[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherungseinrichtung für eine sanitäre Armatur
zum Verhindern des Zurückfliessens von Wasser in eine Speiseleitung, gemäss dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 bzw. 16.
[0002] Es gibt sanitäre Armaturen, bei welchen bei einem Zurücksaugen von verunreinigtem
Wasser in die Speiseleitung die Qualität des Speisewassers gefährdet werden kann.
Dazu gehören insbesondere Waschtisch- und Spültischarmaturen mit ausziehbarer Schlauchbrause,
sowie Dusch- und Wannenbatterien mit Schlauchbrause. Bei solchen Armaturen kann es
vorkommen, dass die Brause in einem Becken oder in einer Wanne liegt, während beispielsweise
die Speiseleitung bricht. Ist in diesem Moment die Armatur geöffnet, kann durch den
Unterdruck der durch das Abfliessen des Wassers in der Speiseleitung aufgebaut wird,
das Becken bzw. die Wanne über die Brause leergesaugt werden. Derartige Armaturen
müssen Sicherungseinrichtungen aufweisen, mit welchen das Zurücksaugen von verunreinigtem
Wasser in die Speiseleitung verhindert wird.
[0003] Eine derartige Sicherungseinrichtung ist aus der DE-OS 38 05 462 bekannt. Die Armatur
weist ein Absperrventil auf, das in den Strömungspfad zwischen der Speiseleitung und
dem Auslass der Armatur geschaltet ist. Vom Strömungspfad zweigt in Strömungsrichtung
des Wassers gesehen, nach dem Absperrventil ein Belüftungspfad ab, in welchen die
zwei Ventile der Sicherungseinrichtung geschaltet sind. Diese Ventile sind als feinfühlige
Rückschlagventile ausgebildet, die sich unter normalen Betriebsbedingungen in Schliessstellung
befinden. Unter einen Rückfluss ermöglichenden Bedingungen öffnen die beiden Ventile
selbsttätig und belüften somit den Auslass sowie die Speiseleitung, um ein Zurückfliessen
des Wassers zu verhindern. Unter normalen Betriebsbedingungen ist es möglich, dass
insbesondere bei schnellem Schliessen des Absperrventils im Strömungspfad dem Absperrventil
folgend kurzzeitig ein Unterdruck aufgebaut wird, wodurch Ventile der Sicherungseinrichtung
zum Öffnen gebracht werden können, was dazu führen kann, dass ein Tropfen durch diese
austreten kann. Um dies zu verhindern leert die genannte DE-OS die beiden Ventile
derart hintereinander anzuordnen, dass der Unterdruck bei einem schnellen Abbrechen
des Wasserzapfvorgangs sich nur auf das näher beim Strömungspfad gelegene erste Ventil
auswirkt. Durch die Verzögerung zwischen den beiden Ventilen wird erreicht, dass unter
diesen Betriebsbedingungen das zweite Ventil nicht öffnet, so dass ein durch das erste
Ventil austretender Wassertropfen im Bereich zwischen den beiden Ventilen gefangen
ist. Bei einem länger anstehenden Unterdruck, wie er unter einen Rückfluss ermöglichenden
Bedingungen auftritt, öffnen beide Ventile der Sicherungseinrichtung, um den Auslass
zu belüften und ein Zurückfliessen von Wasser in die Speiseleitung zu verhindern.
Bei dieser bekannten Sicherungseinrichtung ist nachteilig, dass die beiden Ventile
äusserst genau aufeinander abgestimmt sein müssen und dass sie ein sicheres Verhindern
des Zurückfliessens von Wasser in die Speiseleitung nicht verhindern können, da sie
den Strömungspfad der Armatur für das Wasser nicht unterbrechen.
[0004] Weiter ist aus der DIN 1988, Teil 4, eine sogenannte "Sicherungskombination" bekannt,
die aus einem Rückflussverhinderer und einem diesem in Strömungsrichtung gesehen nachgeschalteten
Rohrbelüfter besteht. Unter einen Rückfluss ermöglichenden Bedingungen schliesst der
als Rückschlagventil ausgebildete Rückflussverhinderer den Strömungspfad ab, wogegen
der Rohrbelüfter den Auslass mit der Umgebungsluft verbindet.
[0005] Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Sicherungseinrichtung für eine sanitäre Armatur zu schaffen, die mit Sicherheit
ein Zurückfliessen von Wasser in die Speiseleitung und ein Austreten von Wasser durch
den Belüftungspfad verhindert.
[0006] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles der Ansprüche 1
und 16 gelöst.
[0007] Die beiden Ventile der erfindungsgemässen Sicherungseinrichtung sind in gleicher
Art und Weise in den Strömungs- bzw. Belüftungspfad der Armatur geschaltet, wie der
Rückflussverhinderer und Rohrbelüfter, gemäss einer Sicherungskombination nach DIN
1988, Teil 4. Entsprechend Anspruch 1 ist das in den Strömungspfad geschaltete erste
Ventil selbsttätig ausgebildet und zwischen einer Betriebslage und einer Rückflusslage
bewegbar. Unter normalen Betriebsbedingungen befindet sich das erste Ventil in der
Betriebslage und wird unter einem Rückfluss ermöglichenden Bedingungen durch den Druckunterschied
auf beiden Seiten des Ventils selbsttätig in eine Rückflusslage bewegt. Da der Ventilkörper
des zweiten Ventils die Bewegung des ersten Ventils mitmacht, ist bei sich in Betriebslage
befindendem ersten Ventil das zweite Ventil zwangsweise verschlossen, während bei
sich in die Rückflusslage bewegendem Ventil das zweite Ventil zwangsweise geöffnet
wird. Dadurch wird sichergestellt, dass unter einem Rückfluss ermöglichenden Bedingungen,
der Strömungspfad durch das erste Ventil abgesperrt ist und der Auslass gleichzeitig
zwingend belüftet ist. Unter normalen Betriebsbedingungen ist das zweite Ventil zwingend
geschlossen, was ein Austreten von Wasser auch beim schnellen Schliessen des Absperrventils
verhindert.
[0008] Bei einer äusserst einfachen Sicherungseinrichtung gemäss Anspruch 16 ist das erste
Ventil selber ortsfest vorgesehen, wobei aber zum zwangsweisen Betätigen des zweiten
Ventils, dessen Ventilkörper die Bewegung des Ventilkörpers des ersten Ventils mitmacht.
[0009] Bevorzugte Ausbildungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen
angegeben.
[0010] Die vorliegende Erfindung wird nun anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele
näher beschrieben. Es zeigen rein schematisch:
- Fig. 1
- teilweise geschnitten eine Spültischarmatur mit ausziehbarer Schlauchbrause;
- Fig. 2 bis 4
- eine Sicherungseinrichtung für die Armatur gemäss Fig. 1, unter verschiedenen Betriebsbedingungen;
und
- Fig. 5 bis 13
- im Schnitt vier weitere Ausbildungsformen der Sicherungseinrichtung unter normalen
Betriebsbedingungen und unter einen Rückfluss ermöglichenden Bedingungen.
[0011] Die in der Fig. 1 gezeigte sanitäre Armatur weist ein Armaturgehäuse 10 und eine
ausziehbare Schlauchbrause 12 auf. Das Armaturgehäuse 10 besteht im wesentlichen aus
drei Teilen, einem unteren und einem oberen Gehäuseteil 14 bzw. 16, diese bilden einen
feststehenden Gehäuseteil 16a, sowie einem an diesen um eine in vertikaler Richtung
verlaufende Achse 18 schwenkbar gelagerten Mantelelement 20. Der untere Gehäuseteil
14 ist im wesentlichen hülsenförmig ausgebildet, durchdringt mit einem Befestigungsstutzen
22 einen ungefähr horizontal verlaufenden Rand 24 eines Spülbeckens 26 und ist mittels
einer auf dem Befestigungsstutzen 22 aufgeschraubten Mutter 28 am Spülbecken 26 gehalten.
[0012] Auf dem unteren Gehäuseteil 14 sitzt der obere Gehäuseteil 16 und ist an jenem befestigt.
Der vom unteren und oberen Gehäuseteil 14,16 gebildete, im wesentlichen zylinderförmige,
feststehende Gehäuseteil 16a, ist vom Mantelelement 20 umgriffen, welches an jenem
um die Achse 18 schwenkbar gelagert ist.
