DE20220163U1 - Ventil zur Steuerung des Wassereinlaufes in einen Spülkasten - Google Patents

Description

Ventil zur Steuerung des Wassereinlaufes in einen Spülkasten

Die Erfindung betrifft ein Ventil zur Steuerung des Wassereinlaufes in einen Spülkasten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Ventile sind bekannt aus der DE 31 33 650 A1 und der

EP 0 645 570 B1. Diese bekannten Ventile sind relativ sperrig aufgebaut, sodass sie relativ viel Bauraum im Spülkasten beanspruchen. Zudem ist es bei den bekannten Ventilen erforderlich, eine relativ große Wartungsöffnung vorzusehen, damit sämtliche Komponenten des Ventils zugänglich sind.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ventil der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass es kompakter aufgebaut werden kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die Ursache des sperrigen Aufbaus der bekannten Spülkasten-Ventile darin begründet liegt, dass dort der Schwimmerkörper einerseits und der Ventilkörper andererseits als Teile voneinander getrennt angeordneter Baugruppen vorliegen, die über eine aufwendige Kraftumlenkungsmechanik zusammenwirken. Auf letztere kann verzichtet werden, wenn der Ventilkörper ohne Kraftumlenkung, also direkt oder über einen nicht-kraftumlenkenden Übertragungskörper auf den Ventilkörper wirkt. Dies ermöglicht es, den Schwimmerkörper und den Ventilkörper in einem kompakten Gehäuse unterzubringen, sodass eine Wartungsöffnung für das Spülkasten-Ventil klein dimensioniert ausgeführt werden kann.

Zudem verringert sich der Platzbedarf des Spülkasten-Ventils im Spülkasten, sodass ggf. auch der Spülkasten kleiner dimensioniert werden kann. Der Wegfall der Kraftumlenkungsmechanik führt ferner zu einer Verringerung der bewegten Kompo-

nenten des Ventils, was sich vorteilhaft auf die Geräuschentwicklung bei der Ventilbetätigung auswirkt.

Ein deformierbarer Ventilkörper gemäß Anspruch 2 stellt eine Alternativlösung zu einem Ventilkörper aus gegeneinander beweglichen starren Bauteilen dar, wobei beim deformierbaren Ventilkörper die Gefahr eines Verkantens, die bei der Verlagerungsbewegung zweier starrer Ventilkörperkomponenten zueinander droht, vermieden ist. Auch eine Geräuschentwicklung, die sich bei der Verlagerungsbewegung starrer Ventilkörperkomponenten ergeben kann, ist beim deformierbaren Ventilkörper vermeidbar.
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Eine flexible Membran nach Anspruch 3 lässt sich kostengünstig, leicht deformierbar und aus gut dichtendem und wenig verschleißendem Material herstellen.

Ein Sollverformungsabschnitt nach Anspruch 4 ermöglicht eine definierte Deformation des Ventilkörpers.

Bei einem Ventilkörper nach Anspruch 5 wird der Druck des einströmenden Wassers zum Schließen des Ventils ausgenutzt. Dies reduziert die Anforderungen, welche an die Wirkung des Schwimmerkörpers auf den Ventilkörper zum Verschließen des Ventils gestellt werden.

Über einen Ausströmkanal nach Anspruch 6 lässt sich der Hohlraum zur Öffnung des Ventils auf einfache Weise entleeren.

Eine Anordnung des Ausströmkanals nach Anspruch 7 führt zu einer automatischen Füllung des Hohlraums nach dem Verschließen des Ausströmkanals durch den Schwimmerkörper. Es reicht daher aus, wenn der Schwimmerkörper den ggf. eng dimensionierten Ausströmkanal zum Einleiten des Schließvorgangs des Ventils verschließt. Dies kann auch durch eine baulich wenig aufwendige Ausführung einer mechanischen Wirkverbindung zwischen dem Schwimmerkörper und dem Ventilkörper erreicht werden.

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Ein Übertragungskörper nach Anspruch 8 vergrößert den Designspielraum bei der Gestaltung z. B. des Ein- oder Ausströmkanals des Ventils. Ein Verkanten des Schwimmerkörpers oder ein unvollständiges Verschließen des Ausströmkanals durch den Schwimmerkörper kann hierdurch vermieden werden. Ein Schwimmerkörpergehäuse nach Anspruch 9 kann - wie dies prinzipiell aus dem Stand der Technik bekannt ist - so ausgeführt sein, dass es erst bei Erreichen eines Soll-Füllstands im Spülkasten schnell gefüllt wird, sodass sich das Spülkasten-Ventil erst gegen Ende des Füllvorgangs des Spülkastens relativ schnell schließt.

