-
Technisches
Gebiet
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren
zum Bewirken der Entleerung von Fluid aus einem Reservoir, beispielsweise einem
Toilettenspülkasten,
und betrifft insbesondere einen Auslösemechanismus, der durch Aufbringen einer
geringen Kraft über
eine kurze Strecke betätigbar
ist.
-
Stand der
Technik
-
Eine
Vorrichtung und ein Verfahren zur ausgelösten Betätigung eines Ventils in einem
Reservoir, das einen ersten und einen zweiten Schwimmer umfasst,
wobei der erste Schwimmer Rückhalte-
und Freigabeeinrichtungen aufweist und der zweite Schwimmer die
Freigabeeinrichtung des ersten Schwimmers auslöst, sind in dem Dokument WO 99/54562
beschrieben.
-
Die
meisten Toilettenspülkästen werden
zum Spülen
einer Toilette mittels eines Knopfs oder Hebels betätigt, der
mittels eines Systems von einem oder mehreren im Inneren des Spülkastens
befindlichen Hebeln einen Verschluss von einem Sitz hebt, um ein
Auslassventil zu öffnen,
so dass in dem Spülkasten
befindliches Wasser durch das offene Auslassventil austritt. Der
Verschluss weist üblicherweise einen
kleinen Schwimmer auf, der bewirkt, dass der Verschluss während des
Spülens
angehoben bleibt, so dass das Ventil in der geöffneten Position bleibt. Sobald
das meiste Wasser aus dem Spülkasten
ausgetreten ist, sinken der Schwimmer und der Verschluss mit dem
Wasserpegel, so dass der Verschluss in den Sitz zurücksinkt
und das Auslassventil wieder verschließt. Ein Kugelschwimmer an der Oberfläche des
Wassers in dem Spülkasten
steigt und sinkt mit der Veränderung
des Wasserpegels und regelt ein Einlassventil, wodurch während und nach
dem Spülen
Wasser in den Spülkasten
läuft. Sobald
der Verschluss zurück
in den Sitz gesunken ist und das Auslass ventil verschlossen hat,
hält das einströmende Wasser
den Verschluss in Position, so dass das Auslassventil geschlossen
bleibt. Der Spülkasten
wird aufgefüllt,
bis der Kugelschwimmer ausreichend gestiegen ist, um das Einlassventil
zu schließen,
zu welchem Zeitpunkt der Spülzyklus
abgeschlossen und der Spülkasten
für eine
erneute Verwendung bereit ist.
-
Derartige
Spülungsbetätigungssysteme
haben dahingehend eine gemeinsame Einschränkung hinsichtlich der Ausgestaltung,
dass die zum Heben des Verschlusses von dem Sitz und zum Öffnen des Auslassventils
erforderliche Kraft die Kraft übersteigen
muss, welche der Wasserdruck auf das Auslassventil aufbringt. Die
Entwickler derartiger Systeme müssen
sich mit einem Mechanismus zufrieden geben, der eine akzeptable
Kombination von Kraft und Strecke der Bewegung bei der Betätigung des
Spülungsknopfs
oder -hebels erfordert. Üblicherweise
erfordern derartige Mechanismen eine Betätigung mit einer Kraft von
bis zu ungefähr
8 N (was dem Aufbringen von 800 Gramm entspricht) über eine
Strecke von ungefähr
10 bis 30 Millimeter. Zusätzlich
zu den mechanischen und gestaltungsmäßigen Einschränkungen,
welche der Notwendigkeit gegenüberstehen,
eine Betätigungskraft
von bis zu 8 N aufnehmen zu können,
bewirken derartige Einschränkungen auch
potentielle Schwierigkeiten für
behinderte und ältere
Personen oder Personen mit arthritischen Beschwerden, für welche
herkömmliche
Spülkasten
oftmals schwierig zu betätigen
sind.
-
Zu
Wassersparzwecken weisen zahlreiche Spülkästen ein zweites Spülungsbetätigungssystem auf,
das zusätzlich
zum Öffnen
des Auslassventils eine Einrichtung zum Begrenzen der Wassermenge aufweist,
welche aus dem Spülkasten
ausgelassen wird, um eine Teilspülung
oder "Halbspülung" zu bewirken.
-
Es
ist daher höchst
erwünscht,
ein Spülsystem
zu schaffen, das durch minimalen Druck betätigbar ist. Die Aufgabe der
Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte
Vorrichtung zum Entleeren eines Reservoirs zu schaffen.
-
Überblick über die Erfindung
-
Eine
ausgelöste
Reservoirentleerungsvorrichtung weist auf:
einen primären Schwimmer
zum Erzeugen einer primären
Schwimmerkraft zum Öffnen
eines Auslassventils des Reservoirs, und
eine primäre Rückhalteeinrichtung
zum lösbaren
Zurückhalten
der primären
Schwimmerkraft, um das Öffnen
des Auslassventils zu verhindern, wobei die primäre Rückhalteeinrichtung eine auslösbare Freigabeeinrichtung
aufweist, wobei das Auslösen
der auslösbaren
Freigabeeinrichtung das Zurückhalten der
primären
Schwimmerkraft freigibt.
-
Die
primäre
Rückhalteeinrichtung
kann in Form eines physischen Riegels, des Lösens der physischen Verbindungen,
oder eines Antriebsauslösers vorliegen.
-
Ein
Verfahren zum Auslösen
des Entleerens eines Reservoirs umfasst die folgenden Schritte:
Erzeugen
einer primären
Schwimmerkraft zum Öffnen
eines Auslassventils des Reservoirs;
lösbares Zurückhalten der primären Schwimmerkraft, um
das Öffnen
des Auslassventils zu verhindern; und
Auslösen der Freigabe des Zurückhaltens
der primären
Schwimmerkraft.