[0013] Der obere Gehäuseteil 16 weist eine nach oben offene sacklochförmige zylindrische
Ausnehmung 30 auf, in welche eine nur schematisch angedeutete Steuerpatrone 32 eingesetzt
ist. Bei der Steuerpatrone 32 handelt es sich um ein Einhebel-Mischventil wie es allgemein
bekannt und beispielsweise in den CH-PS'en 651 119 oder 654 088 ausführlich beschrieben
ist. Einlasseitig ist die Steuerpatrone 32 mit je einer Speiseleitung 34 für kaltes
und warmes Wasser verbunden, wobei in der Figur nur eine der Speiseleitungen 34 gezeigt
ist. Die Speiseleitungen 34 sind von unten durch den Befestigungsstutzen 22 und den
unteren Gehäuseteil 14 hindurchgeführt und münden in eine nicht dargestellte Bohrung
im oberen Gehäuseteil 16, welche die Speiseleitungen 34 mit der Steuerpatrone 32 verbindet.
[0014] Der Steuerpatrone 32 ist eine in dieser Figur nur schematisch angedeutete Sicherungseinrichtung
36 nachgeschaltet, welche in eine gegen den unteren Gehäuseteil 14 hin offene, sacklochförmige
weitere Ausnehmung 38 im oberen Gehäuseteil 16 eingesetzt ist. Zwischen der Ausnehmung
30 und der weiteren Ausnehmung 38 ist eine Durchlassöffnung 40 vorgesehen, die die
Steuerpatrone 32 mit der Sicherungseinrichtung 36 strömungsverbindet. Von der Sicherungseinrichtung
36 führt in Richtung der Achse 18 gegen unten ein Rohr 42 weg, welches durch den Befestigungsstutzen
22 hindurch unter das Spülbecken 26 geführt ist. Das diesseitige Ende des Rohres 42
ist mit einem flexiblen Schlauch 44 der Schlauchbrause 12 verbunden, welcher unterhalb
des Spülbeckens 26 eine Vorratsschlaufe bildend, mit dem anderen Endbereich wieder
durch den Befestigungsstutzen 22 hindurchgeführt ist. Der untere Gehäuseteil 14 weist
eine ungefähr in radialer Richtung verlaufende Öffnung 46 auf, durch welche hindurch
der Endbereich des Schlauches 44 in einen am Mantelelement 20 angeformten, von diesem
schräg nach oben abstehenden Stutzen 48 hineingeführt ist. Der Schlauch 44 mündet
in eine Brause 50, deren Griff 50' mit dem schlauchseitigen Endbereich in eine im
Stutzen 48 angeordnete Führungsbüchse 48' wieder herausziehbar eingesteckt ist. Der
Auslass der Schlauchbrause 12 ist mit 52 bezeichnet. Die Öffnung 46 für den Schlauch
44 ist in Umfangsrichtung des unteren Gehäuseteils 14 so gross ausgebildet, dass ein
Verschwenken des Mantelelementes 20 problemlos möglich ist.
[0015] Im oberen Gehäuseteil 16 ist ein Belüftungskanal 54 vorgesehen, der von der weiteren
Ausnehmung 38 zum Stutzen 48 hin verläuft. Auf der Oberseite des Stutzens 48 ist ein
Loch 56 vorgesehen, welches zusammen mit dem Stutzen 48 und dem Belüftungskanal 54
einen Belüftungspfad 58 bildend die Sicherungseinrichtung 36 mit der Umgebungsluft
verbindet. Eine weitere mögliche Ausbildungsform des Belüftungspfades 58 ist in der
CH-Patentanmeldung 04 481/89-9 beschrieben.
[0016] Zwischen der Speiseleitung 34 und dem Auslass 52 befindet sich der Strömungspfad
60 für das Wasser, in welchen die Steuerpatrone 32 und, in Strömungsrichtung S des
Wassers gesehen, dieser nachgelagert die Sicherungseinrichtung 36 geschaltet sind
und welche die Durchlassöffnung 40, das Rohr 42, den Schlauch 44 und die Brause 50
aufweist.
[0017] Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Sicherungseinrichtung 36, welche von unten
in die weitere Ausnehmung 38 des oberen Gehäuseteils 16 eingesetzt ist. Vorteilhafterweise
ist die Sicherungseinrichtung 36 derart am oberen Gehäuseteil 16 befestigt, dass sie
problemlos, beispielsweise für die Wartung, ausgebaut werden kann. So ist es möglich,
die Sicherungseinrichtung 36 in den oberen Gehäuseteil 16 einschraubbar auszubilden,
oder mittels Schrauben, Stiften oder Federringen in bekannter Art und Weise zu befestigen.
Das Wasser fliesst von der Steuerpatrone 32 durch die Durchlassöffnung 40 in Strömungsrichtung
S durch die Sicherungseinrichtung 36 zum gestrichelt angedeuteten Rohr 42, welches
von unten in eine Auslassöffnung 62 eines Gehäuses 64 der Sicherungseinrichtung 36
hineingeführt ist. Vom Mittelbereich der weiteren Ausnehmung 38 weg führt der Belüftungskanal
54 schräg nach oben durch den oberen Ge häuseteil 16 hindurch zum Stutzen 48 (siehe
Fig. 1).
[0018] Die Sicherungseinrichtung 36 weist zwei Ventile 66,68 auf, wobei das erste Ventil
66 in den durch die Sicherungseinrichtung 36 hindurchführenden Strömungspfad 60 und
das zweite Ventil 68 in den den Strömungspfad 60 mit der Umgebungsluft verbindenden
Belüftungspfad 58 geschaltet sind. Das zweite Ventil 68 ist bei der Einmündung des
Belüftungspfades 58 in den Strömungspfad 60 vorgesehen und in Strömungsrichtung S
gesehen, dem ersten Ventil 66 nachgelagert.
[0019] Das Gehäuse 64 weist eine im wesentlichen zylinderförmige sacklochartige, gegen die
Durchlassöffnung 40 hin offene Gehäuseausnehmung 70 auf, in deren Bodenbereich ein
ringförmiger Ventilsitz 72 für das zweite Ventil 68 ausgebildet ist. Der Ventilsitz
72 umrandet und begrenzt einen Belüftungsdurchlass 74, der von der Gehäuseausnehmung
70 weg zuerst in Richtung der Achse 64' gegen unten und dann in radialer Richtung
zu einer am Gehäuse 64 vorgesehenen Umfangsnut 76 verläuft, die mit dem Belüftungskanal
54 strömungsverbunden ist. Um den Ventilsitz 72 herum verläuft eine nutförmige Vertiefung
78, von welcher in Richtung der Achse 64' verlaufende Bohrungen 80 ausgehen, welche
die Gehäuseausnehmung 70 mit der Auslassöffnung 62 verbinden.
[0020] In der Gehäuseausnehmung 70 ist ein kolbenförmiges Ventilsitzelement 82 in Richtung
der Achse 64' verschiebbar geführt. Es weist mehrere ringförmig um die Achse 64' herum
angeordnete und parallel zu dieser verlaufende Strömungsöffnungen 84 auf, die unten
in eine gegen oben gerichtete glockenförmige Vertiefung 86 im Ventilsitzelement 82
ausmünden. In dieser Vertiefung 86 ist sowohl der Ventilkörper 88 des ersten Ventils
66 als auch der Ventilkörper 90 des zweiten Ventils 68 vorgesehen.
[0021] Der Ventilkörper 88 des ersten Ventils 66 weist eine glockenförmige Form auf, besteht
aus gummielastischem Material, überspannt die Strömungsöffnungen 84 und liegt mit
seinem unteren Endbereich an der Innenwand 82' des Ventilsitzelementes 82 an, welche
somit den Ventilsitz des ersten Ventils 88 bildet. Der Ventilkörper 88 ist mittels
eines diesen durchdringenden Schaftes 92 am Ventilsitzelement 82 befestigt und auf
dem in Richtung gegen unten vorstehenden freien Endbereich des Schaftes 92 sitzt der
Ventilkörper 90 des zweiten Ventils 68. Dieser weist eine mit dem ringförmigen Ventilsitz
72 zusammenwirkende Lippe 90' auf.
[0022] Im oberen Endbereich ist am Ventilsitzelement 82 eine absatzförmige umlaufende Erweiterung
94 angebracht, die als in Richtung S wirkender Anschlag 95 mit einer entsprechenden
schrittweisen Verjüngung 96 in der Gehäuseausnehmung 70 zusammenwirkt. Dieser Anschlag
95 definiert die in der Fig. 2 gezeigte Betriebslage des Ventilsitzelementes 82 und
somit des ersten Ventils 66.
[0023] In den oberen Bereich des Ventilsitzelementes 82 ist eine Lochscheibe 98 eingesetzt,
deren Löcher 98' mit den Strömungsöffnungen 84 im Ventilsitzelement 82 fluchten. Zwischen
dem Ventilsitzelement 82 und der Lochscheibe 98 ist ein ringartiges, rollenmembranförmiges
Dichtungsorgan 100 aus gummielastischem Material innernends gehalten, das U-förmig
entgegen der Strömungsrichtung S die Erweiterung 94 und den oberen Endbereich des
Gehäuses 64 umgreift, und mittels eines in eine umlaufende Nut 102 im Gehäuse 64 eingreifenden
Wulstes 100' zwischen dem Gehäuse 64 und dem oberen Gehäuseteil 16 eingeklemmt gehalten
ist.
