-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Öffnungsvorrichtung
für eine
Toilettenwasserspülung gemäß der Präambel von
Anspruch 1, die von
US 2219367 bekannt
ist.
-
Die Erfindung bezieht sich insbesondere
auf eine Öffnungsvorrichtung
für eine
Toilettenwasserspülung
mit einem Wasserbehälter,
der durch einen Füllhahn
gespeist wird, welcher wiederum mit einem Wasserverteilungsnetz
verbunden ist, und der geöffnet
werden kann, um den Wasserbehälter
aufzufüllen,
wenn der Wasserstand unter eine festgelegte Untergrenze fällt, und
die eine untere Austrittsöffnung und
eine Austrittsklappe besitzt, die mit dieser Öffnung verbunden ist, die eine
geschlossene Position einnehmen kann, um das Wasser im Behälter zu
halten, oder eine offene Position einnehmen kann, um das Wasser
in ein Toilettenbecken abfließen
zu lassen.
-
Es sind zahlreiche Toilettenwasserspülungen bekannt,
bei denen ein Wasserbehälter
ein Öffnungselement
besitzt, das sich vertikal über
einen Deckel des Wasserbehälters
verschieben lässt,
um eine Austrittsklappe zum Öffnen
der Wasserspülung zu
betätigen,
so dass Wasser in Richtung Toilettenbecken fließt.
-
Im allgemeinen öffnet sich die Austrittsklappe,
wenn das Öffnungselement
betätigt
wird, und schließt
sich nur dann, wenn der Wasserstand eine Untergrenze erreicht hat.
Wenn der Wasserstand diese Untergrenze erreicht hat, schließt sich
die Klappe, und ein Schwimmer, der gleichzeitig mit dem Wasserstand
in den Behälter
abgesenkt wird, betätigt einen Füllhahn,
so dass sich der Wasserbehälter
im Hinblick auf eine erneute Benutzung wieder füllt.
-
Der Hauptnachteil einer solchen Vorrichtung besteht
darin, dass sie von einem Benutzer manuell betätigt werden muss, was bei öffentlichen
Toiletten mit hoher Frequentierung von kurzer Dauer dazu führt, dass
es leicht vergessen wird, was für
nachfolgende Benutzer sehr unangenehme Konsequenzen hat, wenn die
Wasserspülung
nicht benutzt wurde.
-
Um dieses Problem zu lösen, wurde
die Verwendung automatischer Wasserspülungen vorgeschlagen, welche
die Betätigung
des Öffnungselementes
des Wasserbehälters
automatisch in Gang setzen, wenn der Benutzer die Toilette verlässt, so dass
Wasser in Richtung Toilettenbecken fließt.
-
Da die erforderliche Energie für die Betätigung des Öffnungselementes
jedoch sehr groß ist, werden
diese Vorrichtungen im allgemeinen von einem Elektromotor angetrieben,
der aus dem Stromnetz des Gebäudes
gespeist wird, indem sich die Toiletten befinden, was sowohl hinsichtlich
Einbau der Toiletten Probleme bereitet, da jede Toilette eine Elektroinstallation
benötigt,
als auch hinsichtlich Kosten Probleme aufwirft.
-
Um diese Nachteile zu vermeiden,
wird mit der Erfindung eine Vorrichtung vorgeschlagen, die das Prinzip
des hydrostatischen Auftriebs nutzt, um das Öffnungselement des Wasserbehälters zu
betätigen,
wobei die Betätigung
dieser Vorrichtung leicht durch einen Elektromagneten sichergestellt
werden kann, der mit Niederspannung und netzunabhängig arbeitet.
-
Vor diesem Hintergrund wird mit der
Erfindung eine Öffnungsvorrichtung
für eine
Toilettenwasserspülung
vorgeschlagen, wie sie in Anspruch 1 beschrieben ist.
-
Nach weiteren Merkmalen der Erfindung:
- – ist
der Übertragungsmechanismus
im Wasserbehälter
angeordnet und besitzt einen zwischen einer oberen und einer unteren
Stellung beweglichen Stoßarm,
der an einem Ende den Schwimmer aufweist und dessen anderes Ende
einen von dem Schwimmer kommenden Stoß auf einen Öffnungsmechanismus übertragen
kann, der die Klappe öffnet;
- – besitzt
der Übertragungsmechanismus
ein Öffnungselement
der Klappe, deren oberes Ende mit dem Öffnungsmechanismus verbunden
ist und deren unteres Ende auf die Austrittsklappe wirkt, und das
zwischen einer eingestellten Schließposition und einer eingestellten Öffnungsposition,
in der das Öffnungselement
die Klappe öffnet,
beweglich ist;
- – kann
der Öffnungsmechanismus
durch den Stoßarm
in Gang gesetzt werden, wenn er von seiner unteren Position in seine
obere Position übergeht,
damit das Öffnungselement
der Klappe von seiner eingestellten Schließposition in seine eingestellte Öffnungsposition
gelangen kann und besitzt eine Betätigungsstange, die in ihren
Bewegungen mit dem Öffnungselement
der Klappe verbunden ist;
- – sind
der Stoßarm
und die Betätigungsstange miteinander
verbunden und der Öffnungsmechanismus
besitzt einen kippbaren Nocken, der, wenn er durch den Blockierungsfinger
blockiert wird, den Stoßarm
in seiner unteren Stellung und die Betätigungsstange festsetzen kann,
um die Klappe geschlossen zu halten, und der bei versenktem Blockierungsfinger
zum Kippen gebracht werden kann, wobei der Stoßarm und die Betätigungsstange
von ihrer unteren Position in die obere Position gebracht werden,
so dass das Öffnungselement
von seiner eingestellten Schließposition
in seine eingestellte Öffnungsposition
gelangt und die Klappe öffnet.
