DE202005004178U1

DE202005004178U1 - Druckspüler

Info

Publication number: DE202005004178U1
Application number: DE200520004178
Authority: DE
Original assignee: TECE GmbH
Current assignee: TECE GmbH
Priority date: 2005-03-14
Filing date: 2005-03-14
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2015-03-15

Abstract

Selbstschluss-Druckspüler (1) mit einem Spülergehäuse (2), einem Zulauf (3), einem Auslauf (4), mit einem in einer Aufnahmekammer (5) über ein Betätigungsorgan verschiebbar gelagerten Ventilglied, welches einen unbetätigt den Strömungsweg zwischen Zulauf (3) und Auslauf (4) versperrenden Hauptverschlusskörper (14) und einen Hilfsverschlusskörper (15) umfasst, wobei das Ventilglied einen Kolben (7) umfasst, der verschiebbar in einer Druckkammer (13) des Spülergehäuses (12) angeordnet ist und dessen Verschiebung ein Öffnen und Schließen des Hauptverschlusskörpers (14) bewirkt, der Hilfsverschlusskörper (15) in unbetätigter Stellung einen Entlastungskanal (19) der Druckkammer (13) verschließt und der Kolben (7) weiterhin wenigstens eine Überströmöffnung (22) aufweist, wobei eine Betätigung des Hilfsverschlusskörpers (15) eine zeitweise Entlastung der Druckkammer (13) und ein Öffnen des Hauptverschlusskörpers (14) bewirkt, dadurch gekennzeichnet , dass die Überströmöffnung (22) unter Freilassung eines Düsenspalts eine relativ zu dem Kolben (7) axial bewegbare Düsennadel (23) aufnimmt, die bezüglich des Betätigungsorgans festgelegt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Selbstschluss-Druckspüler mit einem Spülergehäuse, einem Zulauf, einem Auslauf, mit einem in einer Aufnahmekammer des Spülergehäuses über ein Betätigungsorgan verschiebbar gelagerten Ventilglied, welches einen unbetätigt den Strömungsweg zwischen Zulauf und Auslauf versperrenden Hauptverschlusskörper und einen Hilfsverschlusskörper umfasst, wobei das Ventilglied einen Kolben umfasst, der verschiebbar in einer Druckkammer des Spülergehäuses angeordnet ist und dessen Verschiebung ein Öffnen und Schließen des Hauptverschlusskörpers bewirkt, der Hilfsverschlusskörper in unbetätigter Stellung einen Entlastungskanal der Druckkammer verschließt und der Kolben weiterhin wenigstens eine Überströmöffnung aufweist, wobei eine Betätigung des Hilfsverschlusskörpers eine zeitweise Entlastung der Druckkammer und ein Öffnen des Hauptverschlusskörpers bewirkt.
Derartige Selbstschluss-Druckspüler finden hauptsächlich Anwendung als so genannte WC-Druckspüler und Urinal-Druckspüler. Selbstschlussarmaturen liefern bei einmaligem kurzen Betätigen einen vorgegebenen Mindestspülstrom. Nach Abgabe einer erforderlichen Spülmenge erfolgt der Schließvorgang selbsttätig. Die Betätigung des Druckspülers kann von Hand, berührungslos, elektronisch, durch Fußauslösung, fußbetätigt oder elektrisch erfolgen.
Ein mit dem zuvor beschriebenen Druckspüler vergleichbarer Druckspüler ist beispielsweise aus der DE 199 35 168 A1 bekannt. Die DE 199 35 168 A1 beschreibt einen Druckspüler mit einem relativ zu einem Hauptventilsitz bewegbaren Hauptverschlussglied, mit dessen einem Endbereich die Offen- und Schließstellung zum Hauptventilsitz bestimmbar ist, während der andere Endbereich von einer Entlastungskammer gedichtet aufgenommen wird, wobei ein eine Ausgleichsdüse aufweisender Ausgleichskanal zwischen der Einlassöffnung und der Entlastungskammer sowie ein über ein Entlastungsventil steuerbarer Entlastungskanal zwischen der Entlastungskammer und der Auslassöffnung vorgesehen ist.