[0024] Die Lochscheibe 98 ist mittels des Schaftes 92 am Ventilsitzelement 82 befestigt.
Der Schaft 92 durchdringt das Ventilsitzelement 82 und greift mit seinem rippenartig
ausgebildeten oberen Endbereich 92' in ein Sackloch 104 in der Lochscheibe 98 ein.
Die Rippen des oberen Endbereiches 92' des Schaftes 92 sind lamellenartig ausgebildet,
so dass sie ein Herauslösen des Schaftes 92 aus dem Sackloch 104 verhindern. Die beiden
Ventilkörper 88,90 sind mittels umlaufenden Halterippen 92'' des Schaftes 92 gehalten,
wobei der Ventilkörper 88 des ersten Ventils 66 zwischen dem Ventilsitzelement 82
und einer Halterippe 92'' und der Ventilkörper 90 des zweiten Ventils 68 zwischen
dieser und der anderen Halterippe 92'' angeordnet sind.
[0025] Zwischen der Erweiterung 94 und dem unteren Endbereich ist das Ventilsitzelement
82 in Strömungsrichtung S gesehen konisch erweiternd ausgebildet, so dass das Ventilsitzelement
82 nur an seinem unteren Endbereich am Gehäuse 64 gleitend geführt ist. Dies vermindert
die Reibung zwischen dem Gehäuse 64 und dem Ventilsitzelement 82. Im weiteren wird
dadurch eine Verkalkung verhindert, welche ein Verschieben des Ventilsitzelementes
82 entgegen der Strömungsrichtung S aus der in der Figur gezeigten Betriebslage in
eine in der Fig. 4 gezeigte Rückflusslage hemmen oder verhindern könnte.
[0026] Unterhalb der Umfangsnut 76 ist ein O-Ring 106 vorgesehen, der am oberen Gehäuseteil
16 anliegt und in einer entspre chenden Nut im Gehäuse 64 der Sicherungseinrichtung
36 angeordnet ist. Die Umfangsnut 76 ist somit oben durch den Wulst 100' des Dichtungsorganes
100 und unten durch diesen O-Ring 106 abgedichtet.
[0027] Die Funktionsweise der in der Fig. 2 gezeigten Sicherungseinrichtung 36 wird nun
mit Hilfe der Fig. 2 bis 4 näher beschrieben. In den Fig. 3 und 4 ist die in der Fig.
2 gezeigte Sicherungseinrichtung 36 während eines normalen Zapfvorganges von Wasser
(Fig. 3) bzw. bei unter einem Rückfluss ermöglichenden Bedingungen (Fig. 4) gezeigt.
In den Fig. 3 und 4 sind die Bezugszeichen nur noch insofern aufgeführt, als dies
für das Verständnis der Figuren notwendig ist.
[0028] Unter normalen Betriebsbedingungen befindet sich das erste Ventil 66 in der in den
Fig. 2 und 3 gezeigten Betriebslage, in welcher das Ventilsitzelement 82 mit der Erweiterung
94 an der Verjüngung 96 der Gehäuseausnehmung 70 anliegt. Dabei hält die mit dem Ventilsitz
72 zusammenwirkende Lippe 90' das zweite Ventil 68 geschlossen, so dass der Strömungspfad
60 vom Belüftungspfad 58 abgetrennt ist. Lässt die Steuerpatrone 32 kein Wasser von
den Speiseleitungen 34 durch die Durchlassöffnung 40 und den weiteren Teilen des Strömungspfades
60 dem Auslass 52 (Fig. 1) zufliessen, ist das erste Ventil 66 infolge der Vorspannung
des Ventilkörpers 88 geschlossen, wie dies in der Fig. 2 gezeigt ist. Wird nun die
Steuerpatrone 32 geöffnet, fliesst Wasser in Strömungsrichtung S entlang des Strömungspfades
60 durch die Durchlassöffnung 40 in die weitere Ausnehmung 38. Dort wird das Wasser
durch die Löcher 98' der Lochscheibe 98 und die Strömungsöffnungen 84 im Ventilsitzelement
82 dem ersten Ventil 66 zugeführt, welches durch gegen unten Verbiegen des elastischen
Ventilkörpers 88 selbsttätig öffnet, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Das Wasser fliesst
dann durch die Bohrungen 80 zur Auslassöffnung 62, wo es dem Rohr 42 und durch den
Schlauch 44 zum Auslass 52 der Brause 50 geleitet wird. Es ist zu beachten, dass das
zweite Ventil 68 immer geschlossen ist und bei fliessendem Wasser die Lippe 90' gegen
den Ventilsitz 72 gepresst ist, was ein Austreten von Wasser in Richtung gegen den
Belüftungspfad 58 verhindert. Im weiteren wird das Ventilsitzelement 82 durch das
fliessende Wasser in Strömungsrichtung S am Anschlag 95 anliegend gehalten. Wird nun
die Steuerpatrone 32 wieder geschlossen, schliesst auch das erste Ventil 66 selbsttätig,
da sich der Ventilkörper 88 wieder in die in der Fig. 2 gezeigte Lage, in welcher
er an der Innenwand 82' des Ventilsitzelementes 82 anliegt, zurückbewegt. Selbst bei
sehr schnell unterbrochener Wasserströmung durch Schliessen der Steuerpatronen 32,
kann die Lippe 90' des zweiten Ventils 68 nicht vom entsprechenden Ventilsitz 72 abgehoben
werden, da das Ventilsitzelement 82 durch das schnelle Abbremsen der der Steuerpatrone
32 nachfolgenden Wassersäule im Strömungspfad 60 in Strömungsrichtung S gezogen wird,
was ein Öffnen des zweiten Ventils 68 verhindert.
[0029] Unter normalen Betriebsbedingungen kann somit kein Wasser durch das zweite Ventil
68 ausfliessen, da dieses zwangsweise in seiner Geschlossenstellung gehalten ist.
[0030] Tritt nun der äusserst seltene Fall ein, dass beispielsweise durch einen Rohrbruch
im Speisenetz bei geöffneter Steuerpatrone 32 in der Speiseleitung 34 ein Unterdruck
aufgebaut wird, so versucht das Wasser entgegen der Strömungsrichtung S zurückzufliessen.
Dabei schliesst aber der Ventilkörper 88 das erste Ventil 66 sofort zu, so dass kein
Wasser vom Auslass 52 her durch den Strömungspfad 60 in die Speiseleitung 34 zurückgezogen
werden kann. Auf der der Speiseleitung 34 zugewandten Seite des ersten Ventils 66
bleibt somit der Unterdruck aufrechterhalten, wogegen auf der dem Auslass 52 zugewandten
Seite Umgebungsdruck anliegt. Dies hat zur Folge, dass das erste Ventil 66 zusammen
mit dem Ventilkörper 90 des zweiten Ventils 68 in die in der Fig. 4 gezeigte Rückflusslage
82a verschoben wird. In dieser Rückflusslage 82a steht das rollenmembranförmige Dichtungsorgan
100 am oberen Gehäuseteil 16 (am Boden der weiteren Ausnehmung 38) an. Das zweite
Ventil 68 ist dadurch zwangsweise geöffnet, so dass der bezüglich des ersten Ventils
66 auslasseitige Teil des Strömungspfades 60 mit dem Belüftungskanal 54 verbunden
ist. Der Auslass 52 wird somit unter einen Rückfluss ermöglichenden Bedingungen zwangsweise
belüftet.
[0031] Das erste Ventil 66 bleibt nun solange in der Rückflusslage 82a, bis wieder Wasser
in Strömungsrichtung S auf das Ventilsitzelement 82 bwz. die Lochscheibe 98 auftrifft.
Durch das auftreffende Wasser wird das leichtgängig in der Gehäuseausnehmung 70 gleitende
Ventilsitzelement 82 und somit das erste Ventil 66 in die in den Fig. 2 und 3 gezeigte
Betriebslage zurückgeschoben, wodurch zwangsläufig das zweite Ventil 68 geschlossen
wird. Das Wasser kann dann durch selbsttätiges Öffnen des ersten Ventils 66 wieder
dem Auslass 52 zufliessen.