- – wird
die Klappe direkt von dem Öffnungselement gesteuert,
wobei die eingestellte Öffnungsposition und
Schließposition
der Klappe der geöffneten und
geschlossenen Position der Klappe entsprechen;
- – kehrt
der Nocken durch sein Gewicht wieder in seine Ausgangsposition zurück und wird
anschließend
erneut durch den Blockierungsfinger blockiert, und besitzt eine
Auflagefläche,
um den Stoßarm
und die Betätigungsstange
in einer Zwischenposition zu halten, in der das Öffnungselement die Klappe offenhält, und
bei erneut versenktem Blockierungsfinger wird der Nocken durch das
Gewicht des Stoßarms
und durch die Betätigungsstange
erneut zum Kippen gebracht, damit der Stoßarm und die Betätigungsstange wieder
in ihre untere Position gelangen, so dass das Öffnungselement wieder von seiner
eingestellten Öffnungsposition
in seine eingestellte Schließposition
fährt und
die Klappe schließt;
- – steuert
das Öffnungselement
nur das Öffnen
der Klappe, wobei der Stoßarm
und die Betätigungsstange
durch ihr Gewicht in ihre untere Position zurückgeholt werden, und die Klappe
sich selbständig
schließt,
wenn der Wasserstand unter die festgelegte Untergrenze abfällt;
- – kippt
der Nocken durch ein Gegengewicht hin und her und gelangt durch
das Gewicht des Stoßarms
und der Betätigungsstange
in die Ausgangsposition zurück;
- – sind
der Stoßarm
und die Betätigungsstange
unabhängig
voneinander jeweils mit einem ersten und einem zweiten Mitnehmerrad
des Öffnungsmechanismus
verbunden, die bei Blockieren des ersten Mitnehmerrades durch den Blockierungsfinger
den Stoßarm
und die Betätigungsstange festsetzen
können,
so dass die Klappe geschlossen bleibt, und, wenn der Blockierungsfinger
versenkt ist, das erste, mit dem Stoßarm verbundene, Mitnehmerrad
zum Kippen bringen können, der
von seiner unteren Position in seine obere Position fährt, wobei
er das zweite Mitnehmerrad mit sich nimmt, um das Öffnungselement
in die eingestellte Öffnungsposition
zu bringen und die Klappe zu öffnen;
- – kehrt
das erste Mitnehmerrad durch das Gewicht des Stoßarms wieder in seine Ausgangsposition
zurück,
wenn es von seiner oberen Position in seine untere Position fährt, wobei
es wieder durch eine Position geführt wird, in der das erste Mitnehmerrad
den Blockierungsfinger versenkt, und das zweite Mitnehmerrad wird
durch das Gewicht der Betätigungsstange
wieder zurückgeholt, um
das Öffnungselement
in die eingestellte Schließposition
zu bringen, wobei sich die Klappe selbständig schließt, wenn der Wasserstand unter die
festgesetzte Untergrenze fällt;
- – wird
der Blockierungsfinger erneut versenkt, um das erste Mitnehmerrad
aus der Position des Stoßarms
zu befreien, und das erste Mitnehmerrad wird durch das Gewicht des
Stoßarms
in seine Ausgangsposition zurückgebracht,
wenn der Stoßarm
von seiner oberen Position in seine untere Position fährt, wobei
das zweite Mitnehmerrad durch das Gewicht der Betätigungsstange
zurückgeholt
wird, um das Öffnungselement
in die eingestellte Schließposition
zu bringen und die Klappe zu schließen;
- – wird
der Blockierungsfinger mit einem Elektromagneten verbunden und versenkt,
wenn der Elektromagnet gespeist wird.
-
Weitere Merkmale und Vorzüge der Erfindung
ergeben sich aus der Lektüre
der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung, zu deren besserem Verständnis auf
die beigefügten
Zeichnungen Bezug genommen wird. Es zeigen:
-
1 und 2 perspektivische Darstellungen einer
Vorrichtung gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, die jeweils die Vorrichtung in einer Blockierungsposition
des Blockierungsfingers zeigen, wobei der Wasserbehälter voll
ist, und in einer versenkten Position des Blockierungsfingers zeigen,
wobei sich der Wasserbehälter
leert;
-
3 bis 6 perspektivische Darstellungen einer
Vorrichtung gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, welche die Vorrichtung jeweils in den folgenden Positionen
zeigen:
einer Blockierungsposition des Blockierungsfingers, wobei
der Wasserbehälter
voll ist, einer versenkten Position des Blockierungsfingers, wobei
sich der Wasserbehälter
leert, und die Betätigungsstange
angehoben wird, einer Blockierungsposition des Blockierungsfingers,
wobei sich der Wasserbehälter leert
und die Betätigungsstange
sich auf dem Nocken abstützt,
und einer versenkten Position des Blockierungsfingers, wobei sich
der Wasserbehälter
leert und die Betätigungsstange
den Nocken hin- und herkippen lässt;
-
7 eine
perspektivische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einem
dritten, bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, das die Vorrichtung in einer Blockierungsposition
des Blockierungsfingers zeigt, wobei der Wasserbehälter voll
ist;
-
8 bis 11 schematische Schnittansichten
der Vorrichtung nach einem dritten, bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, welche die Vorrichtung jeweils in den folgenden Positionen
zeigen: der Blockierungsposition des Blockierungsfingers, wobei
der Wasserbehälter
voll ist, einer versenkten Position des Blockierungsfingers, wobei
sich der Wasserbehälter
leert, und das erste Mitnehmerrad das zweite Mitnehmerrad antreibt;
einer Position, in der das erste Mitnehmerrad in seine Ausgangsposition
zurückkehrt,
indem es den Blockierungsfinger versenkt, und einer Blockierungsposition
des Blockierungsfingers, wobei der Wasserbehälter leer ist; und
-
12 ein
Schema, das die verschiedenen Phasen eines Steuerungsablaufs für einen
Elektromagneten zeigt, der in der vorliegenden Erfindung verwendet
wird.