-
Durch
das Vorsehen der primären
Schwimmerkraft für
das Öffnen
des Auslassventils werden die zuvor erörterten Ausgestaltungsbeschränkungen existierender
Spülkastensysteme
erheblich verringert. Das heißt,
dass erfindungsgemäß eine Betätigungskraft
für den
Beginn der Entleerung lediglich ausreichen muss, um die Freigabeeinrichtung
auszulösen,
wobei diese Betätigungskraft
potentiell erheblich geringer als die zum Aufhebeln des Auslassventils
selbst erforderliche Kraft ist. Eine geeignete Ausgestaltung der
Rückhalteein richtung,
der Freigabeeinrichtung und der Auslöseaktion, welche zum Freigeben
des Zurückhaltens
der primären
Schwimmerkraft erforderlich ist, können zu einem Reservoirentleerungsmechanismus
führen,
der eine extrem geringe Betätigungskraft
und Betätigungsstrecke
erfordert.
-
Bei
Ausführungsbeispielen
der Erfindung, bei denen die Freigabe des Zurückhaltens der primären Schwimmerkraft
unmittelbar durch den Benutzer betätigt wird, ist es möglich, dass
die Freigabe des Zurückhaltens
der primären
Schwimmerkraft während
der Wiederbefüllung
des Reservoirs auftreten kann. Wenn sich das Reservoir in einem
teilweise wiederbefüllten
Zustand befindet, kann die Wirkung des primären Schwimmers den Mechanismus
in einen selbststabilisierenden Zustand überführen, in welchem die Auslassströmung unweigerlich
gleich der Einlassströmung
ist. Dies wird dadurch bewirkt, dass der Mechanismus das Ventil
nicht über
den Punkt hinaus gehoben hat, an dem der Einfluss des Ventilschwimmers
größer als
der auf die Ventilmembran oder den Verschluss wirkende Wasserdruck
ist. Wenn der Wasserspiegel fällt,
neigt das Ventil daher zum Schließen, wodurch das Absinken des
Wasserpegels unterbrochen wird. Alternativ öffnet das Ventil, wenn der
Wasserpegel steigt, wodurch mehr Wasser hindurch gelassen wird.
In beiden Fällen
kann die Entleerung des Reservoirs ungehindert weitergehen. Daher
schaffen bevorzugte Ausführungsbeispiele der
vorliegenden Erfindung Einrichtungen zum Verhindern der Freigabe
des Zurückhaltens
der primären
Schwimmerkraft, während
sich das Reservoir in einem derartigen teilweise wiederbefüllten Zustand befindet.
-
Nach
einem ersten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine ausgelöste Reservoirentleerungsvorrichtung
mit:
einem primären
Schwimmer zum Erzeugen einer primären Schwimmerkraft zum öffnen eines
Auslassventils des Reservoirs,
einer primären Rückhalteeinrichtung zum lösbaren Zurückhalten
der primären
Schwimmerkraft, um das öffnen
des Auslassventils zu verhin dern, wobei die primäre Rückhalteeinrichtung eine primäre Freigabeeinrichtung
aufweist, wobei das Auslösen
der primären
Freigabeeinrichtung das Zurückhalten
der primären
Schwimmerkraft freigibt;
einem sekundären Schwimmer zum Bewirken
einer sekundären
Schwimmerkraft für
das Auslösen
der primären
Freigabeeinrichtung; und
einer sekundären Rückhalteeinrichtung zum lösbaren Zurückhalten
der sekundären
Schwimmerkraft, um das Auslösen
der primären
Freigabeeinrichtung zu verhindern; wobei die sekundäre Rückhalteeinrichtung
eine sekundäre
Freigabeeinrichtung aufweist, wobei das Auslösen der sekundären Freigabeeinrichtung
das Zurückhalten
der sekundären Schwimmerkraft
aufhebt.
-
Die
sekundäre
Rückhalteeinrichtung
kann verschieden Formen aufweisen, einschließlich:
- 1.
Eine durch den Wasserpegel aktivierte Verriegelungsvorrichtung,
die direkt auf den Bedienhebel oder damit verbundene Bauteile oder
auf den primären
Auslöser
wirkt, und welche nur freigegeben wird, wenn der Wasserpegel hoch
genug ist.
- 2. Eine Schnittstellenvorrichtung, welche die Bedienknöpfe oder
-hebel mit dem primären
Auslöser
nur verbindet, wenn der Wasserpegel ausreichend ist.
- 3. Eine sekundäre
Auslösevorrichtung,
welche die primäre
Auslösevorrichtung
treibt und nur arbeitet, wenn der Wasserspiegel hoch genug ist.
-
Nach
einem zweiten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zur ausgelösten Reservoirentleerung
mit den folgenden Schritten:
Erzeugen einer primären Schwimmerkraft
zum Öffnen
eines Auslassventils des Reservoirs;
lösbares Zurückhalten der primären Schwimmerkraft, um
das Öffnen
des Auslassventils zu verhindern;
Erzeugen einer sekundären Schwimmerkraft
zum Auslösen
der Freigabe des Zurückhaltens
der primären
Schwimmerkraft;
lösbares
Zurückhalten
der sekundären
Schwimmerkraft; und
Auslösen
der Freigabe des Zurückhaltens
der sekundären
Schwimmerkraft.
-
Bei
bevorzugten Ausführungsbeispielen
des ersten und des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird
die sekundäre
Schwimmerkraft nur erzeugt, wenn der Inhalt des Reservoirs den Teilpegel übersteigt,
bei dem ein ungehinderter Betrieb auftreten kann. Beispielsweise
kann der sekundäre Schwimmer
nahe einem Voll-Pegel des Reservoirs angeordnet sein, so dass die
sekundäre
Schwimmerkraft nicht erzeugt wird, wenn das Reservoir leer oder nur
teilweise gefüllt
ist. Derartige Ausführungsbeispiele
ermöglichen
das Auslösen
der Freigabe der primären
Schwimmerkraft nur, wenn das Reservoir ausreichend voll ist, um
eine primäre
Schwimmerkraft zu erzeugen, die das Auslassventil vollständig öffnet, wodurch
der Umstand einer teilweisen Öffnung
des Auslassventils und eines ungehinderten Fließens aus dem Auslassventil
vermieden wird.