[0032] Die in den Fig. 5 und 6 gezeigte Ausbildungsform der Sicherungseinrichtung 36 ist
der in den Fig. 2 bis 4 gezeigten Sicherungseinrichtung ähnlich, wobei aber das Ventilsitzelement
82 selber als Ventilkörper 90 des zweiten Ventils 68 ausgebildet ist. Gleichwirkende
Teile sind mit gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 2 bis 4 bezeichnet.
[0033] Auch bei dieser Ausbildungsform der Sicherungseinrichtung 36 ist das im wesentlichen
zylinderförmige Gehäuse 64 von unten in die weitere Ausnehmung 38 des oberen Gehäuseteils
16 eingesetzt und in bekannter Art und Weise festgehalten. Das von der Steuerpatrone
32 (Fig. 1) herkommende Wasser strömt in Strömungsrichtung S in die weitere Ausnehmung
38 ein, durchströmt die Sicherungseinrichtung 36 und wird mittels des von der Sicherungseinrichtung
36 wegführenden Rohres 42 dem Schlauch 44 und dem Auslass 52 der Brause 50 zugeführt.
Im Gehäuse 64 ist eine im wesentlichen zylinderförmige, sacklochartige Gehäuseausnehmung
70 vorgesehen, die in ihrem Bodenbereich in eine konisch sich verjüngende Auslassöffnung
62 mündet, welche mit dem Rohr 42 strömungsverbunden ist, welches mit seinem diesseitigen
Endbereich in einen Anschlussstutzen 108 des Gehäuses 64 eingesetzt ist. Die Achse
des Gehäuses 64 und der Gehäuseausnehmung 70 ist mit 64' bezeichnet und strichpunktiert
angegeben. In der Gehäuseausnehmung 70 ist das im wesentlichen zylinderförmige Ventilsitzelement
82 vorgesehen, das in der in der Fig. 5 gezeigten Betriebslage mit einer in achsialer
Richtung gegen unten vorstehenden Nase 110 am Boden 70' der Gehäuseausnehmung 70,
den Anschlag 95 bildend, ansteht. Durch das Ventilsitzelement 82 hindurch verlaufen
entlang eines Kreises um die Achse 64' und parallel zu dieser Strömungsöffnungen 84,
die in Strömungsrichtung S gesehen die Durchlassöffnung 40 mit der auslasseitigen,
glockenförmigen Vertiefung 86 im Ventilsitzelement 82 verbinden. In dieser Vertiefung
86 ist der Ventilkörper 88 des ersten Ventiles 66 vorgesehen, der mit dem den Strömungsöffnungen
84 folgenden Bereich der Innenwand 82' gebildeten Ventilsitz zusammenwirkt. Der Ventilkörper
88 besteht aus gummielastischem Material, ist glockenförmig ausgebildet und steht
bei nicht in Strömungsrichtung S fliessendem Wasser an der Innenwand 82' an, wie dies
in der Fig. 6 gezeigt ist. Der Ventilkörper 88 sitzt auf dem als Schaftschraube ausgebildeten
Schaft 92, welcher das Ventilsitzelement 82 im Bereich zwischen den Strömungsöffnungen
84 in Richtung der Achse 64' durchdringt und mit seinem von seinem Kopf bzw. dem Ventilkörper
88 entfernten Endbereich 92' in eine kappenförmige Mutter 112 eingeschraubt ist. Zwischen
der Mutter 112 und dem Ventilsitzelement 82 ist eine Unterlagsscheibe 114 aus Kunststoff
vorgesehen. Bei in Strömungsrichtung S fliessendem Wasser verformt sich der Ventilkörper
88 aus gummielastischem Material in die in der Fig. 5 gezeigte Form, um das zuströmende
Wasser der Auslassöffnung 62 und dem Rohr 42 zuzuleiten.
[0034] In Strömungsrichtung S gesehen, ist am Ventilsitzelement 82 anfangsseitig ein rollmembranförmiges,
ringartiges Dichtungsorgan 100, beispielsweise mittels aufvulkanisieren oder aufkleben
befestigt, welches entlang seinem äusseren Umfangsbereich zwischen dem diesseitigen
Ende 64'' des Gehäuses 64 und einem Absatz 70'' der Gehäuseausnehmung 70 eingeklemmt
ist. Das Dichtungsorgan 100 verhindert das Durchströmen von Wasser zwischen dem Ventilsitzelement
82 und dem Gehäuse 64.
[0035] In radialer Richtung gesehen, ist das Ventilsitzelement 82 von der die Gehäuseausnehmung
70 begrenzenden Innenwand des Gehäuses 64 beabstandet und weist einen umlaufenden
Dichtungswulst 116 auf, der mit einer im Querschnitt U-förmigen Ringdichtung 118 zusammenwirkt,
welche den Ventilsitz 72 für das zweite Ventil 68 bildet. Das Ventilsitzelement 82
ist somit auch Ventilkörper des zweiten Ventils 68. Der Dichtungsring 118 ist mit
seiner äusseren Flanke 118' in einem Hinterstich 120 benachbart zum Boden 70' der
Gehäuseausnehmung 70 im Gehäuse 64 gehalten, wobei die andere Flanke 118'' als federnde
Dichtlippe ausgebildet ist und bei sich in Betriebslage befindendem Ventilsitzelement
82 am Dichtungswulst 116 umfangsseitig anliegt. Der Bereich der Gehäuseausnehmung
70, der in radialer Richtung gesehen vom Gehäuse 64 und dem Ventilsitzelement 82 und
in achsialer Richtung vom Dichtungsorgan 100 und dem zweiten Ventil 68 begrenzt ist,
ist über mehrere, ungefähr radial durch das Gehäuse 64 verlaufende Belüftungsdurchlässe
74 mit einer am Gehäuse 64 vorgesehenen Umfangsnut 76 verbunden, die durch den Belüftungskanal
54 mit der Umgebungsluft in Verbindung steht (vergleiche Fig. 1). Unterhalb der Umfangsnut
76 ist ein O-Ring 106 vorgesehen, der in einer entsprechenden Nut im Gehäuse 64 eingelassen
und am oberen Gehäuseteil 16 (im Bereich der weiteren Ausnehmung 38) anliegt. Dieser
O-Ring 106 und der Umfangsbereich des Dichtungsorganes 100 dichten die Umfangsnut
76 ab.
[0036] Die in der Fig. 6 dargestellte Sicherungseinrichtung 36 entspricht genau jener gemäss
Fig. 5, wobei sich aber das erste Ventil 66 zusammen mit dem Ventilsitzelement 82
in der Rückflusslage 82a befindet. Da alle Teile der Fig. 6 mit den Teilen der Fig.
5 identisch sind, werden die Bezugszeichen nur noch insofern in der Fig. 6 gezeigt,
als dies für das Verständnis der Figur notwendig ist. Befindet sich das erste Ventil
66 in der Rückflusslage 82a, so ist durch die Verschiebung des Ventilsitzelementes
82 entgegen der Strömungsrichtung S der Dichtungswulst 116 von der Ringdichtung 118
entfernt, wodurch das zweite Ventil 68 zwangsweise geöffnet ist und der Auslass 52
durch den Belüftungspfad 58, das geöffnete zweite Ventil 68 und den in Strömungsrichtung
S gesehen, dem ersten Ventil 66 folgenden Teil des Strömungspfades 60 des Wassers
mit der Umgebungsluft in Strömungsverbindung steht.
[0037] Die in den Fig. 5 und 6 gezeigte Sicherungseinrichtung 36 arbeitet wie folgt: Unter
normalen Betriebsbedingungen befindet sich das erste Ventil 66 zusammen mit dem Ventilsitzelement
82, in der in der Fig. 5 gezeigten Betriebslage. Dabei stützt sich das Ventilsitzelement
82 über die Nase 110 entgegen der Beaufschlagung durch das in Strömungsrichtung S
zugeführte Wasser am Boden 70' der Gehäuseausnehmung 70 ab. Ist die Wasserströmung
durch die Steuerpatrone 32 unterbunden, so ist das erste Ventil 66 geschlossen, indem
der Ventilkörper 88 wie in Fig. 6 gezeigt, an der Innenwand 82' anliegt. Wird hingegen
durch die Steuerpatrone 32 der Wasserfluss freigegeben, verformt sich der Ventilkörper
88 des ersten Ventils 66 in die in der Fig. 5 gezeigte Form, wodurch die Strömung
in Pfeilrichtung S entlang dem Strömungspfad 60 von der Speiseleitung 34 zum Auslass
52 freigegeben ist. Wird die Wasserströmung durch Schliessung der Steuerpatrone 32
unterbrochen, schliesst das erste Ventil 66 durch selbsttätiges Anlegen des Ventilkörpers
88 an die Innenwand 82' der Vertiefung 86 im Ventilsitzelement 82. Selbst bei sehr
schnellem Schliessen der Steuerpatrone 32 kann das zweite Ventil 68 nicht öffnen,
da dabei das Ventilsitzelement 82 in Strömungsrichtung S gegen den Anschlag 95 gezogen
wird. Es kann somit kein Wasser durch das zweite Ventil 68' in den Belüftungspfad
58 ausfliessen (Fig. 5).
