieser Topf 15-17 Oeffnungen aufweisen, durch welche die Vergussmasse 27 beim Verg-fessen- hindurchtreten kann.
• Der sehr leichte Anker 14 besteht aus einem im Innenrohr 28 desiElektromagneten 13 geführten, dünnen Eisenrohr, dessen oberes Ende sich in der Schliesslage des Ventils 1 etwa in der Höhe der Mitte des Luftspaltes 22 befindet. Bei Erregung der Wicklung 23 werden die im Luftspalt 22 erzeugten magnetischen Kraftlinien durch die Form des unteren Endes der oberen Buchse 18 auf der Innenseite dieses Spaltes 22 konzentriert, wobei sehr viele Kraftlinien zwischen den Buchsen 18 und 19 über das obere Ende des Rohres 14 hindurch geht und eine starke, nach oben gerichtete Zugkraft auf das Rohr 14 ausüben. Es ist leicht ersichtlich, dass die Zugkraft abnimmt, wenn sich das Rohr 14 nach oben bewegt; dann ist aber - wie früher erklärt - auch gar keine Zugkraft mehr nötig, um das Ventil 1 vollends zu öffnen. Der beschriebene Elektromagnet 13 ist viel kleiner als die bisher zum Oeffnen des Ventils 1 erforderlichen Ventile; er wiegt nur etwa die Hälfte und kann auf sehr einfache und wirtschaftliche Weise gefertigt werden.
• Am unteren Ende des Ankers 14 ist ein geschlitzter Ring 32 befestigt, an dem ein Kupplungsstück 33 angreift, das zwei radiale Arme 34 aufweist, deren Enden mit dem als Ventilschaft dienenden Ueberlaufrohr 5 verklebt sind.
• Der Elektromagnet 13 ist auf einer Fassung 35 angebracht, die über zwei Distanzbolzen 36 auf einer Basis 37 abgestützt ist, die formschlüssig auf der Kappe 12 sitzt.

Claims (6)

1. Patentansprüche

   Mit Mit einer elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung versehenes Spülkastenventil, das einen Schwimmer aufweist, welcher bei geschlossenem Ventil und gefülltem Spülkasten auf den Ventilschaft eine im Oeffnungssinne gerichtet Kraft ausübt, wobei der Ventilschaft mit dem Anker eines in der Betätigungsvorrichtung enthaltenen Elektromagneten verbunden ist und bei dessen Erregung nach oben gezogen wird, um das Ventil zu öffnen, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet (13) bei seiner Erregung eine Zugkraft auf den Anker (14) ausübt', die in der Schliesslage des Ventils (1) ihren grössten Wert hat und bei der Aufwärtsbewegung des Ankers abnimmt.
2. 2 Spülkastenventil nach Anspruch 1, dadurch~~gekennzeichnet, dass die Erregerwicklung (23) des Elektromagneten (13) in einem Eisentopf (15-17) untergebracht ist, der innen durch zwei Eisenbuchsen (18,19) begrenzt ist, zwischen deren Enden sich ein Luftspalt (22) befindet, wobei mindestens eine (18) der Buchsen (18, 19) eine sich mindestens angenähert konisch verjüngende Aussenfläche (21) aufweist, so dass bei Erregung des Elektromagnetes die den Luftspalt überquerenden magnetischen Kraftlinien auf dessen Innenseite konzentriert'sind, und wobei der von einem Eisenrohr gebildete Anker (14) innerhalb der Buchsen so angeordnet ist, dass sich sein oberes Ende höhenmässig im Bereiche des Luftspaltes (22) befindet und ein Teil der Kraftlinien über dasselbe von einer Buchse zur anderen gelangt.
3. 3 Spülkastenventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Ende des- Ankers (14) sich höhenmässig mindestens angenähert in der Mitte des Luftspaltes (22) befindet.
4. 4 Spülkastenventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Buchse zylindrisch ist.
5. 5 Spülkastenventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Eisentopf (15-17) die Erregerwicklung (23) und diebeiden Buchsen (18, 19) mit Isolier- und Hüllteilen (25,26, 26-30) aus Kunststoff durch Vergussmasse (27, 31) miteinander fest verbunden sind.
6. 6. Spülkasten nach Anspruch 2, dadurc-h gekennzeichnet, dass der Elektromagnet (13) auf einer Fassung (35) angebracht ist, die über Distanzbolzen (36) auf einer Basis (37) abgestützt ist, die formschlüssig auf einer Kappe (12) des Ventilgehäuses sitzt.