-
Bei
Ausführungsbeispielen
des ersten und/oder des zweiten Aspekts der Erfindung kann der primäre Schwimmer
an einem primären
Hebelarm angebracht sein, um das Auslassventil zu öffnen, so
dass die primäre
Schwimmerkraft zum Aufhebeln des Auslassventils dient. Bei derartigen
Ausführungsbeispielen
kann die primäre
Rückhalteeinrichtung
durch einen primären
Schenkel gebildet sein, wobei der primäre Schenkel schwenkbar verbundene erste
und zweite Teile des primären
Schenkels aufweist, wobei der erste primäre Schenkelteil abgestützt ist,
um eine axiale Bewegung des primären Schenkels
zu verhindern, und wobei der zweite primäre Schenkelteil derart an dem
primären
Hebelarm angreift, dass bei in gerader Position befindlichem primärem Schenkel
die primäre
Schwimmerkraft durch die abgestützte
Achse des primären
Schenkels zurückgehalten
wird, und dass bei aus der Achse schwenkendem primärem Schenkel
die primäre Schwimmerkraft
freigegeben wird. Bei derartigen Ausführungsbeispielen muss der Auslöser zum
Freigeben der primären
Schwimmerkraft lediglich ein derartiges Verschwenken des primären Schenkels aus
der Achse bewirken, wobei die primäre Schwimmerkraft dann in der
Lage ist, das weitere Verschwenken des primären Schenkels zu bewirken. Vorzugsweise
sind das erste und das zweite primäre Schenkelteil derart gelenkig
verbunden, dass sich das erste und zweite primäre Schenkelteil im wesentlichen
nur innerhalb einer nominellen Ebene und vorzugsweise derart bewegen
können,
dass sich das erste und das zweite primäre Schenkelteil nur zur ersten
Seite der primären
Schenkelachse bewegen können.
Ein Auslöser
zum Aufheben des Zurückhaltens
der primären
Schwimmerkraft kann sodann von einer der ersten Seite entgegengesetzten
Seite der primären
Schenkelachse aufgebracht werden.
-
Bei
Ausführungsbeispielen
der Erfindung, welche einen primären
Schenkel zum Zurückhalten der
primären
Schwimmerkraft aufweisen, ist der primäre Schenkel vorzugsweise derart
ausgebildet, dass er sich während
des Entleerens des Reservoirs unter Schwerkrafteinwirkung wieder
gerade richtet. Während
beispielsweise die primäre
Schwimmerkraft das Auslenken oder Biegen des primären Schenkels vor
dem Entleeren des Reservoirs bewirkt, kann der primäre Schwimmer
nach dem Entleeren des Reservoirs als Gewicht dienen, um das Strecken
oder Geraderichten des primären
Schenkels zu bewirken. Alternativ kann das Strecken oder Geraderichten
des primären
Schenkels durch das Gewicht des primären Schenkels allein oder durch
das Gewicht des primären
Schenkels in Verbindung mit einem zu diesem Zweck vorgesehenen Gewicht
bewirkt werden. Sobald der primäre
Schenkel während
des Entleerens gerade gerichtet wird, bewirkt das Auffüllen des
Reservoirs ein Ansteigen der primären Schwimmerkraft und das
Zurückhalten
derselben durch den gerade gerich teten primären Schenkel, so dass die Vorrichtung
für einen
weiteren Entleerungszyklus bereit ist.
-
Bei
Ausführungsbeispielen
nach dem ersten und dem zweiten Aspekt der Erfindung kann der sekundäre Schwimmer
an einem zweiten Hebelarm derart angebracht sein, dass die sekundäre Schwimmerkraft
eine Hebelwirkung zum Auslösen
der Freigabe des Zurückhaltens
der primären
Schwimmerkraft bewirkt. Bei derartigen Ausführungsbeispielen kann die sekundäre Rückhalteeinrichtung
durch einen sekundären
Schenkel gebildet sein, wobei der sekundäre Schenkel schwenkbar verbundene
erste und zweite Teile des sekundären Schenkels aufweist, wobei
der erste sekundäre
Schenkelteil abgestützt ist,
um eine axiale Bewegung des sekundären Schenkels zu verhindern,
und wobei der zweite sekundäre
Schenkelteil derart an dem sekundären Hebelarm angreift, dass
bei in gerader Position befindlichem sekundärem Schenkel die sekundäre Schwimmerkraft
durch die abgestützte
Achse des sekundären
Schenkels zurückgehalten
wird, und dass bei aus der Achse schwenkendem sekundärem Schenkel
die sekundäre
Schwimmerkraft freigegeben wird. Bei derartigen Ausführungsbeispielen
muss der Auslöser zum
Freigeben der sekundären
Schwimmerkraft lediglich ein derartiges Verschwenken des sekundären Schenkels
aus der Achse bewirken, wobei die sekundäre Schwimmerkraft dann in der
Lage ist, das weitere Verschwenken des sekundären Schenkels zu bewirken.
Vorzugsweise sind das erste und das zweite sekundäre Schenkelteil
derart gelenkig verbunden, dass sich das erste und zweite sekundäre Schenkelteil
im wesentlichen nur innerhalb einer nominellen Ebene und vorzugsweise
derart bewegen können,
dass sich das erste und das zweite sekundäre Schenkelteil nur zur ersten
Seite der sekundären Schenkelachse
bewegen können.
Ein Auslöser
zum Aufheben des Zurückhaltens
der sekundären Schwimmerkraft
kann sodann von einer der ersten Seite entgegengesetzten Seite der
sekundären Schenkelachse
aufgebracht werden. Derartige Ausführungsbeispiele weisen vorzugsweise
eine Benutzerbetätigungseinrichtung
auf, die zum Bewirken eines derartigen Verschwenkens des sekundären Schenkels
aus der Achse konfiguriert ist.