[0038] Treten aber einen Rückfluss ermöglichende Bedingungen auf, dies ist wie weiter oben
beschrieben nur bei geöffneter Steuerpatrone 32 der Fall, so schliesst das erste Ventil
66 selbsttätig und unterbricht die Strömungsverbindung zwischen dem Auslass 52 und
der Speiseleitung 34. Infolge der beidseitig des ersten Ventils 66 auf das Ventilsitzelement
82 einwirkenden Druckverhältnisse, wird das Ventilsitzelement 82 zusammen mit dem
zweiten Ventil 68 entgegen der Pfeilrichtung S in die Rückflusslage 82a verschoben,
wie dies in der Fig. 6 gezeigt ist. Der vom Dichtungswulst 116 gebildete Ventilkörper
90 des zweiten Ventils 68 macht dabei die Bewegung des Ventilsitzelementes 82 mit
und läuft vom Dichtring 118 ab, wodurch das zweite Ventil 68 zwangsläufig geöffnet
wird, was zu einer Belüftung des Auslasses 52 führt. Fliesst nun wieder Wasser in
Strömungsrichtung S zur Sicherungseinrichtung 36, wird das erste Ventil 66 durch Verschieben
des Ventilsitzelementes 82 in Pfeilrichtung S wieder in die in der Fig. 5 gezeigte
Betriebslage zurückverschoben, wodurch zwangsweise das zweite Ventil 68 wieder geschlossen
wird. Es ist zu beachten, dass bei dieser Ausführungsform das Ventilsitzelement 82
alleine durch das rollenmembranförmige Dichtungsorgan 100 geführt ist und in der Rückflusslage
82a durch die von der Flanke 118'' mit Abstand umgriffene Nase 110, ein unzulässiges
Ausschwenken des Ventilsitzelementes 82 verhindert ist.
[0039] Eine dritte Ausbildungsform der Sicherungseinrichtung 36 ist in den Fig. 7 und 8
gezeigt. In die gegen unten offene weitere Ausnehmung 38 im oberen Gehäuseteil 16
ist das im wesentlichen zylinderförmige Gehäuse 64 der Sicherungseinrichtung 36 in
bekannter Art und Weise eingesetzt. Die zylinderförmige, in Richtung der Achse 64'
des Gehäuses 64 verlaufende sacklochförmige Gehäuseausnehmung 70 mündet an ihrem unteren
Ende in die Auslassöffnung 62, welche strömungsmässig mit dem mit seinem diesseitigen
Ende in das Gehäuse 64 eingesetzten Rohr 42 verbunden ist. Zwischen dem oberen Ende
38' der weiteren Ausnehmung 38 und dem oberen Ende 64'' des Gehäuses 64 ist der als
gummielastische Membran 122 ausgebildete Ventilkörper 90 des zweiten Ventils 68 angeordnet.
Diese ist an ihrem Umfangsbereich 122' verdickt ausgebildet, und in diesem Bereich
zwischen dem oberen Ende 38' der weiteren Ausnehmung 38 und dem Gehäuse 64 eingeklemmt
gehalten. Die Membran 122 wirkt mit einem ringförmigen Ventilsitz 72 zusammen, der
in Strömungsrichtung S gesehen, unterhalb der Membran 122 vorgesehen ist und in radialer
Richtung innen von der Gehäuseausnehmung 70 und aussen von einer um den Ventilsitz
72 herumlaufenden, in Richtung gegen die Membran 122 hin offenen Belüftungsnut 124
begrenzt ist. Die Belüftungsnut 124 ist über parallel zur Achse 64' verlaufende Belüftungsdurchlässe
74 mit einer unterhalb der Belüftungsnut 124 am Gehäuse 64 ausgebildeten Umfangsnut
76 verbunden, die über dem Belüftungskanal 54 im oberen Gehäuseteil 16 mit der Umgebungsluft
in Verbindung steht (vergleiche Fig. 1).
[0040] Im Mittelbereich weist die Membran 122 einen kreisförmigen Wasserdurchlass 126 auf,
dessen Rand 126' als Ventilsitz des ersten Ventils 66 mit einer den Ventilkörper 88
bildenden Kugel 128 zusammenwirkt. Die Kugel 128 ist in Strömungsrichtung S gesehen
dem Wasserdurchlass 126 nachfolgend in einem rohrartigen Halteglied 130 mit Spiel
frei beweglich gehalten, so dass die Kugel 128 in Strömungsrichtung S gesehen, vom
Rand 126' abheben kann und das Wasser um die Kugel 128 herum, zum strömungsabwärts
gelegenen Austritt 132 fliessen kann. Das Halteglied 130 aus Kunststoff weist eine
im wesentlichen hohlzylinderförmige Hülse 134 auf, die mit ihrem der Membran 122 zugewandten
Ende an dieser, beispielsweise durch Kleben oder Aufvulkanisieren, befestigt ist.
In die Hülse 134 ist im von der Membran 122 entfernten Endbereich ein ringförmiges
Endglied 136 mit einem in Durchmesserrichtung verlaufenden Steg 136' eingesetzt und
festgehalten, welcher das Austreten der Kugel 128 in Strömungsrichtung S aus der Hülse
134 verhindert.
[0041] Unterhalb der Umfangsnut 76 ist ein O-Ring 106 vorgesehen, der in eine entsprechende
Nut im Gehäuse 64 eingelassen ist und umfangsseitig am oberen Gehäuseteil 116 anliegt.
Die Umfangsnut 76 ist in Richtung der Achse 64 gesehen oben und unten durch die Verdickung
122' der Membran 122 und diesen O-Ring 106 abgedichtet. In der Fig. 7 befindet sich
die Membran 122 in der Betriebslage, welche sie unter normalen Betriebsbedingungen
einnimmt und in welcher das zweite Ventil 68 geschlossen ist. Dabei liegt die Membran
122 am Ventilsitz 72 an.
[0042] In der Fig. 8 ist die in der Fig. 7 gezeigte Sicherungseinrichtung 36 dargestellt,
wobei die Membran 122 unter Öffnen des zweiten Ventils 68 in die Rückflusslage 122''
verformt gezeigt ist. Alle Teile der Fig. 8 stimmen mit den Teilen der Fig. 7 überein.
Es sind deshalb in der Fig. 8 nur noch insofern Bezugszeichen eingefügt, als dies
für das Verständnis der Figur notwendig ist. In der Rückflusslage 122'' liegt die
Membran 122 mit ihrem der Hülse 134 gegenüberliegenden Bereich am oberen Ende 38'
der weiteren Ausnehmung 38 an, wodurch die Rückflusslage 122'' genau bestimmt und
eine zu starke Verformung der Membran 122 verhindert ist. In dieser Lage ist die Membran
122 vom Ventilsitz 72 abgehoben und verbindet den von der Umgebungsluft herkommenden
Belüftungspfad 58 durch den Belüftungskanal 54 hindurch, die Umfangsnut 76, die Belüftungsdurchlässe
74 und Belüftungsnut 124 mit dem, in Strömungsrichtung S gesehen dem ersten Ventil
66 folgenden Teil des Strömungspfades 60. Dabei ist zu beachten, dass die Kugel 128
am Rand 126' anliegt und das erste Ventil 66 somit geschlossen ist.
[0043] Die in den Fig. 7 und 8 gezeigte Sicherungseinrichtung 36 arbeitet wie folgt: Unter
normalen Betriebsbedingungen liegt die den Ventilkörper 90 des zweiten Ventils 68
bildende Membran 122 am ringförmigen Ventilsitz 72 an. Das zweite Ventil 68 ist geschlossen
(Fig. 7). Dabei befindet sich das erste Ventil 66 in der Offenstellung, da die Kugel
128 bei abgestellter Wasserströmung infolge des Eigengewichtes und bei in Strömungsrichtung
S strömendem Wasser, zusätzlich durch die vom Wasser ausgeübte Kraft an der Abdeckung
136 anliegt. Bei geöffneter Steuerpatrone 32 (Fig. 1) kann das Wasser somit entlang
des Strömungspfades 60 von der Speiseleitung 34 durch das erste Ventil 66 der Sicherungseinrichtung
36 hindurch zum Auslass 52 fliessen. Selbst bei sehr schnellem Unterbrechen des Wasserflusses,
durch Schliessen der Steuerpatrone 32, wird das zweite Ventil 68 nicht geöffnet, da
dabei die Membran 122 in Strömungsrichtung S nach unten gezogen wird.