Viele der bekannten Druckspüler, auch der zuvor beschriebenen Art, basieren auf dem Prinzip, dass der Hauptventilsitz, der ein Öffnen und Schließen des Strömungsweges zwischen Zulauf und Auslauf bewirkt, über einen in einer Druckkammer (Entlastungskammer) verschieblich gelagerten Kolben geöffnet und geschlossen wird. Die auf den Kolben einwirkenden hydraulischen Kräfte sind so eingestellt, dass der Kolben aufgrund der vorherrschenden Kräfteverhältnisse den Hauptventilsitz in der geschlossenen Stellung hält. Wird die Druckkammer über ein Hilfsventil entlastet, bewirkt der anstehende Wasserdruck eine Verschiebung des Kolbens und somit des Hauptventilkörpers. Über eine Düsenbohrung oder Überströmbohrung (Ausgleichsdüse), die beispielsweise durch den Kolben geführt ist, kann ein Druckausgleich zwischen den beiden Seiten des Kolbens erfolgen, wodurch dann gegebenenfalls mittels Unterstützung durch eine Feder der Kolben wieder in die Ausgangslage bewegt wird und ein Schließen des Ventilsitzes bewirkt wird.
Die Überströmöffnung bzw. Düsenöffnung, welche zum Füllen der Druckkammer vorgesehen ist, muss funktionsbedingt sehr klein sein. Hierdurch besteht eine permanente Verschmutzungsgefahr.
Ist das Überströmventil verstopft, kann ein Druckausgleich zwischen den beiden Seiten des Kolbens nicht stattfinden, so dass ein vollständiges Schließen des Druckspülers nicht mehr gewährleistet ist. Hierdurch kommt es zu einer dauerhaften Leckage, in das Urinal, das Spülbecken oder dergleichen läuft ständig Wasser, was selbstverständlich nicht wünschenswert ist. Um solche Fehlfunktionen zu verhindern, sind bereits verschiedene Mittel vorgeschlagen worden, die Düsenöffnung frei von Verunreinigungen zu halten, beispielsweise mittels eines stromaufwärts der Düsenöffnung vorgelagerten Siebes.
In der DE 197 43 443 wird beispielsweise ein Druckspüler beschrieben, bei welchem die als Ausgleichsdüse bezeichnete Düsenöffnung mit einer Drosseleinrichtung versehen ist, die auf den Differenzdruck zwischen der Druckkammer (Entlastungskammer) und dem stromaufwärts vor dem Hauptventil befindlichen Bereich anspricht. Die Drosseleinrichtung wird von einem verschiebbar in einem Führungszylinder angeordneten Kolben gebildet, der koaxial ein nadel- oder dornförmiges Drosselglied trägt, welches wiederum mehr oder weniger tief in die Ausgleichsdüse eintaucht. Eine solche Anordnung kann zwar die Verstopfungsneigung der Ausgleichsdüse verringern, ein vollständiges Freihalten der Ausgleichsdüse von Verschmutzungen ist jedoch nicht gewährleistet. Darüber hinaus ist die Anordnung konstruktiv relativ aufwändig.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit konstruktiv einfachen Mitteln zuverlässig eine etwaige Verstopfung der Düsenöffnung der Druckkammer zu verhindern.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch einen Selbstschluss-Druckspüler nach Oberbegriff von Anspruch 1 gelöst, der sich dadurch auszeichnet, dass die Überströmöffnung unter Freilassung eines Düsenspalts eine relativ zu dem Kolben axial bewegbare Düsennadel aufnimmt, die bezüglich des Betätigungsorgans festgelegt ist. Durch eine solche Anordnung ist gewährleistet, dass die Düsennadel in der Überströmöffnung immer bei Betätigung des Druckspülers axial bewegt wird, da deren Bewegung mit der Bewegung des Betätigungsorgans zwangsgekoppelt ist. So wird die Düsenöffnung ständig von Verunreinigung freigehalten. Die Düsennadel durchsetzt die Düsenöffnung ständig, so dass es auch nicht passieren kann, dass kurzzeitig Verunreinigungen in die Düsenöffnung eintreten, die eventuell zu einer Blockade des Betätigungsmechanismus führen könnten. Die Düsennadel ist zweckmäßigerweise länger als der mögliche Hub des Betätigungsorgans.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung des Druckspülers gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Düsennadel an einer als Betätigungsorgan ausgebildeten Betätigungsstange befestigt ist, die auf den Hilfsverschlusskörper einwirkt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Düsennadel an dem Hilfsverschlusskörper befestigt ist, so dass die Bewegung der Düsennadel mit dem Abheben des Hilfsverschlusskörpers aus dem zugehörigen Ventilsitz einhergeht.