-
Bei
Ausführungsbeispielen
der Erfindung, welche einen sekundären Schenkel zum Zurückhalten
der sekundären
Schwimmerkraft aufweisen, ist der sekundäre Schenkel vorzugsweise derart
ausgebildet, dass er sich während
des Entleerens des Reservoirs unter Schwerkrafteinwirkung wieder
gerade richtet. Während
beispielsweise die sekundäre Schwimmerkraft
das Auslenken oder Biegen des sekundären Schenkels vor dem Entleeren
des Reservoirs bewirkt, kann der sekundäre Schwimmer nach dem Entleeren
des Reservoirs als Gewicht dienen, um das Strecken oder Geraderichten
des sekundären
Schenkels zu bewirken. Alternativ kann das Strecken oder Geraderichten
des sekundären
Schenkels durch das Gewicht des sekundären Schenkels allein oder durch
das Gewicht des sekundären
Schenkels in Verbindung mit einem zu diesem Zweck vorgesehenen Gewicht
bewirkt werden. Sobald der sekundäre Schenkel während des
Entleerens gerade gerichtet wird, bewirkt das Auffüllen des
Reservoirs ein Ansteigen der sekundären Schwimmerkraft und das
Zurückhalten
derselben durch den gerade gerichteten sekundären Schenkel, so dass die Vorrichtung
für einen
weiteren Entleerungszyklus bereit ist.
-
Bei
Ausführungsbeispielen
nach dem ersten oder zweiten Aspekt der Erfindung ist vorzugsweise eine
Einrichtung zum Bilden eines Teilspülmechanismus vorgesehen. Der
Teilspülmechanismus
kann dadurch gebildet sein, dass das Gewicht des primären Schwimmers
selektiv auf das Auslassventil aufgebracht wird, so dass im Falle
des Absinkens des Reservoirpegels unter den primären Schwimmer der primäre Schwimmer
keine Schwimmerkraft mehr zum Öffnen
des Auslassventils aufbringt und ein Gewicht zum Schließen des
Auslassventils aufzubringen beginnt. Bei derartigen Ausführungsbeispielen
ist der Vollspülmechanismus
derart ausgebildet, dass er das Aufbringen des Gewichts des primären Schwimmers
auf das Auslassventil verhindert, so dass der primäre Schwimmer
frei mit dem Wasserpegel fallen kann, und derart, dass das Auslassventil
nur schließt, wenn
der Wasserpegel derart ausreichend sinkt, dass der Auslassventilschwimmer
zum Schließen des
Auslassventils sinkt. Im Gegensatz dazu greift bei diesen Ausführungsbeispielen
der Halbspülmechanismus
an der Einrichtung zum selektiven Aufbringen des Gewichts des primären Schwimmers
auf das Auslassventil an.
-
Die
Einrichtung zum selektiven Aufbringen des Gewichts des primären Schwimmers
auf das Auslassventil kann einen gleitenden Bereich des primären Hebelarms
umfassen.
-
Jegliche
in der vorliegenden Beschreibung enthaltene Erörterung von Dokumenten, Handlungen,
Materialien, Vorrichtungen, Artikeln oder dergleichen, dient ausschließlich dem
Zweck, einen Kontext für
die vorliegende Erfindung bereitzustellen. Sie dient nicht als Bestätigung dafür, dass
eines oder sämtliche
der genannten Dinge Teil des zugrundeliegenden Standes der Technik
oder Teil des allgemeinen Wissens auf dem Gebiet der Erfindung vor
dem Prioritätsdatum
jedes Anspruchs dieser Anmeldung war.
-
In
der gesamten Beschreibung impliziert das Wort "umfassen", oder Varianten wie "umfasst" oder "umfassend", den Einschluss
eines genannten Elements, einer Zahl oder eines Schritts, oder einer Gruppe
von Elementen, Zahlen oder Schritten, jedoch nicht den Ausschluss
eines anderen Elements, einer Zahl oder eines Schritts, oder einer
Gruppe von Elementen, Zahlen oder Schritten.
-
Kurzbeschreibung
der Figuren
-
1 zeigt
eine allgemeine Darstellung der Erfindung in Anwendung auf eine
typische Spülkastenspülventilanordnung.
-
2 ist
eine Draufsicht auf die Erfindung und die Ventilanordnung.
-
3 ist
eine Seitenansicht der Erfindung und der Ventilanordnung.
-
4 zeigt
eine Seitenansicht der Ventilhebeanordnung und des primären Auslösemechanismus
in Aktion, wobei dessen Aufwärtsbewegung beim
Zusammenklappen des primären
Auslösers dargestellt
ist.
-
5 zeigt
den sekundären
Vollspülungsauslöser in Aktion,
während
dessen Antriebsschwimmer ansteigt und sich seine Druckstange zum
Freigeben des primären
Auslösers
vorbewegt.
-
6 zeigt
den sekundären
Teilspülungsauslöser in Aktion,
während
dessen Antriebsschwimmer steigt und sich seine Druckstange sowie
der Teilspülungsschieber
vorbewegt und den primären
Auslöser
freigibt.
-
7 ist
eine Rückansicht
der Erfindung und der Spülventilanordnung.
