DE3126173A1

DE3126173A1 - Spuelungsventil

Info

Publication number: DE3126173A1
Application number: DE3126173A
Authority: DE
Inventors: Charles C. Oak Brook Ill. Allen; Charles S. River Forest Ill. Allen; Frederic Chicago Ill. Lissau
Original assignee: Sloan Valve Co
Current assignee: Sloan Valve Co
Priority date: 1980-07-30
Filing date: 1981-07-02
Publication date: 1982-04-08
Also published as: CA1150217A; FR2487881B1; FR2487881A1; US4327891A; DE3126173C2; JPS6149456B2; IT8148899A0; MX153557A; ZA813811B; JPS5754639A; IT1171388B

Description

P 16 360

Beschreibung

Diese Erfindung betrifft allgemein Verbesserungen bei Spülungsventilen für Urinbecken und andere Instalationseinrichtungen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine verbesserte Membran.zur Verwendung In Spülungsventilen.

Ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist eine Membran des beschriebenen Typy, welche einen Kunststoffeinsatz zum Erhöhen der Festigkeit der Membran aufweist.

Ein anderes Ziel ist ein Einsatz zum Erhöhen der Festigkeit für eine Spülungsventilmembran, wobei die Flexibilität in zwei Richtungen gestattet sein soll.

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Ein anderes Ziel ist eine Spülungsventilmembran mit einem Kunststoffeinsatz, der das Rattern verhindert, wenn das Ventil zumacht»

Ein anderes Ziel ist eine Spülungsventilmembran mit einem Kunststoffeinsatz zum Erhöhen der Festigkeit, wobei eine einstückige Herstellung möglich sein soll.

Ein anderes Ziel ist eine Spülungsventilmembran, die einen Kunststoffeinsatz aufweist, mit einem im Einsatz aus· gebildeten Beipaß.

Andere Ziele werden aus der nachfolgenden Beschreibung, de"n Zeichnungen und Ansprüchen ersichtlich.

In der Zeichnung ist

Fig. 1 eine Ansicht des Spülungsvent.ils, mit einer Membran, gemäß der vorliegenden Erfindung, im Aufriß,

Fig. 2 eine Draufsicht bei weggeschittenen Abschnitten auf ein Segment einer erfindungsgemäßen Spülungsventilmebran,

Fig. 3 ein Schnitt, der im wesentlichen längs Linie 3-3 in Fig. 2 vorgenommen wurde,

Fig. 4 ein Schnitt, der im wesentlichen längs Linie 4-4 in Fig. 2 vorgenommen wurde,

Fig. 5 ein Sehnitt, der im wesentlichen längs Linie 5-5

in Fig. 2 vorgenommen wurde.

Es folgt nun die Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels; diese Erfindung betrifft Spülungsventile und insbesondere eine verbesserte Membran zur Verwendung in derartigen Ventilen. Ein Spülungsventil jenes Typs, bei welchem die vorliegende Erfindung vorteilhaft verwendet werden kann, ist in Fig. 1 gezeigt. Das Spülungsventil weist ein allgemein hohles Gehäuse 10 auf, welches einen Einlaßanschluß 12, einen Auslaßanschluß 14 und einen Anschluß 16 zum Ansetzen eines Handgriffes aufweist. Die Oberseite des Ventilgehäuses ist von einem Außendeckel 18 und einem Innendeckel 20 verschlossen. Der Einlaßabschnitt des Ventils ist gegenüber' dem Auslaßabschnitt durch einen mittigen Durchlaß 22 getrennt, der an den Innenwänden des Ventilgehäuses 10 angebracht ist. Ein Haupt;-Ventilsitz 24 ist an der Oberseite des Durchlasses ausqeblldet.

Das Ventil wird durch einen Betätigungshandgriff 26 betätigt, der am Ventilgehäuse 10 mittels einer Kupplungsmutter 28 befestigt ist. Der Handgriff ist mit einem Stößel 30 verbunden, der sich zum inneren Abschnitt des Ventilgehäuses hin erstreckt. Der Stößel 30 wird von einer Büchse 32 geführt und getragen und von einer Feder 34 zurückgestellt. Eine Gummi-Dichtungskappe oder Dichtung 36 ist auf das Ende der Büchse 32 aufgerastet und verhindert ein Auslecken aus der HandgriffÖffnung.