-
In der nachfolgenden Beschreibung
tragen identische Elemente oder Elemente, die ähnliche Funktionen haben, die
gleichen Bezugsziffern.
-
In 1 ist
die gesamte Öffnungsvorrichtung 10 einer
Toilettenwasserspülung
gezeigt, die nach einem ersten Ausführungbeispiel der Erfindung hergestellt
wurde.
-
Wie bekannt, besitzt die Vorrichtung 10 einen Wasserbehälter 12,
der über
einen nicht gezeigten Füllhahn
gefüllt
wird, der mit einem Wasserverteilungsnetz verbunden ist. Der nicht
gezeigte Füllhahn öffnet sich
je nach Wasserstand im Wasserbehälter 12,
so dass der Wasserbehälter
aufgefüllt
werden kann.
-
In der Konfiguration von 1 hat der Wasserstand im
Behälter 12 eine
Position H, die der maximalen Füllhöhe des Behälters 12 entspricht.
-
Der Wasserbehälter 12 hat im wesentlichen Quaderform
und lässt
sich oben durch einen nicht gezeigten Deckel verschließen.
-
Im unteren Bereich des Wasserbehälters 12 ist
eine Austrittsöffnung 14 angeordnet,
so dass das im Behälter 12 enthaltene
Wasser in Richtung Toilettenbecken fließen kann.
-
Im Wasserbehälter 12 ist ein Übertragungsmechanismus 16 angeordnet,
mittels dessen die Austrittsöffnung 14 verschlossen
werden kann, wie in 1 gezeigt.
-
Der Übertragungsmechanismus 16 ist
im Wasserbehälter 12 mittels
einer querverlaufenden Platte 18 angeordnet, die aus einer
horizontalen Platte besteht, welche innen zwischen zwei einander
gegenüberliegenden
Seitenflächen 20 des
Wasserbehälters 12 verläuft. Die
Platte 18 kann vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt
und in nicht gezeigte Aussparungen an den Innenseiten 20 des
Wasserbehälters 12 eingesteckt
werden.
-
In der Mitte der Platte 18 befinden
sich zwei Bohrungen 22 und 24, durch die jeweils
ein Stoßarm 26 und
ein Klappenöffnungselement 28 hindurchgeführt werden
können.
-
Der Stoßarm 26 besitzt eine
Spindel, die vertikal in der Bohrung 22 gleiten kann, und
einen Schwimmer 30, der am unteren Ende des Stoßarms 26 angeordnet
ist. Der Schwimmer besteht vorzugsweise aus einer Hohlkugel aus
Kunststoff oder einer Kugel aus aufgeschäumtem Polystyrol an einer Spindel 32 des
Stoßarms 26.
-
Das Öffnungselement 28 der
Klappe besitzt oben eine Spindel 34, die durch vertikales
Gleiten in der Bohrung 24 der Platte 18 aufgenommen
wird, und einen Rumpf 36, der eine Klappe 38 aufweist,
die später
unter Bezugnahme auf 2 beschrieben wird,
und mit der die Austrittsöffnung 14 des
Wasserbehälters 12 verschlossen
werden kann.
-
In dem unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Ausführungbeispiel
steuert das Öffnungselement 28 lediglich
die Öffnung
der Klappe 38, damit das in dem Wasserbehälter 12 enthaltene Wasser
herausfließen
kann, wobei die Klappe 38 unabhängig von den Bewegungen des Öffnungselementes 28 schließt, so dass
sich die Klappe 38 nur dann schließt, wenn der Wasserstand in
dem Wasserbehälter
eine festgelegte Untergrenze erreicht hat, z. B. wenn der Wasserbehälter leer
ist.
-
Die Spindel 32 des Stoßarms 26 und
die Spindel 34 des Öffnungselementes 28 sind
beide mit einer Betätigungsstange 40 verbunden,
die quer in die gleiche Richtung verläuft wie die Platte 18,
und die an einer ihrer Enden 42 mittels eines mit der Platte 18 verbundenen
Drehbolzens 44 in einer Horizontalachse, die senkrecht
zur Querrichtung der Stange 40 verläuft, an der Platte 18 angelenkt
ist.
-
Die vertikale Spindel 32 des
Stoßarmes 26 ist
mittels eines Drehbolzen 46 parallel zu dem Drehbolzen 44 an
der Betätigungsstange 40 angelenkt, wobei
der Drehbolzen mittels eines Bolzens 48 realisiert ist,
der über
die Betätigungsstange 40 und
einen Kopf 50 verläuft,
der oben an der Spindel 32 des Stoßarms 26 angeordnet
ist. Die Spindel 34 des Öffnungselementes 28 ist über einen
Gleitdrehbolzen 52 mit der Betätigungsstange 40 verbunden,
der mit Hilfe eines Bolzens 54 parallel zu dem Drehbolzen 44 realisiert
ist, der durch einen Kopf 56 verläuft, der oben an der Spindel 34 des Öffnungselementes 28 angeordnet
ist, wobei der Bolzen 54 in einem Langloch 58 der
Betätigungsstange 40 verschoben
wird, das in Querrichtung der Betätigungsstange 40 verläuft.