-
- 1
- vertikales
Ventilrohr
- 2
- kreisrunder
Schwimmer
- 3
- Gehäuse
- 4
- Befestigungsvorsprung
- 5
- kreisrundes
Gummimembranventil
- 6
- Hebearm
- 7
- Ventilhebeschwimmer
- 8
- Welle
- 9
- unteres
Auslöserteil
des primären
Schenkels
- 10
- oberes
Auslöserteil
des primären
Schenkels
- 11
- Welle
- 12
- Welle
- 13
- Welle
- 14
- Gewicht
- 15
- Drehzapfen
- 16
- Drehzapfen
- 17
- Drehzapfen
- 18
- gelenkig
verbundenes sekundäres
Auslöserteil
des oberen Schenkels
- 19
- gelenkig
verbundenes sekundäres
Auslöserteil
des unteren Schenkels
- 20
- Gewicht
- 21
- Freigabepad
- 22
- Schwimmer
- 23
- Schwenkwelle
- 24
- Hebel
- 25
- Gelenkverbindung
- 26
- Druckstange
- 27
- primärer Auslöser
- 28
- Drehzapfen
- 29
- Drehzapfen
- 30
- Drehzapfen
- 31
- angelenktes
Teil
- 32
- angelenktes
Teil
- 33
- Freigabepad
- 34
- Gewicht
- 35
- Hebel
- 36
- Schwenkwelle
- 37
- Schwimmer
- 38
- Gelenkverbindung
- 39
- Druckstange
- 40
- Teilspülungssperrschieber
- 41
- umschlossene
Schienen
- 42
- Baurahmen
- 43
- starrer
Ansatz
-
Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
-
Zuerst
Bezug nehmend auf die 1 bis 3, werden
der Aufbau und die Funktionsweise eines typischen Spülkastenspülungsventils,
wie es in der offenbarten Erfindung und zahlreichen existierenden
Spülkästen Verwendung
findet, beschrieben, da es diese Teile mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gemeinsam hat. Eine typische Spülungsventilanordnung
besteht im allgemeinen aus den folgenden Elementen:
- 1. Einem vertikal angebrachten Rohr (1), welches den
Kern einer Ventilanordnung bildet und zusätzlich die Funktion einer Überlaufvorrichtung
erfüllt.
- 2. Einem kreisrunden Gummimembranventil (5) planarer
Form, das horizontal am unteren Ende des Rohres (1) angeordnet
ist und ein mittiges Loch aufweist, welches demjenigen des Rohres entspricht
und das Austreten von überlaufendem Wasser
durch das Ventil in die Toilettenschüssel ermöglicht, wenn sich das Ventil
in der geschlossenen Stellung befindet.
- 3. Einem am Spülkastenboden
angebrachten Ventilsitz (5A, 7), welcher
dem Membranventil (5) entspricht und durch welchen Wasser schnell
zur Toilettenschüssel
oder einem Urinal gelangen kann, wenn das Ventil (5) vom
Sitz gehoben ist.
- 4. Einem Gehäuse
(3), welches das Ventilrohr über einen Kragen an seiner
oberen mittleren Oberseite lose trägt und die Einrichtung darstellt, durch
welche die Ventilanordnung an dem Spülkastenboden angebracht ist,
wodurch es dem Ventilrohr ermöglicht
ist, auf und ab zu gleiten und so die Betätigung des Membranventils (5)
zu ermöglichen.
- 5. Einem kreisrunden Schwimmer (2) um das untere Ende
des Rohres (1) sowie in dem Gehäuse (3) und über dem
Membranventil (5).
- 6. Einer Art von Befestigung oder Vorsprung/Vorsprüngen (4),
mittels welcher die Ventilanordnung angehoben wird. Diese können an
dem oberen Ende oder den Seiten des Ventilrohrs vorgesehen sein.
Bei der vorliegenden Erfindung sind zwei Vorsprünge an den Seiten des Ventilrohres
vorgesehen.
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen von Vorrichtungen
für mittels
eines Spülkastens
betriebene Toiletten- und Urinalspülungssysteme.
-
Die
Kombination der zuvor beschriebenen Teile (1-5)
wird im Folgenden als "Spülungsventil" oder "Ventilanordnung" bezeichnet. Ein
Mechanismus verbin det normalerweise die Befestigungspunkte oder
-vorspränge
(4) des Freigabemechanismus mit dem Benutzergriff oder
-knopf und kann eine von mehreren Formen haben. Oft handelt es sich
um einen einfachen Hebel, der an dem Benutzergriff angebracht ist.
Bei der hier beschriebenen Vorrichtung bildet dieser Mechanismus
den Gegenstand der Erfindung.
-
Das
Funktionsprinzip dieser Art von Spülungsventil besteht darin,
dass, wenn es in die offene Stellung angehoben ist, so dass Wasser
aus dem Spülkasten
austreten kann, der Wasserdruck auf das Membranventil sich erheblich
verringert, wodurch die Auftriebskraft des Schwimmers (2)
die vorherrschende Kraft werden kann, so dass das Ventil in der
oberen geöffneten
Position gehalten wird, bis der Wasserpegel unter die Höhe des Schwimmers
(2) gefallen ist. Sobald der Wasserpegel nahe oder unter
dem Schwimmer (2) liegt, ermöglicht das nicht eingetauchte
Gewicht der Ventilanordnung und/oder des Schwimmers dem Ventil unter
Schwerkrafteinwirkung in die geschlossene Stellung zurückzukehren.
-
Zu
Wassersparzwecken können
einige Spülkästen einen
zweiten Freigabemechanismus enthalten, der mit einem zweiten Bedienerknopf
oder -hebel verbunden ist, welcher eine Einrichtung ins Spiel bringt,
mittels der das Ventil gegen die Auftriebswirkung des Schwimmers
(2) vorzeitig und automatisch in die geschlossene Position
abgesenkt werden kann. Ein derartiger Mechanismus ermöglicht es
dem Benutzer, den Inhalt des Spülkastens
teilweise zu entleeren. Diese Systeme arbeiten im allgemeinen mit
einem Gewicht, das auf die Ventilanordnung wirkt, wenn der Wasserpegel
auf einen solchen Punkt fällt,
dass das Gewicht über
der Wasserlinie liegt, wodurch das erhöhte auftretende Gewicht nach unten
auf die Ventilanordnung wirkt, um ein frühzeitiges Schließen zu erzwingen.
-
Die
hier beschriebene Erfindung bietet sowohl Teil-, als auch Vollspülungsfunktionen.
Zwar ist sie auf ein zuvor beschriebenes Ventil angewendet dargestellt,
jedoch können
Variationen auch auf andere Arten von Spülkastenventilen an gewandt werden,
beispielsweise Klappenventile oder solche, die nicht gleichzeitig
als Überlaufstelle
wirken.
-
Zur
Verdeutlichung und zum besseren Verständnis des vollständigen Funktionszyklus
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sollte berücksichtigt
werden, dass Toilettenspülkästen durch
ein automatisches Einlassventil befällt werden, das arbeitet, sobald
der Wasserpegel fällt.
