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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Rückschlagventil
für einen
Regenwasserbehälter
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige
Rückschlagventile
werden bei der Speicherung von Regenwasser in Regenwasserbehältern, insbesondere
bei Wohnhäusern
mit Gartennutzung eingesetzt.
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Regenwasser
wird von vielen Gartenbesitzern in Regenwasserbehältern gesammelt
und vor allem zum Gießen
der Gartenfläche
genutzt. Einerseits wird dadurch versucht, die steigenden Wasser- und
Abwasserkosten zu umgehen. Andererseits ist das Regenwasser für viele
Pflanzen zuträglicher,
da es vorgewärmt
ist und keine chemischen Zusatzstoffe, wie z. B. Chlor, enthält.
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Problematisch
bei der Nutzung von Regenwasserbehältern ist aber, den Zulauf
in der Regenwasserbehälter
im richtigen Augenblick zu unterbrechen, nämlich dann, wenn der Regenwasserbehälter überzulaufen
droht.
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Es
existieren bereits eine Reihe von Vorrichtungen zum Überlaufschutz
von Regenwasserbehältern.
So ist beispielsweise aus der
DE 299 02 229 U1 ein automatischer Füllregler
für Regenwasserbehältern bekannt,
bei dem ein Fallrohr mit einem Ausleit-Halbrohr ausgerüstet ist
und über
eine Zugstange mit einem auf der Wasseroberfläche des in dem Regenwasserbehälter befindlichen
Regenwassers angeordneten Schwimmer verbunden ist. Dabei steht der
Regenwasserbehälter
in einer solchen Nähe
zum Fallrohr mit einem Ausleit-Halbrohr, dass bei geöffnetem
Ausleit-Halbrohr das Regenwasser in der Regenwasserbehälter fließt. Bei
Erreichen eines oberen Füllstands
des Regenwassers in dem Regenwasserbehälter wird durch die an dem
Schwimmer befindliche Zugstange das Ausleit-Halbrohr zugeklappt
und damit der Zulauf in der Regenwasserbehälter verschlossen.
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Nachteilig
ist aber, dass diese Vorrichtung ein derartiges Ausleit-Halbrohr
notwendig macht, das zudem leicht verklemmen und wobei dann das
Ausleit-Halbrohr mit der durch den Schwimmer aufgebrachten Auftriebskraft
nicht mehr verschlossen werden kann.
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Von
Nachteil ist außerdem,
dass der Regenwasserbehälter
in kurzer Entfernung von dem Fallrohr angeordnet werden muss, da
mit der Zugstange eine mechanische Verbindung zwischen dem Schwimmer
in dem Regenwasserbehälter
und dem Ausleit-Halbrohr
im Fallrohr geschaffen werden muss.
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Weiterhin
ist in der
DE 195
28 098 C2 eine Regenwassersammelanordnung bekannt geworden, bei
der zur Regulierung des Füllstandes
in dem Regenwasserbehälter
ein schwimmergesteuertes Rückschlagventil
im Regenwasserzulauf der Regenwasserbehälter vorgesehen ist. Dabei
besteht das Rückschlagventil
aus einem Ventilgehäuse,
dass an seiner Unterseite mit dem Regenwasserzulauf verbunden ist
und an seiner Oberseite einen Gehäuseauslaß ausbildet, wobei der Ventilgehäuseauslaß gleichzeitig
auch der Zulauf der Regenwasserbehälter ist. Innerhalb des Ventilgehäuses ist
eine Dichtkugel beweglich angeordnet, die über ein Band mit einem Schwimmer
verbunden ist und bei einem maximalen Füllstand des Regenwassers in
dem Regenwasserbehälter
den Ventilgehäuseauslaß und damit den
Zulauf der Regenwasserbehälter
verschließt.
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Nachteilig
an dieser Regenwassersammelanordnung ist aber, dass bei leerer Regenwasserbehälter sich
das zwischen Schwimmer und Dichtkugel angeordnete Band in sich verknoten
oder um das Ventilgehäuse
wickeln kann. In beiden Fällen
ist dann das Rückschlagventil
funktionsunfähig.
Entweder das Rückschlagventil
schließt
zu früh,
weil die Länge des
Bandes sich verkürzt
hat. Oder das Rückschlagventil
schließt überhaupt
nicht, weil sich das Band um das Ventilgehäuse gewickelt hat und dadurch
zwischen Schwimmer und Dichtkugel keine freibewegliche Verbindung
mehr vorliegt.