Ein flexibles Rohr nach Anspruch 10 lässt sich auch in Spülkästen verschiedener Innengeometrie einfach montieren. Durch eine gesicherte Anbringung des Rohrs am Boden des Spülkastens, insbesondere durch Festklipsen, kann vermieden werden, dass das flexible Rohr während des Füllens des Spülkastens schwingt. Zudem bietet ein flexibles Rohr hinsichtlich der Art seiner Verlegung großen Spielraum, sodass eine Verlegung gewählt werden kann, die hinsichtlich der Geräuschemissionen beim Füllen des Spülkastens optimal ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
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Fig. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Ventil;

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1; und

Fig. 3 einen zu Fig. 1 ähnlichen Schnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels

eines erfindungsgemäßen Ventils.

Die Figuren 1 und 2 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 bezeichneten Ventils. Dieses steuert den Wassereinlauf in einen in der Zeichnung nicht dargestellten Spülkasten. Wasser tritt hierbei, wie in Figur 1 durch einen Strömungsrichtungspfeil 2 angedeutet, über eine flexible Zufuhrleitung 3 in einen Wasserzulaufabschnitt 4 des Ventils 1 ein. Die Zufuhrleitung 3 ist mittels einer bekannten Überwurfmutter-Verbindung 5 dicht mit dem Wasserzulaufabschnitt 4

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verbunden. Durch den Wasserzulaufabschnitt 4 strömt das Wasser, wie durch einen Strömungsrichtungspfeil 6 verdeutlich, über einen ringförmigen Zuströmkanal 7 hin zu einem Durchtrittskanal 8 zwischen dem Wasserzulaufabschnitt 4 und einem Wasserablaufabschnitt 9, wie durch einen Strömungsrichtungspfeil 10 verdeutlicht.
Ein in Strömungsrichtung nach dem Durchtrittskanal 8 angeordneter erster Leitungsbereich 11 des Wasserablaufabschnitts 9 ist koaxial zur Rotations-Symmetrieachse des Zuströmkanals 7 ausgebildet.

Auf das stromabwärts gelegene Ende des Wasserablaufabschnitts 9 ist ein flexibles Wasserablaufrohr 12 aufgeschoben und dicht mit dem Wasserablaufabschnitt 9 verbunden. Ein freies Ende 13 des Rohrs 12 ist im Bereich eines Bodens des nicht dargestellten Spülkastens angeordnet und dort festgelegt, z. B. mittels einer geeigneten Klipsverbindung festgeklipst. Wie durch Strömungsrichtungspfeile 14 dargestellt, strömt das Wasser aus dem Wasserablaufabschnitt 9 in das Rohr 12 und aus dem freien Ende 13 in den Spülkasten.

In den Figuren 1 und 2 ist das Ventil 1 in Schließstellung dargestellt. In dieser verschließt ein Ventilkörper 15 den Durchtrittskanal 8. Der Ventilkörper 15 ist mehrteilig ausgeführt und umfasst als verlagerbaren Abschnitt eine flexible runde Gummimembran 16, die in der Schließstellung dicht an einem Ventilsitz 16a anliegt, der durch einen umlaufenden Stirnkantenbereich des Durchtrittskanals 8 gebildet ist. Im Bereich ihrer Peripherie liegt die Gummimembran 16 an einer Umfangsstufe 17 in einer äußeren Begrenzungswand 18 des Zuströmkanals 7 an und ist hierdurch gegen eine Verschiebung in Richtung des Strömungsrichtungspfeils 10 gesichert. Zwischen einem Zentralbereich und dem Umfangsbereich der Gummimembran 16 umfasst diese einen Sollverformungsabschnitt in Form eines koaxial zur Rotations-Symmetrieachse der Gummimembran 16 umlaufenden und im Querschnitt U-förmigen Membranbiegeprofils 19. Dem zulaufseitigen Abschnitt des Zuströmkanals 7 ist der „Berg" des Membranbiegeprofils 19 zugewandt. Dort weist das Membranbiegeprofil 19 eine Mehrzahl von Einströmkanälen 20 auf, durch die das Wasser vom Zuströmkanal 7 in einen Hohlraum 21 im Ventilkörper 15 einströmen kann. Auf der von der Gummimembran 16 abgewandten Seite ist der Hohlraum 21 begrenzt durch einen Ventildeckel 22, der ebenfalls Teil des Ventilkörpers 15 ist. Der Ventildeckel 22

ist im Wesentlichen topfförmig sich nach oben öffnend ausgeführt. Mit seiner äußeren Umfangswand liegt der Ventildeckel 22 an einer Innenwand eines Tragabschnitts 23 an, welcher die Außenwand des Zuströmkanals 7 einstückig fortsetzt. Die Innenwand des Tragabschnitts 23 bildet hierbei über die Umfangsstufe 17 die Fortsetzung der äußeren Begrenzungswand 18.