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Ein kreisringförmiger Ventilsitz 24 wird normalerweise von einer Membran 38 verschlossen. Die'Membran erstreckt sich quer zum Gehäuse-10 und grenzt eine obere Kammer 40 ab. Die Membran weist einen Beipaß bzw. eine Umgehung 42 auf, welche eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Einlaßseite des Ventils und der oberen Kammer 40 herstellt. Ein Filter 44 kann vorgesehen sein, um ein Zusetzen der Umgehung 42 zu verhindern.

Die Membran 38 ist mit ihrer Außenkante am Ventilgehäuse angebracht. Der. Außendeckel 18 spannt die Membran zwischen ei ner Schulter am Ventilgehäuse und äejtcinneren -Deckel- 20 festi Die Mitte der Membran weist eine Öffnung auf, welche die Strömungsmittelverbindung zwischen der oberen Kammer. 40 und dem Auslaß 14 zuläßt. Ein Entlastungsventil, das allgemein an der Stelle 46 gezeigt ist, ist an der Membran angebracht und verschließt normalerweise die öffnung an der Mitte der Membran. Das Entlastungsventil 46 umfaßt einen Führungsabschnitt 48, der Flügel 49 aufweist. Die Flügel befinden sich in enger Passung gegenüber dem Innendurchmesser des Durchlaßes 22. Die Führung 48 weist auch eine Lippe 50 auf. Die Lippe trägt eine Manschette 52. Das Entlastungsventil umfaßt ein Spannteil 54, welches in Gewindeeingriff mit dem Führungsabschnitt 48 steht. Das Spannteil 54 spannt die Innenkante der Membran 38 zwischen dem Teil 54 und der Manschette 52 fest. Das Spannteil 5H weist ein Loch

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in der Mitte auf, welches normalerweise durch einen Hilfsventilkörper 56 verschlossen ist. Dieser Körper ist mit einem nach unten hängenden Stiel 58 verbunden, der sich zu einer Stelle·gegenüber dem Betätigungsstößel 30 erstreckt. Das Spannteil 54 kann eine Gummibeschichtung aufweisen, um die Dichtungsberührung zwischen dem Hilfsventilkörper 56 und dem Spannteil zu verbessern.

Der Betrieb des Ventils ist wie folgt: In der normalerweise geschlossenen Lage, die in Fig. 1 gezeigt ist, wird der Wasserdruck am Ventileinlaß der oberen Kammer 40 durch die Umgehung 42 mitgeteilt. Da der Oberflächenbereich, der dem Wasserdruck ausgesetzt ist, an der Oberseite der Membran größer ist, drückt der Wasserdruck die Membran nach unten auf den Ventilsitz 24. Dies hindert das Wasser daran, zum Auslaß 14 zu strömen. Wenn der Benutzer den Handgriff 26 in irgendeiner Richtung schwenkt, dann bewegt sich der Stößel 30 nach innen, kippt den Stiel 58 und bewegt den Hilfsventilkörper 56 aus dem Dichtungseingriff mit dem Spannteil 54. Dies entlastet den Druck in der oberen Kammer 40 dadurch, daß es Wasser gestattet ist, durch das Führungsteil 48 zu strömen. Wenn der Druck in der oberen Kammer entlastet ist, dann drückt der Einlaß-Wasserdruck die Membran nach oben und weg vom Hauptventilsitz 24. Wasser strömt dann unmittelbar vom Einlaß durch den Durchlaß 22 und zum Auslaß 14. Wenn die Membran 38 und das Entlastungs-