-
Im
Folgenden wird die Vorrichtung und deren Funktionsweise beschrieben:
Ein
starrer Baurahmen (42) weist horizontale und vertikale
Teile auf, die ein direktes oder indirektes Befestigen sämtlicher
hierin beschriebener Teile der Vorrichtung ermöglichen. Bei diesem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ermöglicht
der Rahmen (42) eine eigenständige Prototypvorrichtung,
so dass sie in ihrer Gesamtheit aus dem Spülkasten entnommen werden kann.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
der Erfindung erfolgt das Heben der Ventilanordnung durch einen
hohlen Ventilhebeschwimmer (7), der fest an dem Ende eines
Arms (6) angebracht ist, welcher aus starren Seitenteilen
besteht, die durch starre Querteile verbunden sind, wobei der Arm
mittels einer Welle (8) schwenkbar an dem vertikalen Teil des
Baurahmens (42) befestigt ist. Das Vorsehen von Seiten-
und Querteilen an dem Arm (6) ermöglicht es dem Ventilrohr (1)
sich vertikal durch zwei Arme (6) zu erstrecken. An jedem
Seitenteil des Hebearms (6) sind parallel und über dem
Hebearm auf starren Ansätzen
(43) zwei umschlossene Schienen (41) befestigt.
Diese umschlossenen Schienen halten den Teilspülungssperrschieber (40)
auf eine Art und Weise zurück,
die es dem Teilspülungssperrschieber
ermöglicht,
sich in Längsrichtung
auf den Schienen (41) über
eine Strecke zu bewegen, die ausreicht, um es dem Schieber (40)
zu ermöglichen,
sich über
die Vorsprünge
(4) am Ventilrohr zu erstrecken. Die Funktion und der Zweck
des Teilspülungssperrschiebers
(40) werden in der Beschreibung des Teilspülungsauslösemechanismus
näher beschrieben.
Die Kombination aus dem Arm (6) und dem hohlen Schwimmer
(7), dem Teilspülungssperrschieber
(40) und den umschlossenen Schienen (41) wird
im folgenden als die "Ventilhebeanordnung" oder "Hebeanordnung" be zeichnet. Die
Hebeanordnung ist durch eine Rückhaltevorrichtung
normalerweise in der unteren Position gehalten, welche die Hebeanordnung an
einer Aufwärtsbewegung
hindert, bis sie ausgelöst
wird. Die bevorzugte Rückhalte- und Auslösevorrichtung
ist eine gelenkig verbundene Anordnung aus oberen (10)
und unteren (9) Auslöserteilen,
die durch eine Welle (12) verbunden sind, und wobei die
Anordnung am unteren Ende durch eine Welle (13) mit der
Hebevorrichtung und am oberen Ende durch eine Welle (11)
mit dem horizontalen Teil des Baurahmens (42) verbunden
ist. Das durch die Welle (12) zwischen dem oberen und dem
unteren Teil gebildete Gelenk ist derart ausgebildet, dass ein Anschlag
eine Bewegung in eine Richtung, jedoch nicht in die andere ermöglicht,
vergleichsweise wie bei einem menschlichen Knie. Diese im folgenden
als "primärer Auslöser" bezeichnete Anordnung
ist normalerweise gerade, klappt jedoch leicht um das Gelenk an
der Welle (12), wenn ein Druck in der Klapprichtung aufgebracht
wird. Eine wesentliche Eigenschaft des primären Auslösers ist, dass er "verriegelt" ist, wenn er ausgestreckt
ist, das heißt,
er widersteht von einem Ende zum anderen Ende wirkendem Druck solange sich
das durch die Welle (12) gebildete Gelenk in der vollständig geraden
Position befindet, derart dass die beiden Enddrehzapfen (11)
und (13) einander auf einer durch die mittlere Gelenkwelle
(12) verlaufenden Linie direkt gegenüberliegen. Die Klappaktion
des primären
Auslösers
ist in 4 zu sehen, welche zeigt, wie sich die Hebeanordnung
nach oben bewegen kann, wenn der primäre Auslöser zusammenklappt. An dem
unteren Auslöserteil
des primären Auslösers (9)
ist in Richtung des oberen Endes ein primäres Auslöserpad (27) angebracht,
dessen Zweck es ist, Druck von der Druckstange (26) des
sekundären
Vollspülungsauslösers aufzunehmen. Wenn
eine Auslösekraft
auf den primären
Auslöser derart
aufgebracht wird, dass die Gelenkwelle (12) von der Linie
zwischen den Drehzapfen (11) und (13) zur Seite
hin geschoben wird, und er unter dem Druck seitens der Auftriebskraft
der Ventilhebeanordnung steht, klappt er schnell zusammen, wodurch
die Hebeanordnung sich schnell aufwärts bewegen und somit die Ventilanordnung über die
Vorsprünge
(4) am Ventilrohr, welche sich über die Seitenteile des Hebearms
(6) erstrecken, anheben kann. Sobald der Wasserpegel unter
die Höhe
der Hebeanordnung gefallen ist, kehrt die Hebeanordnung unter dem
Einfluss der Schwer kraft oder einer geeigneten Feder oder einer
anderen elastischen Einrichtung in die untere Position zurück, wodurch
sich der primäre
Auslöser
gerade richten kann. Ein Messinggewicht (14), das an einem
Arm angebracht ist, der sich rechtwinklig von dem oberen Auslöserteil
(10) nahe dessen oberem Ende erstreckt, unterstützt diesen
Geraderichtvorgang, wodurch sichergestellt wird, dass der primäre Auslöser in die
gestreckte und verriegelte Position zurückkehrt und in diese vorgespannt
bleibt.
-
Die
bisher beschriebene Erfindung kann auf einen Spülkasten mit einer einfachen
Einrichtung zum Aufbringen von Druck und zum Auslösen des primären Auslösersystems
Anwendung finden. In dieser simplen Form würde sie jedoch den Nachteil aufweisen,
dass bei einer Auslösung
bei unzureichendem Wasserstand die Ventilhebeanordnung die Ventilanordnung
nur teilweise heben würde,
nämlich in
einem Maß,
das es dem Ventilschwimmer (2) nicht ermöglicht,
den nach unten gerichteten Einfluss des auf das Spülungsventil
wirkenden Wasserdrucks zu überwinden.