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Von
Nachteil ist aber auch, dass zum Verschließen des Rückschlagventils die Dichtkugel durch
den Schwimmer nach oben gezogen werden muss, bis der Ventilgehäuseauslaß verschlossen
ist. Dazu muss der Schwimmer sich oberhalb des Ventilgehäuses mit
der Dichtkugel befinden, so dass das Rückschlagventil und damit auch
der Regenwasserzulauf der Regenwasserbehälter immer unterhalb des maximalen
Füllstandes
in dem Regenwasserbehälter
angeordnet sein muss. Diese Anordnung erfordert aber besondere Maßnahmen
an die Dichtheit des Zulaufanschlusses der Regenwasserbehälter, was
die Kosten einer derartigen Lösung überhöht.
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Von
besonderem Nachteil ist aber, dass die gesamte zum Verschließen des
Rückschlagventils notwendige
Kraft aus der Auftriebskraft des Schwimmers erzeugt wird. Deshalb
ist der Schwimmer groß ausgeführt und
hat dabei einen großen
Auftrieb.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Rückschlagventil
mit Schwimmer für
einen Regenwasserbehälter
zu entwickeln, bei dem die zum Schließen des Rückschlagventils notwendige
Kraft nicht gleich der von dem Schwimmer erzeugten Auftriebskraft
ist.
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Diese
Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1
gelöst.
Zweckmäßige Ausgestaltungsmöglichkeiten
ergeben sich aus den Unteransprüchen
2 bis 8.
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Das
lösungsgemäße Rückschlagventil
für einen
Regenwasserbehälter
beseitigt die genannten Nachteile des Standes der Technik.
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Vorteilhaft
bei der Anwendung des Rückschlagventils
für einen
Regenwasserbehälter
ist es, dass das Dichtelement über
einen Hebel mit dem Schwimmer verbunden ist, wobei dem Hebel eine Konsole
mit einem Haltearm und einem Lager als Auflage dient sowie das Dichtelement
und der Schwimmer auf jeweils einem Ende des Hebels aufliegen. Dadurch
ist durch Veränderungen
der Längen zwischen
den jeweiligen Enden des Hebels und der Auflage die Kräfteübertragung
entsprechend dem Hebelgesetz beein flussbar und es können Auftriebskörper mit
einer Auftriebskraft, die geringer als die zum Schließen des
Rückschlagventils
notwendige Kraft ist, eingesetzt und durch das Hebelverhältnis angepasst
werden.
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Von
Vorteil ist es dann, wenn das Dichtelement ein Ventilteller ist,
wobei in Strömungsrichtung des
Regenwassers im Regenwasserzulauf der Ventilteller vor dem Ventilsitz
angeordnet ist, da durch dem aus der Anordnung resultierende Wasserdruck auf
dem Ventilteller eine zusätzliche
Druckkraft zum Schließen
des Rückschlagventils
zur Verfügung steht.
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Von
Vorteil ist, wenn der Ventilteller sich auf einem vertikal angeordneten
Ventilstößel befindet, der
mit seinem unteren Ende auf dem Hebel aufliegt und oberhalb des
Ventiltellers durch eine am innenseitigen oberen Randbereich der
Regenwasserbehälter
befestigte Ventilstößelführung geführt wird, wobei
der Ventilstößel zwischen
Ventilteller und Ventilstößelführung von
einer Druckfeder umgeben ist und von der Druckfeder nach unten gedrückt wird. Durch
diese Druckfeder wird eine Federkraft erzeugt, die ebenfalls zum
Schließen
des Rückschlagventils dient.
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Von
Vorteil ist auch, wenn entweder der Schwimmer am oberen Ende einer
vertikal verlaufenden Säulenstange
angeordnet ist, wobei sich am unteren Ende der vertikal verlaufenden
Säulenstange ein
Gegengewicht befindet, weil dadurch der Regenwasserzulauf unterhalb
dem maximalen Füllstand
in dem Regenwasserbehälter
liegt. Oder der Schwimmer am unteren Ende der vertikal verlaufenden
Säulenstange
angeordnet ist, wobei diesmal sich am oberen Ende der vertikal verlaufenden
Säulenstange das
Gegengewicht befindet, weil dadurch der Regenwasserzulauf oberhalb
der dem maximalen Füllstand in
dem Regenwasserbehälter
liegt.
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Bei
der Verwendung eines Regenwasserbehälters mit dem lösungsgemäßen Rückschlagventil wird
in Vorteilhafterweise kein Überlaufrohr
benötigt, da
bei gefülltem
Zustand des Regenwasserbehälters das
Rückschlagventil
geschlossen ist.
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Die
Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert werden.