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ventil 46 sich nach oben bewegen, dann kehrt der Hilfsventilkörper 56 wieder auf seinen Sitz zurück und sperrt die obere Kammer ab, wobei er die Membran wieder zurück auf den Hauptventilsitz 24 drückt, um das Ventil zu sehließen. Die Führung 48 und ihre zugeordneten Flügel 49 berühren den Durchlaß 22, um der Membran Stabilität zu verleihen, wenn sie sich bewegt. Die^Führung hält die Membran eben, wenn sie zumacht, und verhindert somit ein Rattern. Sollte der Betätigungshebel 26 übermässig lang gehalten werden, dann wird das Ventil dennoch wirksam sein, da der Stiel 58 einen telesko.partigen Teil aufweist, welcher es erlaubt, daß er in seine Normallage zurückkehrt, selbst wenn er vom Stößel 30 behindert sein sollte.

Es ist ersichtlich,daß die Membran 38 in eine Richtung senkrecht zur Ebene der Membran flexibel sein muß. Dies dient dazu, ihre Auf- und Abwärtsbewegung zu gestatten. Die Membran muß auch in einer Richtung parallel zur Membranebene nachgeben. Betrachtet man Fig. 1, dann ist ersichtlich, daß der Abschnitt zwischen ihren Anbringungsstellen gegenüber der Horizontalen nach unten abgewinkelt ist. Man kann die Betrachtung anstellen, daß in dieser Lage jede Seite der Membran die Hypotenuse eines Dreieckes bildet, dessen andere Schenkel horizontal uns vertikal sind. Wenn sich die Membran aus der Hypotonusen1ane zur Basis des Dreieckes bewegt (wie es der Fall sein wird, wenn das Ventil öffnet), dann wird die Membran zu-

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sammengedrückt und wird etwa 0,254 mm kürzer. Dies ist Grund, warum die Flexibilität in zwei Richtungen erforderlich ist.

Geformter bzw. gegossener Gummi ist ein geeignetes Material mit hinlänglicher Flexibilität für die Membran. Die Membran muß allerdings auch eine ausreichende Festigkeit aufweisen, um dem Wasserdruck und den Klemmkräften an den Membran-Anbringungsstellen zu widerstehen. Die Membran muß auch die Ausbildung der Umgehungsleitung gestatten. Gummi allein weist nicht die gewünschten Eigenschaften auf. So hat in der Vergangenheit die Membran Messing-Verstärkungsringe an der Außenkante der Membran und auch an der mittigen öffnung umfaßt. Außerdem werden getrennte, starre Messingeinlagen zwischen den Verstärkungsringen angeordnet, um eine zusätzliche Stabilität zu liefern. Diese Einlagen hindern die Membran daran, zur Seite zu gleiten, und tragen somit dazu bei, das Rattern beim Schließen des Ventiles auszuräumen. Dieser Aufbau ist in US-PS 1 714 573 und 2 776 812 gezeigt.

Die vorliegende Erfindung liefert eine Membran, bei welcher alle erforderlichen Verstärkungen aus Kunststoff als eine einstückige Einlage gebildet sind. Die Einlage ist in den Gummiteil· der Membran eingeformt bzw. eingegossen. Dies hat den Vorteil·, daß nur ein Stück in der Gummi-Gußform ausgerichtet werden muß, und die

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Teile der Einlage selbst nicht der Bewegung während des Formgebungsprozesses ausgesetzt sind.

Eine erfindungsgemäße Membran ist in Fig. 2 gezeigt. Diese Membran weist eine geformte bzw. gegossene Gummiabdeckung 60 und eine Kunststoffeinlage auf, die allgemein mit 62 bezeichnet ist. Die Einlage weist Verstärkungsmittel an den Anbringungspunkten der Membran auf. Die Verstärkungsmittel umfassen einen inneren Ring 64 und einen äußeren Ring 66. Jeder Ring umfaßt eine Reihe von Leisten 68, welche die Lage des Rings im Gummi stabilisieren. Es kann auch eine Reihe von Positionierungszungen 70 vorliegen, welche zum Positionieren der Einlage 62 während des Formgebungsvorganges beitragen .