Im Zentralbereich des Ventildeckels 22 ist an diesem der Gummimembran 16 zugewandt eine Führungshülse 24 einstückig angeformt, welche über den Boden des Ventildeckels 22 übersteht. An der Außenwand der Führungshülse 24 geführt ist die Innenwand eines hierzu komplementär geformten topfdeckelförmigen Stütz- und Führungskolbens 25, der im Wesentlichen innerhalb des Hohlraums 21 angeordnet ist. Ein Deckel 26 des Stütz- und Führungskolbens 25 liegt an der dem Hohlraum 21 zugewandten Innenwand der Gummimembran 16 an. Zentral am Deckel 26 ist eine Befestigungsnase 27 einstückig angeformt, die eine zentrale Befestigungsöffnung 28 in der Gummimembran 16 durchtritt. Über eine umlaufende Nut in der Befestigungsnase 27, in die der Zentralbereich der Gummimembran 16 eingelegt ist, ist der Stütz- und Führungskolben 25 an der Gummimembran 16 festgelegt.

Zentral im Ventildeckel 22 und koaxial zur Führungshülse 24 ist ein erster Ausströmabschnitt 29 eines Ausströmkanals 30 angeordnet. Letzterer verbindet den Hohlraum 21 mit dem Wasserablaufabschnitt 9. Der erste Ausströmabschnitt 29 mündet an seinem dem Hohlraum 21 gegenüberliegenden Ende über einen überstehenden Zentralbereich 31 des Ventildeckels 22 aus diesem aus. Dort liegt in der Schließstellung des Ventils 1 eine runde, scheibenförmige Deckeldichtung 32 am Ventildeckel 22 an. Im Umfangsbereich liegt die Deckeldichtung 32 an einer rückspringenden Umfangsstufe 33 einer Haltemutter 34 an, welche ein Innengewinde aufweist, das in ein hierzu komplementäres Außengewinde des Tragabschnitts 23 geschraubt ist. Um den Ventildeckel-Zentralbereich 31 herum ist zwischen dem Ventildeckel 22 und der Deckeldichtung 32 ein ringförmiger zweiter Ausströmabschnitt 35 des Ausströmkanals 30 gebildet. Dieser mündet in einen dritten Ausströmabschnitt 36 im Umfangsbereich des Ventildeckels 22, der wiederum über einen weiteren Ringraum 37 zwischen dem Ventildeckel 22 und dem Tragabschnitt 23 in einen vierten Ausströmabschnitt 38 einmündet. Letzterer ist als Kanal im Tragabschnitt 23 ausge-

führt und mündet als letzter Abschnitt des Ausströmkanals 30 in den Wasserablaufabschnitt 9 aus.

Gegenüberliegend zum Ventildeckel-Zentralbereich 31 liegt an der Deckeldichtung 32 eine Übertragungsnase 39 eines im eingebauten Zustand des Ventils 1 nach unten offenen Schwimmerkörpers 40 an.

Der Schwimmerkörper 40 ist im Wesentlichen zylindrisch geformt, wobei ein Schwimmerdeckel-Zentralbereich 41 einer den Schwimmerkörper 40 nach oben abschließenden Deckelwand 42, in dem zentral die vorstehende Übertragungsnase 39 angeordnet ist, gegenüber einem den Schwimmerdeckel-Zentralbereich 41 umgebenden Schwimmerdeckel-Umfangsbereich 43 nach unten zurückspringend angeordnet ist. Zwischen dem Zentralbereich 41 und dem Umfangsbereich 43 der Dekkelwand 42 setzt sich diese über eine zylindrische Führungswand 44 fort. Mittels der Führungswand 44 ist eine Verlagerungsbewegung des Schwimmerkörpers 40 an der Außenwand der Haltemutter 34 geführt.