In diesem unerwünscht
gewichteten Zustand hält
die Ventilhebeanordnung das Ventil in dieser teilweise angehobenen
Position, so dass Wasser stetig aus dem Spülungsventil fließt, da das
Spülkastenwassereinlassventil
bestrebt ist, den Wasserstand in dem Spülkasten aufrechtzuerhalten.
Das heißt,
die Auslassströmung
durch das teilweise offene Auslassventil ist die gleiche wie die
Einlassströmung,
so dass der Wasserpegel in dem Reservoir im wesentlichen konstant
bleibt, und das Auslassventil weder angehoben wird, um das Auslassventil
vollständig
zu öffnen, noch
abgesenkt wird, um das Auslassventil zu schließen. Derartige Ausführungsbeispiele
der Erfindung können
dennoch als nützlich
erachtet werden, beispielsweise wenn sie in Verbindung mit einer
Anzeige für
einen Benutzer verwendet werden, welche angibt, dass die Vorrichtung
nicht betätigt
werden sollte, bis das Auffüllen
beendet ist.
-
Um
das zuvor beschriebene vorzeitige Auslösen zu verhindern, sehen bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung vor, durch welche verhindert
wird, dass die Handlung des Bedieners den primären Auslöser auslöst, wenn der Wasserpegel zu
niedrig ist. Dies kann durch verschiedene Einrichtungen erreicht
werden, wie beispielsweise:
- 1. Eine Verriegelungsvorrichtung,
die durch den Wasserpegel aktiviert wird und direkt auf den Benutzergriff
oder damit verbundene Teile oder auf den primären Auslöser wirkt, und welche nur freigegeben
wird, wenn der Wasserstand hoch genug ist.
- 2. Eine Schnittstellenvorrichtung, welche die Benutzerknöpfe oder
-hebel nur mit dem primären Auslöser verbindet,
wenn der Wasserstand ausreichend ist.
- 3. Eine sekundäre
Auslöservorrichtung,
welche die primäre
Auslöservorrichtung
treibt und nur arbeitet, wenn der Wasserstand ausreichend hoch ist.
-
Das
bevorzugte Verfahren sieht eine sekundäre Auslöservorrichtung wie zuvor unter
3 angegeben vor, die nach ähnlichen
Prinzipien arbeitet wie der primäre
Auslöser,
d.h. mit zusammenklappbaren Gelenkelementen, die von einer Auftriebsvorrichtung angetrieben
werden. Eine derartige Anordnung, die im folgenden als "sekundärer Vollspülungsauslöser" bezeichnet wird,
ist in 5 dargestellt, welche zeigt, wie ein an dem vertikalen
Teil des Baurahmens (41) mittels der Schwenkwelle (23)
angebrachter Schwimmer (22) verwendet wird, um einen sekundären Auslösemechanismus
anzutreiben, der hauptsächlich aus
den gelenkig verbundenen Teilen (18) und (19) besteht,
welche um Drehzapfen (15) und (17) herum arbeiten.
Eine Druckstange (26), die über einen um die Gelenkverbindung
(25) arbeitenden Hebel (26) angebracht ist, wirkt
auf das primäre
Auslöserpad (27)
um das Zusammenklappen des primären
Auslösers
einzuleiten. Das Zusammenklappen des sekundären Auslösemechanismus erfolgt durch
leichten Fingerdruck oder mittels eines Verbindungsmechanismus,
welcher das Freigabepad (21) mit einem Knopf oder einem
Hebel an dem Spülkastendeckel oder
-gehäuse
verbindet. Die Vorteile dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels sind, dass
es die zum Freigeben des Spülungsmechanismus
erforderliche Benutzerkraft weiter verringert und zuverlässiger und vorhersehbarer
ist als ein Klinken- oder Riegelmechanismus. Die Position des An triebsschwimmers (22),
die über
derjenigen des Ventilhebevorrichtungsschwimmers (7) liegt,
gewährleistet,
dass dieser sekundäre
Auslöser
nur funktioniert, wenn der Wasserpegel ausreichend ist, um den Ventilhebemechanismus
vollständig
anzuheben. Ein Messinggewicht (20) an einem sich rechtwinklig
zum unteren Teil (19) erstreckenden Arm ermöglicht es
dem sekundären Vollspülungsauslöser einfach
in seine verriegelte Position zurückzukehren, während der
Wasserspiegel sinkt.
-
Das
bevorzugte Ausführungsbeispiel
des Teilspülungsmechanismus
ist der in 6 dargestellte Mechanismus,
der in jeder Hinsicht mit demjenigen des bereits beschriebenen sekundären Vollspülungsauslöser identisch
ist, mit der Ausnahme, dass seine Druckstange (39) auf
den Teilspülungsauslöseschieber
(40) wirkt, der seinerseits sowohl Druck auf den primären Auslöser aufbringt
und sich über
die Spülungsventilrohrvorsprünge (4)
bewegt. Der Teilspülungsauslöseschieber
(40) ist planar in U-Form ausgebildet, wobei die Basis
des "U" um eine Seite des primären Auslösers verläuft und
die Schenkel des "U" innerhalb der umschlossenen
Schienen (41) gleiten, die über starre Ansätze (43)
an jedem Seitenteil der Hebearmstruktur (6) angebracht
sind. Die Wirkung dieser Aktion besteht darin, dass bei der Rückkehr des
Hebevorrichtungsarms (6) in die horizontale Position die
gestreckten Schenkel des Teilspülungsauslöseschiebers
auf die Oberseiten der Spülungsventilrohrvorsprünge (4)
drücken,
so dass die Ventilanordnung entgegen der Wirkung des Schwimmers
(2) nach unten getrieben wird, um das Spülungsventil vorzeitig
zu schließen.