Mehrere mit Abstand angeordnete, starre Abschnitte 72 sind zwischen dem inneren und äußeren Verstärkungsring angeordnet. Die Abschnitte 72 weisen eine Mittelleiste 74 auf. Diese starren Abschnitte 72 sind derart angeordnet, daß sie das Verformen des Gummiabschnitts 60 der Membran nicht beeinträchtigen.

Die starren·Abschnitte 72 werden durch Verbindungsmittel in Form einen Paares durchgehender Rippen 76 und 78 an Ort und Stelle gehalten. Die Rippen sind an jeder Seite der starren Abschnitte 72 angebracht. Bei einem bevorzugten Ausführtangsbeispiel weist die Rippe 76 mehrere

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Finjer 80 auf, die mit der Rippe verbunden sind und sic ι zum inneren Verstärkungsring 68 hin erstrecken. in Ähnlicher Weise weist die Rippe 78 Finger 82 auf, die an der Rippe und dann an dem äußeren Verstärkungsring angebracht sind. Jeder der Finger 80 und 82 kann auch ein 3 Leiste 84 umfassen, um zur Festigkeit der Finger beizutragen. Die Finger dienen auch als Einlauf bzw. FIuJkanäle während des Gusses der Einlage.

Die Rippen 76 und 78 sind zwischen aufeinanderfolgenden, starren Abschnitten 72 eingeknickt. Die eingeknickten Abschnitte liefern eine wickelartige Ausbildung für die Rippen, welche die Flexibilität der Rippen erhöht. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Finger 80 und 82 an den eingeknickten Abschnitten der Rippen ancebracht. D i e eingeknickten Abschnitte sind bei 86 gezeigt

Es ist ersichtlich, daß die Ausbildung der Rippen und Fii jer derart vorgenommen ist, daß an keiner Stelle eine unr Lttelbare, geradlinige Verbindung zwischen innerem unc äußerem Verstärkungsring vorliegt. Wie am besten in '"ig. 3 und 5 zu sehen ist, bestehen zwischen den starren Abs-hnitten 72 und den Verstärkungsringen Zwischenräume. Und dort,wo die Finger eine Verbindung mit den Verstärkung sringen herstellen, liegt ein mittiger Spalt zwischen den eingeknickten Abschnitten der Rippe vor, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Diese Ausbildung gestattet die Flexi-

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bilität in zwei Richtungen , welche für den ordnungsgemäßen Betrieb der Membran erforderlich ist.

Die Rippen 76 und 78 können geringfügig durch < ie Gumrniabdeckung 60 vorspringen. Die Rippe 76 wirkt as Auflagerstelle gegen das Spannteil 54. Die Rippe 8 liegt gegen den inneren Deckel 20 als Schwenkpunkt für die Membranbewegung an. Der genau definierte Schwenkpunkt, der durch die Rippe 78 hergestellt wird, unterstützt die Verlängerung der Betriebslebensdauer der Membran.

Ein anderer Vorteil der Kunststoffeinlage der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die Umgehung 42 unmittelbar in einem der starren Abschnitte 7 2 während der Herstellung der Einlage gebildet sein kann. Dies ist in Fig. 3 dargestellt. Ein kleiner Kern ist während der Gummi-Formgebung in die Umgehung eingeführt, um zu verhindern, daß sie mit Gummi gefüllt wird. Das Filter 44 kann dann in eine öffnung im Gummiabschnitt der Membran eingedrückt werden. Bevorzugt wird die Filterfläche innenliegend sein, wie an der Stelle 88 gezeigt, obwohl auch eine andere Ausbildung eine Kuppolartige Siebf I üche aufweisen könnte, wie dies durch die gestrichelte Linie gezeigt ist.