Bevorzugt ist die Überströmöffnung in Bezug auf den Kolben und/oder das Betätigungsorgan exzentrisch angeordnet, so dass gewährleistet ist, dass die Überströmöffnung und die darin befindliche Düsennadel im Strömungsbereich angeordnet sind.
Um die uneingeschränkte Drehbarkeit des Kolbens bezüglich der Betätigungsstange zu gewährleisten, ist es besonders zweckmäßig, wenn die Düsennadel drehbar am Umfang des Hilfsverschlusskörpers und/oder drehbar am Umfang des Betätigungsorgans festgelegt ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
Es zeigen:
1 einen Schnitt durch den Druckspüler gemäß der Erfindung,
2 eine perspektivische Ansicht der Kartusche des Druckspülers mit Kolben,
3–6 jeweils vergrößerte Schnittansichten, die das Funktionsprinzip des Druckspülers verdeutlichen und
7 eine stark vergrößerte Ansicht des Kolbens des Druckspülers.
Wie den Zeichnungen zu entnehmen ist, besteht der Druckspüler 1 gemäß der Erfindung aus einem Spülergehäuse 2 mit einem Wasserzulauf 3 und einem Wasserauslauf 4. In dem Spülergehäuse 2 ist eine Aufnahmekammer 5 vorgesehen, in die eine Kartusche 6 mit einem Kolben 7 und einer Betätigungsstange 8 eingesetzt ist. Die Kartusche 6 bildet sowohl einen Verschlussdeckel 9 als auch Ventilsitze 10 und 11 für die nachstehend noch zu beschreibenden Schaltfunktionen des Druckspülers 1 aus.
Der Kolben 7 umfasst eine Dichtmanschette 12, die diesen umfänglich gegen das Spülergehäuse 2 so abdichtet, dass in dem Spülergehäuse 2 auf einer Seite des Kolbens 7 eine Druckkammer 13 gebildet wird, die durch den Kolben 7 von dem Strömungsweg zwischen Wasserzulauf 3 und Wasserauslauf 4 getrennt ist. Der Kolben 7 ist in der zylindrischen Druckkammer 13 in Axialrichtung der Betätigungsstange 8, über welche auf den Kolben 7 eingewirkt werden kann, verschiebbar. Wie aus der 1 ohne weiteres ersichtlich ist, ist die hydraulisch wirksame Fläche des Kolbens 7 auf der Seite, die die Innenseite der Druckkammer 13 bildet, größer als die hydraulisch wirksame Fläche des Kol– bens 7, die dem Wasserzulauf 3 zugekehrt ist. 1 zeigt den Kolben 7 in geschlossener Stellung des Druckspülers 1, in der sich die Betätigungsstange 8 in der Ruhestellung befindet.