Wenn die gelenkig verbundenen Teile (9) und (10)
des primären
Auslösers
in die gerade gerichtete Position zurückkehren, wird der Teilspülungsschieber
durch das untere Auslöserteil (9)
des primären
Auslösers
in seine Ausgangsposition zurück
geschoben, so dass die Schenkel des Teilspülungsauslöseschiebers sich aus ihrer
Position über
den Rohrvorsprüngen
(4) zurückziehen.
Je nach den Gestaltungsanforderungen wird die Spülung üblicherweise gesperrt, wenn
ungefähr
die Hälfte
des Wassers aus dem Spülkasten
ausgelassen wurde. Ein Gestaltungsgesichtspunkt, der ein vorzeitiges
Schließen
des Spülungsventils
betrifft, besteht darin, dass das Gewicht des Hebevorrichtungsschwimmers
an der Luft größer sein
muss als die von dem Ventilschwimmer (2) aufgebrachte Auftriebskraft.
-
7 zeigte
eine Rückansicht
der in einen Spülkasten
eingesetzten erfindungsgemäßen Vorrichtung,
wobei die Anordnung der Schwimmer nebeneinander und die Positionierung
des kreisrunden Gummimembranventils deutlich dargestellt ist.
-
Zusätzlich zu
den zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispielen kann die Erfindung auch
eine Hybridversion der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorsehen, bei
der eine direkte mechanische Verbindung von externen Knöpfen oder
Hebeln zu dem Ventilmechanismus besteht, welche ein manuelles oder
konventionelles Spülen
ermöglicht, wenn
der Wasserpegel zu niedrig ist, um den sekundären Mechanismus zu aktivieren.
Die Erfindung kann die erfindungsgemäße Vorrichtung in Verbindung
mit herkömmlicher
Mechanik umfassen, so dass, wenn eine erfindungsgemäß vorgesehene leichte
Bewegung des Knopfauslösers
aus irgend einem Grund den Spülungsmechanismus
nicht aktiviert, weiterer mechanischer Druck von dem Benutzer aufgebracht
werden kann, um die Spülkastenmechanik
auf herkömmliche
Weise zu betätigen.
Auf diese Weise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung als Teil der
Mechanik eines herkömmlichen
Spülkastens
verwendet werden, wobei bei der ersten Berührung eines Knopfs eine Mikro-Berührungsaktivierung in
Verbindung mit herkömmlicher
Mechanik durchgeführt
wird, die, falls erforderlich, beim Aufbringen weiteren Drucks aktiviert
wird.
-
Demgemäß werden
die Beschränkungen
gegenwärtiger
Spülkästen durch
die folgende Erfindung überwunden,
die eine durch einen Schwimmer getriebene Vorrichtung für das Heben
des Ventils vorsieht. Der resultierende Vorteil liegt darin, dass
der Benutzer nur eine Kraft aufbringen muss, die ausreicht, um die
Hebevorrichtung auszulösen.
Eine derartige Auslösekraft
kann so gering wie 30 Gramm sein und eine Bewegung von lediglich
einem bis zwei Millimeter erfordern. Dies vermittelt wiederum dem Designer,
Hersteller und Benutzer die folgenden Vorteile:
- – Flexibilität bei der
Gestaltung, wodurch eine Vielzahl verschiedener taktil und optisch
ansprechender einzigartiger und attraktiver Knopf- und Spülkastenoptionen
möglich
ist.
- – Geringe
Kosten und leichtgewichtige Konstruktion des zwischen den Spülungsknöpfen und
dem Spülkastenspülungsmechanismus
erforderlichen Verbindungsmechanismus.
- – Hygienischer
Betrieb dahingehend, dass nur eine sehr leichte, schnelle Berührung zum
Spülen des
Spülkastens
aufgebracht werden muss, beispielsweise mittels einem Knöchel, der
Spitze eines Fingernagels oder dem Handrücken.
- – Erheblich
verbesserte Einfachheit der Benutzung für ältere Personen, kleine Kinder
und Behinderte.
-
Die
Erfindung schafft zum ersten Mal eine in hohem Maße kompakte
und überlegte
mechanische Verbesserung der Bedienung von Standard-Spülungssystemen.
Insbesondere ermöglicht
die erfindungsgemäße Mechanik
die Aktivierung eines Spülkastens
durch eine ultraleichte "Mikro-Berührung", die unter Aufbringung
von minimalem Druck mittels der Finger des Benutzers bewirkt werden
kann, oder selbst durch Berühren
mit einem Stift oder einem Schlüsselsatz
erreicht werden kann. Das Vorsehen einer derartigen Mikro-Berührungsmechanik
ermöglicht
eine Vielzahl von Gestaltungsoptionen, die bisher für Spülkästen nicht
verfügbar
waren, und stellt verbesserte Mechanismen und Bedienersysteme mit einer
wesentlich besseren Zugänglichkeit
und Benutzbarkeit für
Behinderte und andere körperlich
eingeschränkte
Personen bereit. Die Mikro-Berührungseinrichtungen
gemäß der vorliegenden
Erfindung bieten Optionen für
eine elektronische Steuerung der Spülkastenspülung, die mittels eines Elektromagneten
oder anderer elektronischer Bauteile aktiviert werden kann, so dass
die Spülkastenaktivierung durch
alleinige Touch-Panelsteuerung
erfolgen kann, welche wiederum einen Elektromagneten akti viert, der
anschließend
den erfindungsgemäßen Mechanismus
aktiviert. Auf diese Weise kann die Spülkastenspülung praktisch ohne Druck mittels
Berührungstasten
aktiviert werden.
-
Es
ist für
den Fachmann auf diesem Gebiet ersichtlich, dass zahlreiche Abwandlungen
und/oder Modifikationen an der in den spezifischen Ausführungsbeispielen
dargestellten Erfindung vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der umfassend
beschriebenen Erfindung zu verlassen. Die vorliegenden Ausführungsbeispiele
sind daher in jeder Hinsicht als illustrativ und nicht restriktiv
zu erachten.