-
Wenn die Betätigungsstange 40 nun
durch eine Drehbewegung um den Drehbolzen 44 auf der Platte 18 herum
angetrieben wird, können
die Spindel 32 des Stoßarmes 26 und 34 des Öffnungselementes 28 mit
der gleichen vertikalen Gleitbewegung in den jeweiligen Bohrungen 22 und 24 der
Platte 18 angetrieben werden.
-
An ihrem, dem Drehbolzen 44 gegenüberliegenden,
Ende besitzt die Oberseite der Platte 18 einen Öffnungsmechanismus 59.
-
Der Öffnungsmechanismus 59 besitzt
eine Halterung 60, die vorzugsweise mit der Platte 18 verschweißt ist oder
aus dem gleichen Material wie die Platte 18 besteht. Die
Halterung 60 hat im wesentlichen die Form eines Winkels,
dessen Winkelstück der
Betätigungsstange 40 gegenüberliegt
und dessen Schenkel 62, der horizontal an die Betätigungsstange 40 angrenzt,
einen Nocken 64 besitzt, der um einen Bolzen 66 herum
gedreht werden kann, der senkrecht zur Querrichtung der Platte 18 und
parallel zum Drehbolzen 44 verläuft.
-
Der Nocken 64 hat ebenfalls
die Form eines Winkels, dessen Konkavität der Konkavität des Winkels
zugewandt ist, der von der Halterung 60 gebildet wird,
dessen erster, horizontaler Schenkel 68 um den Bolzen 66 herum
angelenkt ist, und dessen zweiter, horizontaler Schenkel 70 durch
ein Langloch 72 der Halterung 60 hindurchführt, so
dass er ein Gegengewicht des Nockens 64 bildet. Das Langloch 72 ist
in einer Innenfläche
des vertikalen Schenkels 74 der Halterung 60 angeordnet.
-
An dem Schenkel 70 ist in
der Nähe
der Biegung, die die beiden Schenkel 68 und 70 des
Nockens 64 miteinander verbindet, eine erste Aussparung 76 angeordnet,
die in der ursprünglichen
Ruhestellung des Nockens 64 nach oben gerichtet ist, und einen
Blockierungsfinger 78 eines zylindrischen Elektromagneten
mit im wesentlichen vertikal verlaufender Achse aufnehmen kann,
der an der Halterung 60 befestigt ist. Wie weiter unten
beschrieben wird, kann der Blockierungsfinger 78 aufgrund
der deutlich vertikalen Position der Achse des Elektromagneten 80 durch
Schwerkraft abgesenkt werden. Der Schenkel 68 des Nockens 64 besitzt
eine zweite Aussparung 82, die in Richtung des freien Endes 84 der
Betätigungsstange 40 verläuft, und
mit diesem Ende 84 zusammenwirken kann, um die sich um
den Drehbolzen 44 drehende Betätigungsstange 40 zu
stoppen, so dass der Übertragungsmechanismus 16 blockiert wird.
-
Diese Konfiguration wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. In dieser
Position des Öffnungsmechanismus 59 wird
der Blockierungsfinger 78 des Elektromagneten 80 in
der Aussparung 76 aufgenommen und blockiert den Nocken 64 in
seiner nicht gekippten Ausgangsposition, so dass das Ende 84 der
Betätigungsstange 40 in
der Aussparung 82 des Nockens 64 aufgenommen und
blockiert wird. Wenn der Wasserbehälter 12 also voll
ist, verläuft
die Betätigungsstange 40 im
wesentlichen horizontal und setzt gleichzeitig das Öffnungselement 28 und den
Stoßarm 26 fest,
der unter der Wirkung des hydrostatischen Auftriebs, der auf den
eingetauchten Schwimmer 30 angewendet wird, eine vertikale
Kraft auf die Betätigungsstange 40 ausübt. In dieser
Konfiguration kann der Übertragungsmechanismus 16 freigegeben
werden.
-
Wenn von einer elektronischen Steuereinheit – die weiter
unten unter Bezugnahme auf 12 beschrieben
wird – ein
Impuls an den Elektromagneten 80 gesendet wird, wird der
Blockierungsfinger 78 nach oben versenkt und tritt aus
der Aussparung 76 des Nockens 64 heraus, so dass
das Ende 84 der Betätigungsstange 40 unter
der vertikalen Kraft aufgrund des hydrostatischen Auftriebs, der
von dem Stoßarm 26 auf
die Betätigungsstange 40 ausgeübt wird,
aus der Aussparung 82 des Nockens 64 heraustritt,
und die Betätigungsstange 40 dreht
sich unter Bezugnahme auf 1 im
Uhrzeigersinn um den Drehbolzen 44, indem sie hochfährt.
-
So kann sich der Stoßarm 26,
wie in 2 zu sehen ist,
vertikal frei von seiner unteren Position in seine obere Position
verschieben und das Öffnungselement 28 wird
durch die Betätigungsstange 40 nach
oben betätigt,
indem es eine eingestellte Öffnungsposition
der Austrittsklappe 38 einnimmt. Da das Öffnen der
Klappe 38 durch Betätigen
des Öffnungselementes 28 hervorgerufen
wurde, öffnet
sich die Austrittsklappe 38 und der Wasserbehälter 12 beginnt,
sich über
die Austrittsöffnung
zu entleeren.
-
Außerdem ist der Nocken 64 unter
der Betätigung
des Endes 84 der Betätigungsstange 40 gekippt
und er bleibt unter der Wirkung des Gegengewichts, das durch seinen
Schenkel 70 gebildet wird, gekippt, so dass die Aussparung 76 des
Nockens 64 in dem Langloch 72 der Halterung 60 verschwindet, und
der Blockierungsfinger 78 des Elektromagneten 80 in
einer Zwischenposition gegen die Oberseite 86 des Nockens 64 im
Anschlag gehalten wird.