Es wird hervorgehoben, daß, obwohl eine praktische und funktionsfähige Anordnung gezeigt wurde, doch an dieser

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Änderungen, Abwandlungen und Anpassungen vorgenommen werden können. Es ist beispielsweise nicht unbedingt erforderlich, daß die Finger die starren Abschnitte mit beiden Verstarkungsringen verbinden. Es ist möglich, die starren Abschnitte 72 mit einem Ring oder dem anderen zu verbinden. Oder es kann auch in bestimmtem Fällen wünschenswert sein, die Finger wegzulassen, so daß die starren Abschnitte 72 und die Rippen 76 und 78 völlig von den Verstarkungsrinc/en getrennt sind. Somit sieht die Erfindung eine einteilige, zweiteilige oder dreiteilige Ausbildung für die Einlage in Betracht. Auch die Rippen und 78 könnten eine andere als die gezeigte Form aufweisen. Deswegen soll die Erfindung nicht auf die speziellen Ausführungsbeispiele beschränkt sein, sondern vielmehr ist der Umfang der Erfindung auch durch die Beschreibung und insbesondere die Ansprüche definiert.

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Claims

1 „ Spülungsventil, das dem Typ nach ein hohles Gehäuse, einen Einlaß, einen Auslaß, einen Ventilsitz,der im Gehäuse zwischen Einlaß und Auslaß ausgebildet ist, eine flexible Membran und eine Einrichtung zum Bewegen der Membran in und außer Eingriff mit dem Ventilsitz aufweist,-um die Wasserströmung durch das Gehäuse zu steuern, wobei die Membran am Gehäuse und an der Einrichtung zum Bewegen angebracht ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Membran (38) Verstärkungsmittel (64,66) an ihren Anbringungsstellen aufweist, mehrere, mit Abstand angeordnete, starre Abschnitte (72), sowie Verbindungsmittel (76,78), um die starren Abschnitte miteinander zu verbinden, und daß die Verbindungsmittel die Flexibilität sowohl in der Membran-

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ebene als auch senkrecht zur Membran gestatten.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne t^ daß die Membran (38) ferner mehrere Finger (80,82) aufweist, welche die Verbindungsmittel (76,78) an den Verstärkungsm.itteln (64, 66) anbringen.

3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran ferner einen Umgehungskanal (42) umfaßt, der sich durch sie erstreckt, und daß die öffnung des Umgehungskanals von einer Filtereinrichtung "(88, 90) geschützt ist, um den Eintritt von Sedimenten und Ablagerungen in den Umgehungskana-1 zu verhindern.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet;daß die Verbindungsmittel ein paar durchgehender Rippen (76, 78) umfassen, von welchen eine an jeder Seite der starren Abschnitte (72) angesetzt ist,' und daß jede Rippe mehrere Finger (80, 82) aufweist, welche die Rippe an den Verstärkungsmitteln (64, 66) anbringen.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (76, 78) zwischen aufeinanderfolgenden, starren Abschnitten (72) eingeknickt sind, um die Rippenflexibilität zu erhöhen.

6, Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß-die Finger (80, 82) mit den Rippen (76, 78) an den eingeknickten Stellen (86) verbunden.sind.

7. Spülungsventil mit einem hohlen Ghäuse, das einen Einlaß, einen Auslaß und einen mittigen, zwischen diesen angeordneten Durchlaß aufweist, mit einem Hauptventilsitz, der an der Oberseite des Durchlaßes ausgebildet ist, einer Membran, die normalerweise den Ventilsitz verschließt und sich quer zum Gehäuse erstreckt, um eine obere Kammer abzugrenzen, einem Umgehungskanal in der Membran zum Druckausgleich zwischen Einlaß und oberer Kammer, einer Öffnung in der Membran, die die Strömungsmittelverbindung zwischen der oberen Kammer und dem Auslaß gestattet, einem Entlastungsventil, das an der Membran angebracht ist, normalerweise die Öffnung verschließt und zum Einleiten eines Spülungsvorganges durch Entlassen des Drucks in der oberen Kammer betätigbar ist, was es dem Einlaßwasserdruck, gestattet, die Membran nach oben zu verformen und hierbei den Ventilsitz zu öffnen, bis der Druckaufbau in der oberen Kammer die Membran wieder in ihren ursprünglichen Sitz zurückbringt, gekennzeichnet durch eine Membran (38), die mehrere, starre Abschnitte (72) und Verbindungsmittel (76, 78) zum gegenE>eitigen Verbinden der starren. Abschnitte aufweist, wobei die Verbindungsmittel die Flexibilität sowohl in der Membranebene als auch senk-

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recht zur Membran gestatten.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (38) ferner Verstärkungsmittel (64, 66) und mehrere Finger (80, 82) umfaßt, welche die Verbindungsmittel (76, 78) mit den Verstärkungsmitteln (64, 66) verbinden.