Das Ventilglied zum Öffnen und Schließen des Strömungswegs zwischen Wasserzulauf 3 und Wasserauslauf 4 umfasst einen Hauptverschlusskörper 14 und einen Hilfsverschlusskörper 15, der relativ zum Hauptverschlusskörper 14 bewegbar ist, wie nachstehend noch beschrieben wird.
In der in den 1, 3, 4 und 7 gezeichneten Lage des Hauptverschlusskörpers 14 liegt dieser mit der Spülerdichtung 16 gegen den Dichtsitz 10 der Kartusche an, so dass der Strömungsweg zwischen Wasserzulauf 3 und Wasserauslauf 4 durch den Hauptverschlusskörper 14 des Kolbens 7 versperrt ist.
Der Wasserzulauf 3 und der Wasserauslauf 4 sind nicht fluchtend zueinander, d. h. zueinander versetzt angeordnet.
Der auf die der Druckkammer 13 zugewandten Seite des Kolbens 7 einwirkende hydraulische Druck hält den Hauptverschlusskörper 14 in einer geschlossenen Stellung, in der die Spülerdichtung 16 gegen den Ventilsitz 10 anliegt.
In gleiche Richtung wirkt die Kraft einer Druckfeder 17, die einerseits gegen das Spülergehäuse 2 am Boden der Druckkammer 13 abgestützt ist und andererseits auf den Hilfsverschlusskörper 15 einwirkt. Der Hilfsverschlusskörper 15 drückt in geschlossener Stellung eine mit 18 bezeichnete Entlastungskanal-Dichtung in den Ventilsitz 11. In der in den 1, 3, 4 und 7 gezeigten Stellung des Hilfsverschlusskörpers 15 versperrt die Entlastungskanal-Dichtung einen ringförmigen Entlastungskanal 19, der eine strömungsmäßige Verbindung der Druckkammer 13 mit dem Wasserauslauf 4 herstellt. Der Entlastungskanal 19 ist als Ringspalt zwischen dem Kolben 7 und der diesen durchsetzenden Betätigungsstange 8 ausgebildet. Die Entlastungskanal-Dichtung 18 wird von einer Ringnut 20 der Betätigungsstange 8 so aufgenommen, dass diese den Hilfsverschlusskörper 15 gegen einen Absatz 21 der Betätigungsstange 8 axial festlegt.
Der Hilfsverschlusskörper 15 wird sowohl durch den hydraulischen Druck als auch durch die Druckfeder 17 in geschlossener Stellung gehalten.
Die Druckkammer 13 kommuniziert über eine Überströmöffnung 22 mit dem Wasserzulauf 3, so dass in der Druckkammer 13 der gleiche Druck vorherrscht, wie im Wasserzulauf 3. Es ist selbstverständlich, dass die hydraulisch wirksamen Flächen des Kolbens in Strömungsrichtung stromaufwärts des Ventilsitzes 10 angeordnet sind. Aufgrund der Unterschiede in der Größe der hydraulisch wirksamen Flächen ist die von Seiten der Druckkammer 13 auf den Kolben 7 einwirkende Kraft größer als die Kraft, die von der im Wasserzulauf 3 anstehenden Wassersäule ausgeübt wird. Hinzu kommt, dass die Federkraft der Druckfeder 17 in Schließrichtung des Ventilgliedes wirkt.