-
Nach der Konfiguration, die unter
Bezugnahme auf 2 beschrieben
wurde, fällt
das Wasser in dem Behälter 12 bis
auf ein Niveau ab, bei dem der Schwimmer 30 nicht mehr
eingetaucht ist, sondern auf der Wasseroberfläche schwimmt. Wenn der Wasserstand
weiter absinkt, senkt sich der Stoßarm 26 und führt die
Betätigungsstange 40 mit
sich, die nach und nach wieder in die Aussparung 82 des
Nockens 64 sinkt, so dass dieser wieder in seine Ausgangsposition
kippt.
-
In diesem nicht gezeigten Zustand
tritt die Aussparung 76 des Nockens 64 aus der
Halterung 60 aus und ermöglicht das erneute Verriegeln
des Blockierungsfingers 78 des Elektromagneten 80,
wobei der Übertragungsmechanismus 16 wieder
in seine ursprüngliche
Konfiguration aus 1 zurückkehrt, wenn
der Wasserstand eine Untergrenze B erreicht hat. Wenn die Austrittsklappe
sich folglich schließt, wenn
der Wasserstand in dem Behälter 12 seine
Untergrenze B erreicht hat, kann der nicht gezeigte Füllhahn das
Auffüllen
des Behälters 12 erneut
steuern, so dass die Wasserspülung
wieder für
eine erneute Benutzung gefüllt
ist.
-
Das zweite Ausführungbeispiel, das in den 3 bis 6 in unterschiedlichen Funktionsetappen dargestellt
ist, unterscheidet sich in Bezug auf das Schließen der Austrittsöffnung 14 und
die Form des Nockens 64 des Öffnungsmechanismus 59.
-
In diesem Ausführungbeispiel steuert das Öffnungselement 28 direkt
das Öffnen
und Schließen der
Austrittsöffnung 14.
Wenn also das Öffnungselement 28 durch
vertikales Verschieben durch die Betätigungsstange 40 nach
oben betätigt
wird, verschließt
die Verschlussklappe 38, die in diesem Ausführungbeispiel
mit dem Öffnungselement 28 verbunden
ist, die Austrittsöffnung 14 nicht
mehr und wenn das Öffnungselement 28 durch
vertikales Verschieben durch die Betätigungsstange 40 nach
unten betätigt
wird, verschließt
die Austrittsklappe 38 die Austrittsöffnung 14, um den
Wasserbehälter 12 zu
schließen.
-
Der Nocken 64 besitzt außerdem deutlich
die Form eines rechtwinkligen Dreiecks, dessen Hypotenuse die Aussparung 82 für das Festsetzen
des Endes 84 der zuvor beschriebenen Betätigungsstange 40 besitzt,
und dessen Höhe – gegenüber der
Halterung 60 in Querrichtung zurückgesetzt – (in der ursprünglichen
Ruhestellung des Nockens 64) einen Spalt 88 begrenzt,
der den Blockierungsfinger 78 des Elektromagneten 80 aufnehmen
soll, wenn dieser nicht versenkt ist. Außerdem besitzt der Nocken 64 eine
der Betätigungsstange 40 zugewandte,
schräge Fläche 90,
die der Hypotenuse des Nockens 64 in Form eines rechtwinkligen
Dreiecks entspricht.
-
Diese schräge Fläche 90 ist oberhalb
der Aussparung 82 des Nockens 64 angeordnet, so
dass sie – wie
es unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschrieben wird – am Ende 84 der
Betätigungsstange 40 eine
Auflagefläche
bietet.
-
In diesem zweiten Ausführungbeispiel
unterscheidet sich der Nocken 64 deutlich von dem Nocken 64,
der unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben wurde, da er
keinen zweiten Schenkel und folglich auch kein Gegengewicht besitzt.
-
Außerdem besitzt das Ende 84 der
Betätigungsstange 40 eine
Abschrägung,
die mit der schrägen
Fläche 90 des
Nockens 64 zusammenwirken soll.
-
In der Position des Übertragungsmechanismus 16,
der unter Bezugnahme auf die 3 beschrieben
wurde, ist der Wasserbehälter 12 voll,
und die Aussparung 82 des Nockens 64 setzt die
Betätigungsstange 40 fest,
indem sie sich dem hydrostatischen Auftrieb, der von dem Stoßarm 26 ausgeübt wird,
widersetzt, um das Öffnungselement 28 der Klappe
in der eingestellten Schließposition
zu halten, so dass die Klappe 38 geschlossen wird und die
Austrittsöffnung 14 versperrt
wird. In dieser Position nimmt der Blockierungsfinger 78 des Elektromagneten 80 eine
Blockierungsposition in dem Spalt 88 zwischen dem Nocken 64 und
der Halterung 60 ein, indem er den Nocken 64 in
der Arretierungsposition der Betätigungsstange 40 hält.
-
Wie in 4 gezeigt,
wird der Blockierungsfinger 78 versenkt, wenn auf den Elektromagneten 80 ein
erster elektrischer Impuls ausgeübt
wird, und der Blockierungsfinger verlässt den Spalt 88 zwischen dem
Nocken 64 und der Halterung 60, so dass der Nocken 64 durch
das Ende 84 der Betätigungsstange 40 zum
Kippen gebracht wird, und die Betätigungsstange 40 für eine Drehbewegung
nach oben freisetzt. In diesem Funktionsstadium sorgt der Schwimmer 30 durch
Einwirken auf den Stoßarm 26 dafür, dass
die Betätigungsstange 40 und
das Öffnungselement 28 – das in
Vertikalverschiebung hochfährt – wieder
hochfahren, und bringt das Öffnungselement in
eine eingestellte Öffnungsposition
der Austrittsklappe, welche die Austrittsöffnung 14 freimacht,
so dass sich der Wasserbehälter 12 entleeren
kann.