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Dazu
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Regenwasserbehälter mit Einbauten,
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2 eine
schematische Darstellung eines Rückschlagventils
für einen
Regenwasserbehälter
in einem ersten Ausführungsbeispiel
und
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3 eine
schematische Darstellung eines Rückschlagventils
für einen
Regenwasserbehälter
in einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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Wie
die 1 zeigt, ist ein Regenwasserbehälter 1 soweit
in das umliegende Erdreich 2 eingebracht, bis nur noch
etwa 1/5 des Regenwasserbehälters 1 einschließlich seines
ein Deckels 3 oberhalb des Erdreiches 2 zu sehen
ist. Am innenseitigen oberen Randbereich besitzt der Regenwasserbehälter 1 einen,
sich oberhalb des Erdreiches 2 befindlichen Regenwasserzulauf 4,
der mit einem in den Figuren nicht dargestellten Fallrohrfilter
mit Überlaufstopp
in einem Fallrohr einer Dachrinne verbunden ist.
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Am
Boden der Regenwasserbehälter 1 ist eine
saugseitig offene Tauchpumpe 5 angeordnet. Druckseitig
ist die Tauchpumpe 5 an das eine Ende einer Förderleitung 6 angeschlossen,
an dessen anderen Ende sich eine Verschlussvorrichtung 7 befindet.
Innerhalb der Regenwasserbehälter 1 ist
außerdem
eine Konsole 8 angeordnet, die gleichseitig mit dem Regenwasserzulauf 4 am
innenseitigen oberen Randbereich der Regenwasserbehälter 1 angeschlagen
ist.
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Prinzipiell
ist es aber auch denkbar, den Regenwasserbehälter 1 vollständig oder
soweit in das umliegende Erdreich 2 einzubringen, bis nur
noch der Deckel 3 des Regenwasserbehälters 1 oberhalb des Erdreiches 2 zu
sehen ist. Bei dieser Anordnung befindet sieh auch der Regenwasserzulauf 4 innerhalb des
Erdreiches 2.
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Wie
die 2 in einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt, ist die
Konsole 8 auf der gleichen Seite wie der Regenwasserzulauf 4 angeschlagen,
wobei der Regenwasserzulauf 4 mit einer Winkelverschraubung 9 und
einem Muffenrückschlagventil 10 in
der Regenwasserbehälter 1 mündet.
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An
der nichtangeschlagenen Seite der Konsole 8 ist ein senkrecht
verlaufendes Säulenlager 11 angeordnet,
in dem eine Säulenstange 12 über die Höhe verschiebbar
gelagert ist. Dabei besitzt die Säulenstange 12 an seinem
oberen Ende einen verschieb- und arretierbaren Schwimmer 13.
Am unteren Ende der Säulenstange 12 ist
ein Gegengewicht 14 angeordnet.
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Zwischen
den beiden Seiten der Konsole 8 befindet sich mittig ein
nach unten gerichteter Haltearm 15, an dessen äußeren Ende
ein Lager 16 eine Auflage 17 für einen Hebel 18 bildet.
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Einerseits
der Auflage 17 ist der Hebel 18 über einen
Druckzapfen 19 mit der Säulenstange 12 verbunden.
Andererseits der Auflage 17 liegt auf dem Hebel 18 ein
Ventilstößel 20 des
Muffenrückschlagventils 10 auf,
wobei der Ventilstößel 20 durch
eine sich an einer Ventilstößelführung 21 abstützende Druckfeder 22 auf
den Hebel 18 gedrückt
wird. Dabei ist die Ventilstößelführung 21 kraftschlüssig an
der Innenwand des Regenwasserzulaufes 4 befestigt und besitzt
eine vertikale Durchgangsbohrung 23, die eine senkrechte
Hubbewegung des Ventilstößels 20 ermöglicht.
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Das
Muffenrückschlagventil 10 ist
so in dem Regenwasserzulauf 4 angeordnet, dass in Strömungsrichtung
des Regenwassers ein an dem Ventilstößel 20 kraftschlüssig angeordneter
Ventilteller 24 in einen Ventilsitz 25 gedrückt wird.
Dieser Ventilsitz 25, der ebenfalls an der Innenwand des
Regenwasserzulaufs 4 befestigt ist, besitzt außerdem eine Blende 26,
durch die der freie Strömungsquerschnitt des
Regenwassers im Regenwasserzulauf 4 eingeengt wird.
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Die 3 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel,
bei dem im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel, die Anordnung
des Schwimmers 13 und des Gegengewichts 14 vertauscht
ist und der Schwimmer 13 sich am unteren Ende und das Gegengewicht 14 am
oberen Ende der Säulenstange 12 befindet.
Bei diese Schwimmeranordnung ist der Schwimmer 13 in der
Waagerechten unter dem Hebel 18 angeordnet. Dadurch liegt
auch die mit dem Schwimmer 13 gemessene maximale Füllhöhe des Regenwassers
in dem Regenwasserbehälter 1 unterhalb
des Regenwasserzulaufs 4.