Der Schwimmerkörper 40 ist in einem Schwimmerkörpergehäuse 45 angeordnet. Letzteres ist über einen Haltesteg 46 am Wasserzulaufabschnitt 4 festgelegt. In einem topfförmig zurückspringenden Zentralbereich 46a im Boden 47 des Schwimmerkörpergehäuses 45 ist eine Wasserdurchtrittsöffnung 48 ausgebildet. In dem Boden-Zentralbereich 46a ist an der bodenseitigen Außenseite des Schwimmerkörpergehäuses 45 ein Schwimmergehäuseventilkörper 49 eines Schwimmergehäuseventils 50 angeordnet. In Figur 1 ist das Schwimmergehäuseventil 50 in einer Offenstellung dargestellt. Im Umfangsbereich um die Wasserdurchtrittsöffnung 48 weist der Boden-Zentralbereich 46a eine dem Schwimmergehäuseventilkörper 49 zugewandte Umfangswulst 51 auf, an der der Schwimmergehäuseventilkörper 49 in Schließstellung des Schwimmergehäuseventils 50 dichtend anliegt. Eine den Boden 47 am Rücksprung durch den Boden-Zentralbereich 46a fluchtend fortsetzende weitere Umfangswulst 52 sichert den Schwimmergehäuseventilkörper 49 gegen ein Freikommen vom Boden-Zentralbereich 46a.

Das Schwimmerkörpergehäuse 45 umgibt den Schwimmerkörper 40 bodenseitig bei geschlossenem Schwimmergehäuseventil 50 dicht bis zu einem in Figur 1 gestrichelt angedeuteten Füllniveau 53, an dem eine Seitenwand 54 des Schwimmerkörpergehäuses 45 endet.
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Das Ventil 1 funktioniert folgendermaßen: In Offenstellung ist die Gummimembran 16 vom Ventilsitz 16a abgehoben. Wasser kann vom Wasserzulaufabschnitt 4 über den Durchtrittskanal 8 in den Wasserablaufabschnitt 9 und von dort in den Spülkasten strömen, der sich füllt.

Gleichzeitig kann Wasser durch die Einströmkanäle 20, den Hohlraum 21 und den Ausströmkanal 30 ebenfalls von dem Wasserzulaufabschnitt 4 in den Wasserablaufabschnitt 9 strömen. Wenn das steigende Wasser im Spülkasten das Niveau des Schwimmergehäuseventils 50 erreicht hat, drückt der Wasserdruck den Schwimmergehäuseventilkörper 49 gegen die Umfangswulst 51 des Schwimmerkörpergehäuses 45, sodass das Schwimmergehäuseventil 50 die Wasserdurchtrittsöffnung 48 verschließt. Wasser kann von unten her daher bei steigendem Wasserniveau zunächst nicht in das Schwimmerkörpergehäuse 45 einströmen. Wenn das weiter steigende Wasser im Spülkasten das Füllniveau 53 erreicht hat, strömt Wasser über die Seitenwand 54 und in das Schwimmerkörpergehäuse 45. Da der Schwimmerkörper 40 nur nach unten offen ist, bildet sich in ihm eine Luftblase, sodass der Schwimmerkörper 40 durch das in das Schwimmerkörpergehäuse 45 einströmende Wasser angehoben wird. Hierdurch übt die Übertragungsnase 39 des Schwimmerkörpers 40 über die Deckeldichtung 32 Druck auf den Zentralbereich 31 des Ventildeckels 22 aus, sodass der Ausströmkanal 30 verschlossen wird. Die Deckeldichtung 32 wirkt daher als Übertragungskörper zwischen dem Schwimmerkörper 40 und dem Ventilkörper 15.

Da die dem Hohlraum 21 zugewandte Fläche der Gummimembran 16 größer ist als die dem Zuströmkanal 7 zugewandte Fläche, wird aufgrund der durch den Wasserdruck netto in Richtung des Strömungsrichtungspfeils 10 wirkenden Kraft auf die Gummimembran 16 diese zunächst in dieser Richtung auf den Ventilsitz 16a zubewegt, bis sie an diesem anliegt. Diese Verlagerungsbewegung der Gummimembran 16 wird durch das Zusammenwirken des Stütz- und Führungskolbens 25 mit der Füh-

rungshülse 24 geführt. Wenn die Gummimembran am Ventilsitz 16a anliegt, ist das Ventil 1 geschlossen und der Wasserstrom in dem Spülkasten stoppt.

Wird der Spülkasten entleert, so sinkt der Wasserstand und das Schwimmergehäuseventil 50 öffnet, sodass das Wasser aus dem Schwimmkörpergehäuse strömt. Dadurch verlagert sich der Schwimmerkörper 40 wieder in Richtung auf den Boden 47 des Schwimmerkörpergehäuses 45 zu, wodurch der Druck der Übertragungsnase 39 über die Deckeldichtung 32 auf den Zentralbereich 31 nachlässt und der Ausströmkanal 30 wieder geöffnet ist.

Dadurch kann Wasser aus dem Hohlraum 21 durch den Ausströmkanal 30 abfließen und die Gummimembran 16 kann sich entspannen, wodurch der Durchtrittskanal 8 wieder freigegeben wird. Das Ventil 1 öffnet also, sodass der Spülkasten wieder befüllt werden kann.

Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Ventils zur Steuerung des Wassereinlaufs in einen Spülkasten. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die schon unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 beschrieben wurden, tragen die gleichen Bezugszeichen und werden nicht nochmals im Einzelnen erläutert.

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 sind der Bereich 11 und der ringförmige Strömungskanal 7 den Zu- und Ablaufabschnitten genau umgekehrt zugeordnet wie beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2. Der Leitungsbereich 11 ist also Teil des Wasserzulaufabschnitts 4 und der ringförmige Strömungskanal 7 ist Teil des Wasserablaufschnitts 9. Anstelle der in den Membranbiegeprofilen 19 angeordneten Einströmkanäle 20 weist die Gummimembran 16 beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 einen zentralen Einströmkanal 20 auf, der in der Befestigungsnase 27 ausgebildet ist. Anstelle einer nur eine gewisse Höhe aufweisenden Seitenwand 54 weist das Schwimmerkörpergehäuse 45 des Ausführungsbeispiels nach Figur 3 eine den Schwimmerkörper 40 vollständig umgebende Seitenwand 54 mit in Höhe des Füllniveaus 53 angeordneten Wassereintrittsöffnungen 55 auf, durch die das Wasser bei steigendem Füllniveau im Spülkasten in das Schwimmerkörpergehäuse 45 einströmen kann.

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Ansonsten entspricht das Ausführungsbeispiel nach Figur 3 von seinem Aufbau und seiner Funktion her dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2.

- Schutzansprüche -

Claims (10)

1. Ventil (1) zur Steuerung des Wassereinlaufes in einen Spülkasten

- mit einem Ventilkörper (15), der mit einem Ventilsitz (16a) zum Verschließen eines Durchtrittskanals (8) zwischen einem Wasserzulaufabschnitt (4) im Strömungsweg vor dem Ventilkörper (15) und einem Wasserablaufabschnitt (9) im Strömungsweg nach dem Ventilkörper (15) und vor dem Spülkasten zusammenarbeitet,

- mit einem durch in den Spülkasten ein- bzw. aus diesem auslaufendes Wasser bewegbaren Schwimmerkörper (40), der mit dem Ventilkörper (15) in mechanischer Wirkverbindung steht,

dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmerkörper (40) derart angeordnet ist, dass er auf den Ventilkörper (15) direkt wirkt.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (15) zumindest zum Teil aus einem Material besteht, welches durch den Druck des Wassers im Strömungsweg, insbesondere im Bereich des Durchtrittskanals (8), zwischen einer Schließstellung des Ventilkörpers (15) und einer Offenstellung, in der der Durchtrittskanal (8) zumindest teilweise freigegeben ist, deformierbar ist.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (15) einen verlagerbaren Abschnitt (16) in Form einer flexiblen Membran umfasst.

4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (15) einen rotationssymmetrischen verlagerbaren Abschnitt (16) mit einem koaxial zur Symmetrieachse verlaufenden Sollverformungsabschnitt (19) umfasst.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (15) einen Hohlraum (21) aufweist, in den einströmendes Wasser durch mindestens einen Einströmkanal (20) strömen kann, wobei der Ventilkörper (15) derart ausgeführt ist, dass er bei gefülltem Hohlraum (21) in Schließstellung vorliegt, und wobei insbesondere die dem Hohlraum (21) zugewandte Fläche eines verlagerbaren Abschnitts (16) des Ventilkörpers (15) größer ist als die dem Wasserzulaufabschnitt (4) zugewandte Fläche des verlagerbaren Abschnitts (16) des Ventilkörpers (15).

6. Ventil nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch mindestens einen Ausströmkanal (30), welcher den Hohlraum (21) bei geöffnetem Ventil (1) mit dem Wasserablaufabschnitt (9) und/oder dem Spülkasten verbindet.

7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausströmkanal (30) derart angeordnet ist, dass er bei geschlossenem Ventil (1) unter der Wirkung des Schwimmerkörpers (40) verschlossen ist.

8. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmerkörper (40) über einen relativ zum Schwimmerkörper (40) beweglichen Übertragungskörper (32) auf den Ventilkörper (15) wirkt.

9. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmerkörper (40) und der Ventilkörper (15) in einem Schwimmerkörpergehäuse (45) untergebracht sind.

10. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserablaufabschnitt (9) zumindest teilweise als flexibles Rohr (12) ausgebildet ist, dessen freies Ende (13) mit der Austrittsöffnung insbesondere benachbart zum Boden des Spülkastens anbringbar, insbesondere festklipsbar ist.