-
Wenn das Wasser einen Zwischenstand
zwischen dem Höchststand
H und der Untergrenze von Wasserstand B erreicht hat, und der Schwimmer 30 – wie in 5 gezeigt – nicht
in das Wasser eingetaucht ist, schwimmt er nun auf der Wasseroberfläche. Die
Betätigungsstange 40 sinkt
folglich gleichzeitig mit dem Wasserstand ab.
-
Der Nocken 64 kehrt außerdem von
selbst aufgrund seines Eigengewichtes in seine Ausgangsposition
zurück,
so dass sich der Blockierungsfinger 78 des Elektromagneten 80 wieder
in den Spalt 88, der von dem Nocken 64 und der
Halterung 80 begrenzt wird, einschieben kann. Wenn der
Wasserstand tief genug gefallen ist, stützt sich das Ende 84 der
Betätigungsstange 40 wieder
auf der Fläche 90 des
Nockens 64 ab, und der Wasserstand im Wasserbehälter 10 fällt weiter,
ohne dass die Betätigungsstange 40 weiter
absinkt. Der Wasserabfluss innerhalb des Wasserbehälters 12 ist
also unabhängig
von der Position der Betätigungsstange 40.
-
Wie unter Bezugnahme auf 6 beschrieben, kann der
Blockierungsfinger 78 mit einem zweiten elektrischen Impuls
an den Elektromagneten 80 – wenn der Wasserbehälter 12 leer
ist und die Untergrenze B erreicht hat – erneut versenkt werden und den
Nocken 64 freisetzen. Unter Betätigung des abgeschrägten Endes 84 der
Betätigungsstange 40, das
sich an der Fläche 90 des
Nockens 64 abstützt, wird
der Nocken 64 in trigonometrischer Richtung zum Kippen
zurückgedrückt, damit
sich das Ende 84 der Betätigungsstange 40 unter
Betätigung
ihres Eigengewichtes und des Gewichtes des Stoßarms 26 und des Öffnungselementes 28 wieder
in die Aussparung 82 des Nockens 64 einschieben
kann. So kehrt die Einheit bestehend aus Betätigungsstange 40, Stoßarm 26 und Öffnungselement
wieder zu der ursprünglichen
Konfiguration des Schließens
der Klappe 38 und des Verschlusses der Austrittsöffnung 14 zurück. Folglich
kann der nicht gezeigte Füllhahn
den Wasserbehälter 10 wieder
füllen.
-
Dieses zweite Ausführungbeispiel
macht die Verwendung einer komplexen Öffnungsklappe 38 vorteilhafterweise überflüssig, da
das Öffnungselement 28 direkt
den Verschluss oder das Freimachen der Austrittsöffnung 14 sicherstellen
kann. Das senkt die Herstellungskosten einer solchen Öffnungsvorrichtung 10 für eine Wasserspülung erheblich.
Außerdem
sind die Gefahren einer Fehlfunktion in dem Öffnungsmechanismus 59 deutlich
niedriger, da auch der Nocken 64 keinen Arm 70 ähnlich dem
in 1 beschriebenen Arm
besitzt, und die Gefahr des Verklemmens gegenüber dem Langloch 72 der
Halterung 60, die zuvor beschrieben wurde, und die in einer
feuchten Atmosphäre
immer möglich
ist, hier ebenfalls reduziert ist.
-
Das dritte Ausführungbeispiel der Erfindung, das
in den 7 bis 11 dargestellt ist, veranschaulicht
einen Übertragungsmechanismus 16,
der die bevorzugte Ausführungsart
der Erfindung zeigt.
-
Ähnlich
wie unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben, besitzt der
Wasserbehälter 12 die
untere Austrittsöffnung 14,
ein im wesentlichen vertikales Klappenöffnungselement 28,
das eine nicht gezeigte Austrittsklappe besitzt, und dessen Spindel 34 mittels
eines Gleitdrehbolzens 55 an der Betätigungsstange 40 angelenkt
ist, die mit einem Öffnungsmechanismus 61 der
Vorrichtung 10 verbunden ist.
-
Außerdem trägt der Stoßarm 26 den Schwimmer 30 und
ist mit dem Öffnungsmechanismus 61 verbunden.
-
Der Öffnungsmechanismus 61 dieses
dritten Ausführungbeispiels
unterscheidet sich erheblich von dem Öffungsmechanismus 59,
der unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben wurde. In diesem
Ausführungbeispiel
ist nämlich
der Stoßarm 26 nicht
mit der Betätigungsstange 40,
sondern direkt mit dem Öffungsmechanismus 61 verbunden.
-
Der Öffungsmechanismus 61 besitzt
ein erstes und ein zweites, koaxiales Mitnehmerrad 92 und 94,
die in zwei parallelen Vertikalebenen angeordnet und an einem Drehbolzen 95 senkrecht
zur Querrichtung drehbar montiert und mit dem Stoßarm 26 und der
Betätigungsstange 40 verbunden
sind.
-
Das erste Mitnehmerrad 92 und
das zweite Mitnehmerrad 94 besitzt jeweils einen ersten
Mitnehmer 96 und einen zweiten Mitnehmer 98, deren
Kontaktflächen 100 und 102 durch
Berührung
untereinander zusammenwirken sollen, so dass das erste Mitnehmerrad 92 das
zweite Mitnehmerrad 94 bei Drehung im Uhrzeigersinn antreiben
kann, wenn die erste Kontaktfläche 100 mit
der zweiten Kontaktfläche 102 in
Berührung
kommt. Der Antrieb ist – wie
wir später
sehen werden – nur
in dieser Richtung möglich
und das zweite Mitnehmerrad 94 kann das erste Mitnehmerrad 92 nicht
antreiben.