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Der
Schwimmer 13, das Gegengewicht 14 und die Druckfeder 21 sind
in beiden Ausführungsbeispielen
derart zu dimensionieren, dass die Gewichtskraft des Gegengewichtes 14,
unter Beachtung der Hebelverhältnisse
der angreifenden Kräfte auf
den Hebel 18, einerseits größer als die Summe aus der durch
die Druckfeder 21 erzeugten Federkraft und der durch eine
Wassersäule
auf den Ventilteller 24 resultierenden Druckkraft ist.
Andererseits muss die Gewichtskraft des Gegengewichtes 14 aber auch
kleiner als die durch den Schwimmer 13 im Wasser erzeugten
Auftriebskraft sein.
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Die
Funktionsweise des neuen Rückschlagventils
für einen
Regenwasserbehälter
soll nun nachstehend für
beide Ausführungsbeispiele
erläutert werden.
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Dazu
wird von einer leeren Regenwasserbehälter 1 ausgegangen.
Wird nun durch ein Regenschauer Regenwasser über die in den Figuren nicht dargestellten
Dachrinne und dem Fallrohrfilter mit Überlaufstopp aufgefangen und
gefiltert sowie über den
Regenwasserzulauf 4 in den Regenwasserbehälter 1 geleitet,
und ist gleichzeitig die Wassermenge des zulaufenden Regenwassers
größer als
die Wassermenge, die über
die Saugseite der Tauchpumpe 5 aus der Regenwasserbehälter 1 herausgepumpt
wird, dann wird der Regenwasserbehälter 1 gefüllt.
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Der
Schwimmer 13 schwimmt auf der Wasseroberfläche. Mit
steigender Füllhöhe des Regenwassers
in dem Regenwasserbehälter 1 zieht
der Schwimmer 13 die Säulenstange 12 vertikal
immer weiter nach oben. Dabei verringert der mit der Säulenstange 12 kraftschlüssig verbundene
Druckzapfen 19 seine Auflagekraft auf den Hebel 18.
Der Hebel 18 verändert
seine Lage, wodurch auch die durch den Hebel 18 auf den
Ventilstößel 20 einwirkende
Hubkraft verringert wird.
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Ist
die maximale Füllhöhe der Regenwasserbehälter 1 erreicht,
dann ist diese durch den Hebel 18 auf den Ventilstößel 20 ausgeübte Hubkraft
kleiner als die Summe aus der durch die Druckfeder 21 erzeugte
Federkraft und der durch die Wassersäule auf den Ventilteller 23 resultierenden
Druckkraft. In diesem Zustand ist das neue Rückschlagventil geschlossen.
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Ist
die in der Regenwasserbehälter 1 zulaufende
Wassermenge kleiner als die Wassermenge, die über die Saugseite der Tauchpumpe 5 aus
der Regenwasserbehälter 1 herausgepumpt
wird, dann nimmt die Füllhöhe des Regenwassers
in dem Regenwasserbehälter 1 ab.
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Gleichzeitig
senkt sich auch der Schwimmers 13 ab, so dass die Säulenstange 12 nach
unten geschoben wird. Dabei wird die durch das Gegengewicht 14 erzeugte
und durch den Druckzapfen 19 auf den Hebel 18 ausgeübte Auflagekraft
größer. Der
Hebel 18 verändert
wiederum seine Lage, wodurch diesmal aber die durch den Hebel 18 auf
den Ventilstößel 20 einwirkende
Hubkraft vergrößert wird.
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Ist
diese durch den Hebel 18 auf den Ventilstößel 20 ausgeübte Hubkraft
größer als
die Summe aus der durch die Druckfeder 21 erzeugte Federkraft und
der durch die Wassersäule
auf den Ventilteller 23 resultierenden Druckkraft, dann
ist das neue Rückschlagventil
geöffnet.
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- l
- Regenwasserbehälter
- 2
- Erdreich
- 3
- Deckel
- 4
- Regenwasserzulauf
- 5
- Tauchpumpe
- 6
- Förderleitung
- 7
- Verschlussvorrichtung
- 8
- Konsole
- 9
- Winkelverschraubung
- 10
- Muffenrückschlagventil
- 11
- Säulenlager
- 12
- Säulenstange
- 13
- Schwimmer
- 14
- Gegengewicht
- 15
- Haltearm
- 16
- Lager
- 17
- Auflage
- 18
- Hebel
- 19
- Druckzapfen
- 20
- Ventilstößel
- 21
- Ventilstößelführung
- 22
- Druckfeder
- 23
- Durchgangsbohrung
- 24
- Ventilteller
- 25
- Ventilsitz
- 26
- Blende