[0044] Tritt hingegen bezüglich des ersten Ventils 66 speiseseitig der seltene Fall eines
Unterdrucks auf, so wird die Kugel 128 durch das entgegen der Strömungsrichtung S
zurückfliessenwollende Wasser an den Rand 126' zur Anlage gebracht, wodurch das erste
Ventil 66 selbsttätig geschlossen wird. Die Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten
der Membran 122 hat nun zur Folge, dass diese infolge des eingangsseitigen Soges in
die in der Fig. 8 gezeigte Rückflusslage 122'' verformt wird. Dabei wird zwangsläufig
unter Freigabe eines Spaltes zwischen der Membran 122 und dem Ventilsitz 72 das zweite
Ventil 68 geöffnet, wodurch der Auslass 52 mit der Umgebungsluft verbunden und belüftet
wird.
[0045] Beim Verformen der Membran 122 aus der Betriebslage in die Rückflusslage 122'' durchläuft
diese eine instabile Stellung und wird durch Eigenelastizität nach dem Durchlaufen
dieser Stellung stabil unter Anliegen am oberen Ende 38' der weiteren Ausnehmung 38
in der Rückflusslage 122'' gehalten, bis beim späteren Auftreffen von in Strömungsrichtung
S zugeführtem Wasser die Membran 122 wiederum in die Betriebslage zurückschnappt.
Dabei ist die Rückflusslage 122'' derart gewählt, dass bereits geringe Kräfte in Pfeilrichtung
S genügen, um die Membran 122 in die Betriebslage zurückzuverformen.
[0046] Es ist selbstverständlich auch denkbar, den Ventilsitz für die Kugel 128 im Halteglied
130 anzuordnen.
[0047] Die Fig. 9 bis 11 zeigen eine weitere Ausbildungsform der Sicherungseinrichtung 36,
welche der in den Fig. 5 und 6 gezeigten Sicherungseinrichtung sehr ähnlich ist, wobei
das erste Ventil 66 durch ein Kugel-Rückschlagventil gebildet ist. Die Fig. 9 und
10 zeigen die Sicherungseinrichtung 36 unter normalen Betriebsbedingungen bzw. unter
einen Rückfluss ermöglichenden Betriebsbedingungen und Fig. 11 zeigt einen Horizontalschnitt
entlang der Linie XI-XI der Fig. 9. Vorerst wird die Sicherungseinrichtung 36 anhand
der Fig. 9 beschrieben.
[0048] Das im wesentlichen zylinderförmige Gehäuse 64 der Sicherungseinrichtung 36 ist in
bekannter Art und Weise in die gegen unten offenen weitere Ausnehmung 38 im oberen
Gehäuseteil 16 eingesetzt und gehalten. Die im wesentlichen zylinderförmige, in Richtung
der Achse 64' des Gehäuses 64 verlaufende Gehäuseausnehmung 70 weist in ihrem unteren
Endbereich eine absatzartige Verjüngung 138 auf, wobei die in Strömungsrichtung S
gesehen, der Verjüngung 138 nachfolgende zylindrische Wand 138' den Ventilsitz 72
des zweiten Ventils 68 bildet. Die Gehäuseausnehmung 70 mündet in die sich konisch
verjüngende Auslassöffnung 62, welche strömungsmässig mit dem mit seinem diesseitigen
Endbereich in den Anschlussstutzen 108 eingesetzten Rohr 42 verbunden ist. Das ringartige,
im Querschnitt U- und rollenmembranförmige Dichtungsorgan 100 aus gummielastischem
Material (vergleiche auch Fig. 2 bis 4) ist mit seinem äusseren Endbereich am oberen
Endbereich des Gehäuses 64 gehalten, indem es mit einem Wulst 100' in eine umlaufende
Nut 102 des Gehäuses 64 eingreift und dort zwischen dem Gehäuse 64 und dem oberen
Gehäuseteil 16 eingeklemmt gehalten ist. In seinem inneren, in die Ausnehmung 70 hineingreifenden
Endbereich ist das Dichtungsorgan 100 im Querschnitt gabelförmig ausgebildet, wobei
die innere Lippe 100'' mit ihrem verdickt ausgebildeten Ende den Ventilsitz des ersten
Ventils 66 bildet. Der mit diesem Ventilsitz zusammenwirkende Ventilkörper ist durch
die Kugel 128 gebildet (vergleiche auch Fig. 7 und 8), die im Innern des rohrförmigen
Haltegliedes 130 angeordnet ist. Die Hülse 134 des Haltegliedes 130 greift mit seinem
oberen Endbereich in das aufgegabelte Dichtungsorgan 100 ein und ist an diesem befestigt.
Die Hülse 134 weist vier in radialer Richtung gegen aussen vorstehende Flügel 134'
auf, um das Halteglied 130 am Gehäuse 64 in Richtung der Achse 64' leichtgängig verschiebbar
abzustützen. Zu diesem Zweck ist der Abstand der in radialer Richtung gesehen äusseren
Enden der einander diametral gegenüberliegenden Flügel 134' geringfügig kleiner als
der freie Durchmesser der Gehäuseausnehmung 70. Im weiteren sind an der Hülse 134
gegen innen abstehende, ebenfalls in achsialer Richtung verlaufende Innenflügel 134''
angeformt, um die Kugel 128 in Richtung der Achse 64' verschiebbar leichtgängig zu
lagern. In die Hülse 134 ist von unten ein im wesentlichen hohlzylinderförmiges Endglied
136 eingesetzt und vorzugsweise mittels einer Schnappverbindung gehalten. Das Endglied
136 weist einen Steg 136' auf, welcher dieses speichenartig durchgreift. Die Kugel
128 ist somit in und entgegen der Strömungsrichtung S zwischen der Lippe 100'' und
dem Steg 136' hin- und herverschiebbar. Unterhalb der Hülse 134 ist am Endglied 136
ein Umfangswulst 140 angeformt, welcher bei sich in Betriebslage befindendem ersten
Ventil 66 (Fig. 9) an der Verjüngung 138 entgegen der Strömungsrichtung S abstützt.
Unterhalb des Umfangswulstes 140 weist das Endglied 136 eine umlaufende Nut 142 auf,
in welche ein mit der Wand 138' zusammenwirkender O-Ring 144 eingelegt ist. Das Halteglied
130 bildet somit den Ventilkörper des zweiten Ventils 68. Das Halteglied 130 hat somit
genau dieselbe Wirkungsweise wie das Ventilsitzelement 82 bei der in den Fig. 5 und
6 gezeigten Ausbildungsform.
[0049] Der ringförmige Raum zwischen dem Gehäuse 64 und dem Halteglied 130, welcher oben
durch das Dichtungsorgan 100 begrenzt ist, ist mittels vier das Gehäuse 64 in radialer
Richtung durchdringende Belüftungsdurchlässe 74 mit der Umfangsnut 76 verbunden, welche
ihrerseits mit dem Belüftungskanal 54 in Strömungsverbindung steht. Die Umfangsnut
76 ist oben durch den Wulst 100' des Dichtungsorganes 100 und unten durch einen O-Ring
106 abgedichtet.
[0050] Fig. 10 zeigt die Sicherungseinrichtung 36 unter einen Rückfluss ermöglichenden Bedingungen.
Infolge des entgegen der Strömungsrichtung S vorhandenen Druckgefälles ist die Kugel
128 angehoben, so dass diese an der Lippe 100'' anliegt und somit das erste Ventil
66 geschlossen ist. Im weiteren ist durch das Druckgefälle das Halteglied 130 entgegen
Pfeilrichtung S angehoben, infolgedessen das zweite Ventil 68 zwangsweise geöffnet
ist. Der Strömungspfad 60 zwischen dem Auslass 52 und der Speiseleitung 34 (Fig. 1)
ist somit durch das erste Ventil 66 unterbrochen und der Auslass 52 ist infolge des
geöffneten zweiten Ventils 68 durch den Belüftungspfad 58 mit der Umgebung verbunden.
[0051] Die in den Fig. 9 bis 11 dargestellte Sicherungseinrichtung 36 arbeitet wie folgt.
Unter normalen Betriebsbedingungen ist das erste Ventil 66 offen und das zweite Ventil
68 geschlossen, wie dies Fig. 9 zeigt. Das in Strömungsrichtung S zugeführte Wasser
durchfliesst das Dichtungsorgan 100 und das Halteglied 130 und wird anschliessend
durch das Rohr 42 und den Schlauch 44 dem Auslass 52 der Brause 50 zugeführt. Im Innern
der Hülse 134 umfliesst das Wasser die Kugel 128, die entgegen der Wasserströmung
vom Steg 136' gehalten ist. Wird durch Schliessen der der Sicherungseinrichtung 36
vorgeschalteten Steuerpatrone 32 der Wasserausfluss unterbrochen, bleibt das erste
Ventil 66 geöffnet. Selbst bei sehr schnellem Schliessen der Steuerpatrone 32 kann
der im der Steuerpatrone 32 folgenden Abschnitt des Strömungspfades 60 dabei mögliche
Unterdruck das zweite Ventil 68 nicht öffnen, so dass kein Wasser durch dieses Ventil
68 austreten kann.