-
Außerdem besitzt das erste Mitnehmerrad 92 nahe
an seiner Peripherie einen Zapfen 104, der senkrecht zur
Ebene des ersten Mitnehmerrades 92 verläuft, und der in einem Langloch 106 eines Schwenkhebels 108 des Öffungsmechanismus 61 aufgenommen
wird, so dass dieser kippt, wenn sich das erste Mitnehmerrad 92 dreht,
wobei der Kipphebel 108 außerdem drehend um einen Drehbolzen 110 angelenkt
ist, der ebenfalls senkrecht zur Querrichtung verläuft.
-
In der Ausgangsposition der Öffnungsvorrichtung 10,
die in 7 beschrieben
wurde, ist der Kipphebel 108 deutlich vertikal ausgerichtet
und eine Anschlagfläche 112 des
Hebels 108, die zu der Seite des Öffungsmechanismus 61 hin
gerichtet ist, innerhalb dessen sich der Kipphebel 108 verschiebt,
ist mit dem Blockierungsfinger 78 des Elektromagneten 80 in
Berührung.
Der Elektromagnet 80 ist, wie in den vorhergehenden Ausführungbeispielen
der Erfindung, zylindrisch und vertikal ausgerichtet und ist an einer
Halterung 114 befestigt, die mit dem Wasserbehälter verbunden
ist.
-
In dem bevorzugten Ausführungbeispiel
der Erfindung ist der Hebel 108 an dem Drehbolzen 110 so
angelenkt, dass die Kraft, die von der Anschlagfläche 112 auf
den Blockierungsfinger 78 ausgeübt wird, wenn sich die Öffnungsvorrichtung
in Öffnungsposition
befindet, deutlich reduziert wird. Zu diesem Zweck besitzt der Hebel 108 die
Form eines Winkels, bei dem das Längenverhältnis der Schenkel so ausgelegt
ist, dass die Kraft, die von der Anschlagfläche 112 auf den Blockierungsfinger 78 ausgeübt wird,
ungefähr
zehn Mal geringer ist als die Kraft, die von dem Bolzen 104 in
dem Langloch 106 ausgeübt
wird.
-
Anfänglich hat die Öffnungsvorrichtung 10 für die Wasserspülung eine
Konfiguration, wie sie in dem Schema von 8 beschrieben ist, ähnlich wie in 7, wo der Wasserstand H der maximalen
Füllhöhe des Wasserbehälters entspricht.
Der Schwimmer H des Stoßarms 26 ist
eingetaucht und führt
aufgrund des hydrostatischen Auftriebs an dem Stoßarm 26,
der mit dem ersten Mitnehmerrad 92 verbunden ist, und der
dieses drehend im Uhrzeigersinn antreibt, eine vertikale Bewegung
von unten nach oben aus.
-
In der in 8 gezeigten Ausgangsposition wird das
erste Mitnehmerrad 92 aufgrund der Berührung der Anschlagfläche 112 des
Hebels 108 mit dem Blockierungsfinger 78 des Elektromagneten 80 in
der Drehung blockiert. Auf diese Art und Weise wird der Stoßarm 26 in
der unteren Stellung gehalten und der Schwimmer 30 bleibt
eingetaucht, wobei auch das zweite Mitnehmerrad 94, die
Betätigungsstange 40 und
das Öffnungselement 28 aufgrund
ihres Eigengewichtes in einer Position gehalten werden, in der die
Austrittsklappe geschlossen gehalten wird.
-
In dem dritten Ausführungbeispiel
der Erfindung handelt es sich bei der Austrittsklappe vorzugsweise
um eine Klappe, die sich unabhängig
von dem Öffnungselement 28 schließt, so dass
sich die Austrittsklappe öffnet,
wenn das Öffnungselement 28 eine
eingestellte Öffnungsposition
der nicht gezeigten Austrittsklappe bestimmt, wobei sich die Austrittsklappe
selbst schließt,
wenn der Wasserstand in dem Wasserbehälter 12 die Untergrenze
B erreicht, d. h. wenn der Wasserbehälter 12 leer ist.
-
Wenn auf den Elektromagneten 80 ein
elektrischer Impuls ausgeübt
wird, wird der Blockierungsfinger 78 versenkt, und gibt
die Drehung des Hebels 108 im Uhrzeigersinn, und folglich
des ersten Mitnehmerrades 92, frei, so dass der Stoßarm 26 unter
der Bewegung des ursprünglich
eingetauchten Schwimmers 30 hochfahren kann. Auf diese
Art und Weise wirkt der erste Mitnehmer 96 mit dem zweiten
Mitnehmer 98 vermittels Berührung zwischen den Flächen 100 bzw. 102 der
Mitnehmer 96 bzw. 98 zusammen, und setzt die Drehung
des zweiten Mitnehmerrades 94 im Uhrzeigersinn in Gang,
was zu einem Hochfahren der Betätigungsstange 40 führt, die
in einer vertikalen Gleitbewegung nach oben das Öffnungselement 28 antreibt,
das eine eingestellte Öffnungsposition
der Klappe bestimmt (nicht gezeigt), die sich öffnet. Der Wasserbehälter 12 beginnt
sich zu leeren, wobei der Schwimmer 30 allmählich wieder
von einer unteren, eingetauchten Stellung in eine obere Stellung
hochfährt,
in der er auf dem im Wasserbehälter 12 enthaltenen
Wasser schwimmt.