In die Überströmöffnung 22 ist in jeder Stellung des Kolbens und des Hilfsventilkörpers 15 eine Düsennadel 23 eingesetzt, die eine Relativbewegung bezüglich des Kolbens 7 vollziehen kann. Der Durchmesser der Düsennadel 23 ist kleiner als der Durchmesser der Überströmöffnung 22, so dass zwischen Düsennadel 23 und Überströmöffnung 22 ein Ringspalt gebildet wird, über den der Druckausgleich zwischen Wasserzulauf 3 und Druckkammer 13 hergestellt werden kann. Die Düsennadel 23 ist fest mit dem Hilfsverschlusskörper 15 verbunden und vollzieht bei Druck auf die Betätigungsstange 8 deren Bewegung bzw. die Bewegung des Hilfsverschlusskörpers 15 nach, so dass sich dadurch eine Relativbewegung bezüglich des Kolbens 7 ergibt. Wie den Abbildungen zu entnehmen ist, besitzt die Düsennadel 23 einen Ringabschnitt 24, der von einem umlaufenden Nutkanal 25 des Hilfsverschlusskörpers 15 aufgenommen wird. Der Hilfsverschlusskörper 15 und/oder die Betätigungsstange 8 sind in Bezug auf die Düsennadel 23 drehbar. Die Überströmöffnung 22 und die Düsennadel 23 sind strömungstechnisch günstig exzentrisch in Bezug auf die Betätigungsstange 8 außerhalb des von der Druck feder 17 umschlossenen Bereichs angeordnet.
Die Funktionsweise des Druckspülers 1 gemäß der Erfindung wird nachstehend beschrieben:
Wie vorstehend bereits erwähnt, bewirken der in der Druckkammer 13 vorherrschende Druck und die Federkraft ein Halten des Hauptverschlusskörpers 14 und des Hilfsverschlusskörpers 15 in der jeweils geschlossenen Stellung. Wird nun die Betätigungsstange 8 einwärts gegen die Kraft der Druckfeder 17 bewegt, so hebt sich die Entlastungskanal-Dichtung 18 aus dem Ventilsitz 11 ab und gibt den Entlastungskanal 19 frei. Schlagartig kann das in der Druckkammer 13 befindliche Wasser über den Entlastungskanal 19 in den Wasserauslauf 4 eintreten. Die Druckkammer 13 ist druckentlastet, so dass nun der Druck der im Wasserzulauf 3 anstehenden Flüssigkeit und je nach Kräfteverhältnissen eine weitere manuelle Einwirkung auf die Betätigungsstange 8 eine Bewegung des Kolbens 7 gegen die Kraft der Druckfeder 17 in die Druckkammer 13 ermöglichen. Dabei werden der Hauptverschlusskörper 14 und die Spülerdichtung 16 aus dem Ventilsitz 10 gehoben, die im Wasserzulauf 3 anstehende Flüssigkeit kann in Bezug auf die Betätigungsstange 8 axial in die Kartusche 6 eintreten. Zwischen den Kolbenlamellen 26 und der Kartusche 6 wird ein sich stufenweise öffnender Ringspalt 27 frei gegeben, der die strömungsmäßige Verbindung zwischen Wasserzulauf 3 und Wasserauslauf 4 herstellt. Bei Verschiebung des Kolbens 7 in die Druckkammer 13 werden der Hilfsverschlusskörper 15 und die Entlastungskanal-Dichtung 18 wieder in den Ventilsitz 11 gedrückt, so dass der Entlastungskanal 19 verschlossen ist. Über die Überströmöffnung 22 findet langsam ein Nachströmen der Flüssigkeit in die Druckkammer 13 statt. Aufgrund der damit einhergehenden Veränderung der Kräfteverhältnisse erfolgt eine selbsttätige Rückstellung des Kolbens 7 in die Schließstellung, so dass der Strömungsweg zwischen Wasserzulauf 3 und Wasserauslauf 4 wieder gesperrt wird.
Bei jedem Spülvorgang, d. h. bei jedem Druck auf die Betätigungsstange 8 wird der Hilfsventilkörper 15 aus seinem Ventilsitz 11 gehoben, gleichzeitig wird eine Relativbewegung der Düsennadel 23 zu der Überströmöffnung 22 eingeleitet. Wird der Entlastungskanal 19 wieder verschlossen, findet ebenfalls eine Relativbewegung zwischen der Düsennadel 23 und der Überströmöffnung 22 bzw. dem Kolben 7 statt. Auf diese Art und Weise ist eine ständige Freihaltung der Überströmöffnung 22 von Verunreinigungen gewährleistet. Die Düsennadel 23 kann von ihrer Länge her relativ kurz bemessen sein, bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Länge der Düsennadel 23 so bemessen, dass diese in jeder Bewegungsphase des Ventilgliedes in die Überströmöffnung 22 eingetaucht ist.