[0052] Tritt nun bei geöffneter Steuerpatrone 32 der äusserst seltene Fall ein, dass in
der Speiseleitung 34 ein Unterdruck ansteht, so wird das erste Ventil 66 durch Anheben
der Kugel 128 selbsttätig geschlossen, wie dies Fig. 10 zeigt. Durch den speiseseitigen
Unterdruck wird danach das erste Ventil 66 zusammen mit dem Halteglied 130 entgegen
Pfeilrichtung S in die in der Fig. 10 gezeigte Rückflussangehoben, was zwangsweise
das Öffnen des zweiten Ventils 68 mit sich zieht. Es kann somit unter einen Rückfluss
ermöglichenden Bedingungen kein Wasser von der Auslasseite her in die Speiseleitung
34 zurückfliessen und überdies ist der Auslass 52 durch den Belüftungspfad 58 mit
der Umgebung verbunden. Fällt nun der speiseseitige Unterdruck ab, öffnet das erste
Ventil 66, indem die Kugel 128 auf den Steg 136' zurückfällt. Wird nun wieder Frischwasser
zugeführt, bewegt sich das Halteglied 130 selbsttätig durch die Beaufschlagung des
Wassers nach unten, was ein zwangsweises und sofortiges Schliessen des zweiten Ventils
68 zur Folge hat.
[0053] In den Fig. 12 bis 14 ist eine weitere Ausführungsform der Sicherungseinrichtung
36 dargestellt, wobei sich diese von den weiter oben beschriebenen Ausführungsformen
im wesentlichen darin unterscheidet, dass der Ventilsitz des ersten Ventils 66 ortsfest
angeordnet ist und der Ventilkörper 88 des ersten Ventils 66 mit dem Ventilkörper
90 des zweiten Ventils 68 gekoppelt ist. Fig. 12 zeigt die Sicherungseinrichtung 36
unter normalen Betriebsbedingungen, wogegen in Fig. l3 die Sicherungseinrichtung 36
unter einen Rückfluss ermöglichenden Bedingungen dargestellt ist. Fig. 14 zeigt einen
Schnitt entlang der Linie XIV-XIV der Fig. 12.
[0054] Die Sicherungseinrichtung 36 ist von unten in die weitere Ausnehmung 38 des oberen
Gehäuseteils 16 eingesetzt und dort mittels einer bezüglich der Achse 64' in radialer
Richtung in das obere Gehäuseteil 16 eingeschraubten und dieses durchdringenden Halteschraube
146 gehalten. Die Halteschraube 146 ist an ihrem der Sicherungseinrichtung 36 zugewandten
Ende konisch ausgebildet und greift in eine umlaufende Haltenut 146' im Gehäuse 64
der Sicherungseinrichtung 36 ein. Das durch die Speiseleitung 34 (Fig. 1) zugeführte
Wasser fliesst von der Steuerpatrone 32 durch die Durchlassöffnung 40 in Strömungsrichtung
S durch die Sicherungseinrichtung 36 zum Rohr 42, welches von unten in einen in das
Gehäuse 64 eingeschraubten Anschlussstutzen 148 hineingeführt ist. Vom Mittelbereich
der weiteren Ausnehmung 38 weg führt der Belüftungskanal 54 schräg nach oben durch
den oberen Gehäuseteil 16 hindurch zum Stutzen 48 (vergleiche Fig. 1).
[0055] Die Sicherungseinrichtung 36 weist zwei Ventile 66,68 auf, wobei das erste Ventil
66 in dem durch die Sicherungseinrichtung 36 hindurchführenden Strömungspfad 60 und
das zweite Ventil 68 in den den Strömungspfad 60 mit der Umgebungsluft verbindenden
Belüftungspfad 58 geschaltet sind. Das zweite Ventil 68 ist bei der Einmündung des
Belüftungspfades 58 in den Strömungspfad 60 vorgesehen und in Strömungsrichtung S
dem ersten Ventil 66 nachgelagert.
[0056] Das Gehäuse 64 weist eine im wesentlichen zylinderförmige, sacklochartige, gegen
die Durchlassöffnung 40 hin offene Gehäuseausnehmung 70 auf, in deren Bodenbereich
ein ringförmiger Ventilsitz 72 für das zweite Ventil 68 ausgebildet ist. Der Ventilsitz
72 umrandet und begrenzt einen Belüftungsdurchlass 74, der von der Gehäuseausnehmung
70 weg zuerst in Richtung der Achse 64' gegen unten und dann in radialer Richtung
zu einer am Gehäuse 64 vorgesehenen Umfangsnut 76 verläuft, die mit dem Belüftungskanal
54 strömungsverbunden ist. Um den Ventilsitz 72 herum verläuft eine nutförmige Vertiefung
78, von welcher in Richtung der Achse 64' verlaufende Bohrungen 80 ausgehen, welche
die Gehäuseausnehmung 70 mit der Auslassöffnung 62 verbinden. Gegen unten ist die
Auslassöffnung 62 vom Anschlussstutzen 148 begrenzt.
[0057] In die Durchlassöffnung 40 ist ein aus Kunststoff gefertigtes ringförmiges Ventilsitzelement
150 des ersten Ventils 66 eingesetzt und schnappartig gehalten. Dieses Ventilsitzelement
150 wirkt mit einem halbkugelförmigen Ventilkörper 88 zusammen, welcher einen gegen
unten vorstehenden Haltebolzen 152 aufweist. Der Haltebolzen 152 ist in ein Loch eines
Schaftes 92, welcher in Richtung der Achse 64' verläuft, eingepresst. Auf dem Schaft
92 sitzt ein ringförmiger Ventilkörper 90 des zweiten Ventils 68, welcher aus gummielastischem
Material gefertigt ist und eine mit dem Ventilsitz 72 zusammenwirkende Lippe 90' aufweist.
An ihrem oberen Ende steht der ringförmige Ventilkörper 90 an einer absatzartigen
Verjüngung des Schaftes 92 an und ist unten von einer am Schaft angeformten Halterippe
92'' gehalten. Der Ventilkörper 90 sitzt somit verschiebefest auf dem Schaft 92. Der
untere, in Richtung der Achse 64' über dem Ventilkörper 90 vorstehende Teil 154 des
Schaftes 92 greift in den Belüftungsdurchlass 74 ein und ist bei sich in Betriebslage
befindendem Ventilkörper 88 am Boden 74' des Belüftungsdurchlasses 74 abgestützt.
Bei geschlossenem zweiten Ventil 68 ist dadurch die Lage des Ventilkörpers 90 bezüglich
des damit zusammenwirkenden Ventilsitzes 72 genau definiert.
[0058] In der Ausnehmung 70 ist im Bereich zwischen dem Gehäuse 64 und dem Schaft 92 ein
Strömungskörper 156 vorgesehen, der im wesentlichen dem Bereich zwischen dem Ventilkörper
88 und dem Ventilkörper 90 den Schaft 92 ringförmig umgreift, wie dies auch Fig. 14
zeigt. Dieser Strömungskörper 156 ist aus gummielastischem Material geformt und weist
mehrere in Richtung der Achse 64' verlaufende Strömungsöffnungen 84 auf. An seinem
inneren oberen Ende ist am Strömungskörper 156 ein in radialer Richtung gegen innen
vorstehender Kragen 156' angeformt, welcher an seinem freien Ende verdickt ausgebildet
ist. Der Kragen 156' greift zwischen den Ventilkörper 88 und den Schaft 92 ein und
ist an diesen mittels Hinterstichen gehalten. Ausserhalb der Strömungsöffnungen 84
ist am Strömungskörper 156 einstükkig ein im Querschnitt U-förmiges rollmembranartiges
Dichtungsorgan 100 angeformt, das den oberen Endbereich des Gehäuses 64 umgreift und
mittels eines in eine umlaufende Nut 102 im Gehäuse 64 eingreifenden Wulstes 100'
zwischen dem Gehäuse 64 und dem oberen Gehäuseteil 16 eingeklemmt gehalten ist.