-
Wie 10 zeigt,
kehrt sich die Drehbewegung des ersten Mitnehmerrades 92 um,
wenn der Wasserstand die Untergrenze B erreicht hat, und der Stoßarm 26 fährt gleichzeitig
mit dem Schwimmer 30 wieder hoch. Auf diese Art und Weise
kehren das erste Mitnehmerrad 92 und das zweite Mitnehmerrad 94 jeweils
unabhängig
voneinander in ihre Ausgangsposition zurück und das Öffnungselement der Klappe kehrt
wieder in eine eingestellte Schließposition zurück, wobei
die Austrittsklappe geöffnet
bleibt, solange der Wasserstand die Untergrenze B nicht erreicht hat,
die erreicht ist, wenn der Wasserbehälter 12 leer ist.
-
Die umgekehrte Drehbewegung des ersten Mitnehmerrades 92 führt zur
Drehung des Hebels 108 in trigonometrischer Richtung, wobei
die Einziehfläche 116 des
Hebels den Blockierungsfinger
78 des Elektromagneten 80 dazu
zwingt, sich beim Durchgang einzuziehen.
-
Die Vorrichtung 10 zum Öffnen der
Wasserspülung
befindet sich also wieder in einer Stellung des Öffnungsmechanismus 61 ähnlich der
Ausgangsposition, wie in 11 veranschaulicht,
wobei sich der Wasserstand an der Untergrenze B befindet. Das zweite
Mitnehmerrad 94 stößt vermittels
der Berührung
der jeweiligen Flächen 102 und 100 des
Mitnehmers 98 des zweiten Mitnehmerrades 94 und
des Mitnehmers 96 des ersten Mitnehmerrades 92 wieder
an das erste Mitnehmerrad 92 an. Der Wasserbehälter 12 kann
im Hinblick auf eine erneute Benutzung also wieder durch den nicht
gezeigten Füllhahn aufgefüllt werden.
-
In einer nicht gezeigten Variante
kann die Architektur des dritten Ausführungbeispiels der Öffnungsvorrichtung
der Wasserspülung 10 mit
einer Austrittsklappe verwendet werden, die in ihren Bewegungen
mit dem Öffnungselement 28 verbunden
ist. Bei diesem vierten Ausführungbeispiel
unterscheidet sich der Öffnungsmechanismus 61 von
dem vorhergehenden Ausführungbeispiel
dadurch, dass der Hebel 108 keine Einziehfläche 116 ähnlich der
unter Bezugnahme auf 10 beschriebenen
Einziehfläche besitzt,
und den Blockierungsfinger 78 des Elektromagneten 80 nicht
versenken kann, so dass die Betätigungsstange 40,
indem sie mit dem Öffnungselement 28 nach
unten fährt,
das zweite Mitnehmerrad 94 nicht wieder in seine Ausgangsposition
bringen kann, solange der Blockierungsfinger 78 des Elektromagneten 80 nicht
ein zweites Mal versenkt wurde. Das Öffnungselement 28 bleibt
dann in einer eingestellten Öffnungsposition,
wobei die Klappe offen bleibt, und nur mit einem zweiten elektrischen
Impuls auf den Elektromagneten 80 kann der Hebel 108 gelöst werden,
um das Schließen
der Austrittsklappe in Gang zu setzen.
-
Mit der Architektur des dritten und
vierten Ausführungbeispiels
der Erfindung kann eine einfach zu montierende Öffnungsvorrichtung 10 für eine Wasserspülung hergestellt
werden, da sie im Gegensatz zu den ersten beiden Ausführungbeispielen,
bei denen eine Montage der Einzelteile in dem Wasserbehälter 12 erforderlich
ist, in einem einzigen Block in einem Wasserbehälter 12 montiert werden
kann.
-
Außerdem kann bei dieser Vorrichtung 10 mit der
Drehung des ersten und zweiten Mitnehmerrades 92 und 94 ein
Steuerungssystem verbunden werden, das das spätere Öffnen des Füllhahns ermöglicht, mit dem der Wasserbehälter 12 aufgefüllt werden
soll.
-
Schließlich zeigt 12 ein Grundschaltbild einer Steuerungselektronik,
die das Versenken des Blockierungsfingers 78 in Gang setzt,
indem ein elektrischer Impuls an den Elektromagneten 80 gesendet
wird. Wie man sieht, wird eine Modulreihe von Batterien 118 gespeist,
wobei die Reihe ein elektronisches Erfassungsmodul 120 besitzt,
der eine Information über
das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Benutzers P an ein
Verstärkungsmodul 122 überträgt, der
diese Information wiederum an eine Zentraleinheit 124 weitergibt,
welche die Anwesenheitszeit des Benutzers bestimmt, und, wenn die Anwesenheit
des Benutzers P nach Ablauf einer bestimmten Zeit nicht mehr festgestellt
wird, die Entsendung eines Impulses an ein Steuermodul des Elektromagneten 126 auslöst, so dass
dieser auf den Öffnungsmechanismus 16 der
Wasserspülung
wirkt.
-
Wie man sieht, ist diese Öffnungsvorrichtung 10 der
Wasserspülung
besonders vorteilhaft, da es möglich
ist, nur von Batterien 118 gelieferte Niederspannungselemente
zu verwenden, wobei der hydrostatische Auftrieb für sämtliche
Kräfte,
die viel Energie verbrauchen, die Hauptenergiequelle darstellt. Auf
diese Art und Weise ist für
den Einbau solcher Toiletten eine Stromversorgung aus dem Netz nicht
erforderlich.