9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet j daß die Membran (38) ferner eine Filtereinrichtung (88, 90) an der Öffnung des Umgehungskanals (42) aufweist, und daß die Filereinrichtung den Eintritt von Schwebstoffen und Ablagerungen in den Umgehungskanal verhindert.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,daß die Verbindungsmittel ein paar durchgehender Rippen (76, 78) umfassen, von welchen eine an jeder Seite der starren Abschnitte (72) angebracht ist, und daß jede Rippe mehrere Finger (80,82) aufweist, die die Rippe mit den Verstärkungsmitteln (64, 66) verbinden.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (76,. 78) zwischen., auf einandecfialgeriden, starren Abschnitten (72) eingeknickt sind, um die Rippenflexibilität zu erhöhen.

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12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet daß die Finger (8O₁ 82) mit den Rippen (76, 78) an den eingeknickten Stellen (86) verbunden sind.

13. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet,daß die Verbindungsmittel ein paar durchgehender Rippen (76, 78) umfassen, von welchen jeweils eine an jeder Seite der starren Abschnitte (72) angesetzt ist, wobei eine der Rippen (78) von der Membran

(38) aus vorspringt und gegen das Ventilgehäuse (10, 20) anliegt, um als Schwenkpunkt für die Membranbewegung zu wirken.

14. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bsi 13, dadurch gekennzeichnet,daß die Verbindungsmittel ein paar durchgehender' Rippen (76, 78) umfassen, von welchen jeweils eine an jeder Seite der starren Abschnitte (72) angesetzt ist, und daß eine der Rippen (76) von der Membran (38) aus vorspringt und gegen das Entlastungsventil (4 6, 54) anliegt.

15. Flexible Membran des Typs, wie er bei Spülungesventilen verwendet ist, gekennzeichnet durch Verstärkungsmittel (64, 66), die einen inneren Verstärkungsring (64) und einen äußeren Verstärkungsring (66) umfassen, eine Mehrzahl mit Abstand angeordneter, starrer Abschnitte (72), und Verbin-

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dungsmittel (76, 78), um die starren Abschnitte miteinander zu verbinden, wobei die Verbindungseinrichtung die Flexibilität sowohl in der Membranebene als auch senkrecht zur Membran (38) gestattet.

16. Anordnung nach Anspruch 15, ferner gekennzeichnet durch mehrere Finger (80, 82), welche eine Verbindung zwischen den Verbindungsmitteln (76, 78) und mindestens einem der Verstärkungsringe (64, 66) herstellen.

1 7. Anordnung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch ge·*· kennzeichnet,daß die Membran (38) ferner einen Umgehungskanal (42) umfaßt, der sich durch diese erstreckt, wobei die Öffnung des Umgehungskanales durch eine Filtereinrichtung (88, 90) geschützt ist, um den Eintritt von Schwebstoffen und Ablagerungen in den Umgehungskanal zu verhindern,

18. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel ein paar durchgehender Rippen (76, 78) umfassen, von welchen jeweils eine an jeder Seite der starren Abschnitte (72) angesetzt ist, und daß jede Rippe mehrere Finger (80, 82) aufweist, welche die Rippe mit den Verstärkungsmitteln (64, 66) verbinden.

19. Anordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet daß die Rippen (76, 78) zwischen aufeinanderfolgenden,

starren Abschnitten (72) eingeknickt sind, um dLe Rippenflexibilität zu erhöhen.

20. Anordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet daß,die Finger (80, 82) mit den Rippen (76, 78) an den eingeknickten Stellen (86) verbunden sind.