3 zeigt den Druckspüler in der unbetätigten Ausgangsstellung, 4 zeigt die Stellung des Hilfsverschlusskörpers 15 und der Entlastungskanal-Dichtung 18, in welcher diese aus dem zugehörigen Ventilsitz 11 abgehoben sind und in welcher der Entlastungskanal 19 mit dem Wasserauslauf 4 kommuniziert. 5 zeigt die geöffnete Stellung des Hauptverschlusskörpers 14, bei welcher der sich stufenförmig in Strömungsrichtung erweiternde Ringspalt 27, der zwischen Kolben 7 und Kartusche 6 gebildet wird, geöffnet ist. In 6 wird schließlich die wieder geschlossene Stellung des Hilfsverschlusskörpers dargestellt, bei der der Hauptverschlusskörper 14 noch geöffnet ist. Mit 28 ist ein Strömungsschalldämpfer im Wasserzulauf 3 bezeichnet.

1: Druckspüler
2: Spülergehäuse
3: Wasserzulauf
4: Wasserauslauf
5: Aufnahmekammer
6: Kartusche
7: Kolben
8: Betätigungsstange
9: Verschlussdeckel
10,11: Ventilsitz
12: Dichtmanschette
13: Druckkammer
14: Hauptverschlusskörper
15: Hilfsverschlusskörper
16: Spülerdichtung
17: Druckfeder
18: Entlastungskanal-Dichtung
19: Entlastungskanal
20: Ringnut
21: Absatz
22: Überströmöffnung
23: Düsennadel
24: Ringabschnitt
25: Nutkanal
26: Kolbenlamellen
27: Ringspalt

Claims

Selbstschluss-Druckspüler (1) mit einem Spülergehäuse (2), einem Zulauf (3), einem Auslauf (4), mit einem in einer Aufnahmekammer (5) über ein Betätigungsorgan verschiebbar gelagerten Ventilglied, welches einen unbetätigt den Strömungsweg zwischen Zulauf (3) und Auslauf (4) versperrenden Hauptverschlusskörper (14) und einen Hilfsverschlusskörper (15) umfasst, wobei das Ventilglied einen Kolben (7) umfasst, der verschiebbar in einer Druckkammer (13) des Spülergehäuses (12) angeordnet ist und dessen Verschiebung ein Öffnen und Schließen des Hauptverschlusskörpers (14) bewirkt, der Hilfsverschlusskörper (15) in unbetätigter Stellung einen Entlastungskanal (19) der Druckkammer (13) verschließt und der Kolben (7) weiterhin wenigstens eine Überströmöffnung (22) aufweist, wobei eine Betätigung des Hilfsverschlusskörpers (15) eine zeitweise Entlastung der Druckkammer (13) und ein Öffnen des Hauptverschlusskörpers (14) bewirkt, dadurch gekennzeichnet , dass die Überströmöffnung (22) unter Freilassung eines Düsenspalts eine relativ zu dem Kolben (7) axial bewegbare Düsennadel (23) aufnimmt, die bezüglich des Betätigungsorgans festgelegt ist.
Druckspüler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsennadel (23) an einer als Betätigungsorgan ausgebildeten Betätigungsstange (8) befestigt ist, die auf den Hilfsverschlusskörper (15) einwirkt.
Druckspüler nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsennadel (23) an dem Hilfsverschlusskörper (15) befestigt ist.
Druckspüler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Überströmöffnung (22) in Bezug auf den Kolben (7) und/oder das Betätigungsorgan exzentrisch angeordnet ist.
Druckspüler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsennadel (23) drehbar am Umfang des Hilfsverschlusskörpers (15) festgelegt ist.