[0059] Unterhalb der Umfangsnut 76 ist ein O-Ring 106 vorgesehen, der am oberen Gehäuseteil
16 anliegt und in einer entsprechenden Nut im Gehäuse 64 der Sicherungseinrichtung
36 angeordnet ist. Die Umfangsnut 76 ist somit oben durch den Wulst 100' des Dichtungsorganes
100 und unten durch diesen O-Ring 106 abgedichtet. Ein weiterer O-Ring 158, der zwischen
dem Gehäuse 64 und dem in dieses eingeschraubten Anschlussstutzen 148 wirkt, dichtet
die Auslassöffnung 62 gegen aussen ab.
[0060] Die Funktionsweise dieser Ausführungsform der Sicherungseinrichtung 36 wird nun anhand
der Fig. 12 und 13 näher beschrieben. Fig. 13 zeigt genau dieselbe Sicherungseinrichtung
36 wie Fig. 12, wobei sich aber unter einem Rückfluss ermöglichenden Bedingungen das
erste Ventil 66 geschlossen und das zweite Ventil 68 geöffnet hat. In der Fig. 13
sind die Bezugszeichen nur noch insoweit eingeführt, als sie für das Verständnis der
Funktionsweise notwendig sind.
[0061] Unter normalen Betriebsbedingungen befindet sich der Ventilkörper 88 des ersten Ventils
66 und der Ventilkörper 90 des zweiten Ventils 68 in der in der Fig. 12 gezeigten
Betriebslage. Dabei ist das erste Ventil 66 geöffnet und die Lippe 90' des zweiten
Ventilkörpers 90 liegt am Ventilsitz 72 an. Das in Strömungsrichtung S zugeführte
Wasser strömt durch die Strömungsöffnungen 84 im Strömungskörper 156 zu den Bohrungen
80 und durch diese hindurch in die Auslassöffnung 62, von wo das Wasser durch das
Rohr 42 dem Schlauch 44 und der Brause 50 zugeleitet wird. Wird die der Sicherungseinrichtung
36 vorgeschaltete Steuerpatrone 32 (Fig. 1) geschlossen, so bleiben die Ventilkörper
88,90 in Betriebslage, wodurch das zweite Ventil 68 geschlossen bleibt. Dies selbst
bei schnellem Abschalten der Wasserströmung durch Schliessen der Steuerpatrone 32.
Dadurch wird auf jeden Fall das Austreten von Wasser durch den Belüftungspfad 58 verhindert.
Tritt nun der äusserst seltene Fall ein, dass bei geöffneter Steuerpatrone 32 speiseseitig
ein Unterdruck aufgebaut wird, so schliesst das erste Ventil 66 selbsttätig, indem
der Ventilkörper 88 unter der beidseitig unterschiedlichen Druckbeaufschlagung des
Strömungskörpers 56 und des Dichtungsorganes 100 angehoben und gegen das Ventilsitzelement
150 gedrückt wird. Dadurch ist der Strömungspfad 60 unterbrochen. Ein Zurückfliessen
von Wasser vom Auslass 52 zur Speiseleitung 34 wird somit verhindert. Die Lage des
Ventilkörpers 88 bei geschlossenem Ventil 66 ist in Fig. 13 gezeigt. Da der Ventilkörper
88 des ersten Ventils 66 mittels des Schaftes 92 mit dem Ventilkörper 90 des zweiten
Ventils starr gekoppelt ist, wird zwangsweise durch die Schliessung des ersten Ventils
66 das zweite Ventil 68 geöffnet. Dadurch ist der Auslass 52 durch den Belüftungspfad
58 mit der Umgebung verbunden.
[0062] Wird nun wieder Wasser von der Speiseleitung 34 her der Sicherungseinrichtung 36
zugeführt, bewegt sich der Strömungskörper 156 zusammen mit den beiden Ventilkörpern
88 und 90 nach unten in die Betriebslage, wodurch das erste Ventil 66 wieder geöffnet
und das zweite Ventil 68 zwangsweise geschlossen wird.
[0063] Bei allen gezeigten Ausbildungsformen der Sicherungseinrichtung kann das erste Ventil
als Rückschlagventil beliebiger Bauart ausgebildet sein. Das wesentliche der Erfindung
besteht bei den Ausbildungsformen gemäss Fig. 2-11 darin, dass das erste Ventil anhand
der Strömungsbedingungen im Strömungspfad bei einen Rückfluss ermöglichenden Bedingungen
von einer unter normalen Betriebsbedingungen einnehmenden Betriebslage in eine Rückflusslage
bringbar ist und der Ventilkörper des zweiten Ventils diese Bewegung mitmacht, um
zwangsweise geöffnet zu werden. Bei der Ausbildungsform gemäss Fig. 12-14 wird das
erste Ventil unter einem Rückfluss ermöglichenden Bedingungen selbsttätig geschlossen.
Die Schliessbewegung des entsprechenden Ventilkörpers öffnet das zweite Ventil zwangsweise.
1. Sicherungseinrichtung für eine sanitäre Armatur zum Verhindern des Zurückfliessens
vom Wasser in eine Speiseleitung der weiter ein in einen das Wasser von der Speiseleitung
zu einem Auslass leitenden Strömungspfad geschaltetes Absperrventil und einen den
Auslass mit der Umgebungsluft verbindenden Belüftungspfad aufweisenden Armatur, mit
einem ersten und einem zweiten Ventil, von welchen mindestens das letztere in den
Belüftungspfad geschaltet, unter normalen Betriebsbedingungen geschlossen und unter
einen Rückfluss ermöglichenden Bedingungen zum Belüften des Auslasses geöffnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventil (66) in den Strömungspfad (60) geschaltet
und in Strömungsrichtung (S) des Wassers gesehen dem Belüftungspfad (58) vor- und
dem Absperrventil (32) nachgelagert ist, unter einen Rückfluss ermöglichenden Bedingungen
selbsttätig schliesst und nach dem Schliessen aus einer unter normalen Betriebsbedingungen
einnehmenden Betriebslage selbsttätig in eine Rückflusslage (82a, 122'') bewegbar
ist, wobei diese Bewegung in die Rückflusslage (82a, 122'') das zwangsweise Betätigen
des zweiten Ventils (68) zur Folge hat.
2. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper
(90) des zweiten Ventils (68) am ersten Ventil (66) ausgebildet oder mit diesem vorzugsweise
starr verbunden ist.
3. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste
Ventil (66) ein einen Durchlass (84) für das Wasser aufweisendes und im wesentlichen
in und entgegen der Strömungsrichtung (S) bewegbares Ventilsitzelement (82) aufweist,
an dem der mit dem entsprechenden Ventilkörper (88) zusammenwirkende Ventilsitz (82')
ausgebildet ist.
4. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilsitzelement
(82) unter normalen Betriebsbedingungen vom durchströmenden Wasser in Richtung gegen
die Betriebslage beaufschlagt ist und unter einen Rückfluss ermöglichenden Bedingungen
durch die Druckdifferenz zwischen der der Speiseleitung (34) und der dem Auslass (52)
zugewandten Seite leichtgängig in die Rückflusslage (82a) bewegbar ist.
5. Sicherungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
der Ventilkörper (88) des ersten Ventils (66) in Richtung gegen den entsprechenden
Ventilsitz (82') vorgespannt und durch das strömende Wasser von diesem abhebbar ist.
6. Sicherungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
das Ventilsitzelement (82) in einer Ausnehmung (70) eines Gehäuses (64) angeordnet
und vorzugsweise ein Dichtungsorgan (100) zum Verhindern des Durchströmens von Wasser
zwischen dem Gehäuse (64) und dem Ventilsitzelement (82) vorgesehen ist.
7. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsorgan
(100) rollmembranförmig ausgebildet und einerseite am Gehäuse (64) und andererseits
am Ventilsitzkörper (82), vorzugsweise im Bereich der der Speiseleitung zugewandten
Seite dicht anliegt bzw. mit diesem fest verbunden ist.
8. Sicherungseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass
der Ventilsitz (72) des zweiten Ventils (68) am Gehäuse (64) und im wesentlichen in
Bewegungsrichtung (S) des Ventilsitzelementes (82) mit diesem fluchtend vorgesehen
ist und der Ventilkörper (90) dieses Ventils, vorzugsweise mittels eines Schaftes
(92), am Ventilsitzelement (82) befestigt ist.
9. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilsitzelement
(82) am Gehäuse (64) gleitend geführt und mittels eines Anschlags (95) wenigstens
in der Betriebsstellung an diesem abgestützt ist.
10. Sicherungseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass
das Ventilsitzelement (82) im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist und einen
umlaufenden Dichtwulst (116) aufweist, der mit einer ringförmigen, wenigstens bei
sich in Betriebstellung befindendem Ventilsitzelement (82) diesen umgreifenden und
am Gehäuse (64) angeordneten Dichtung (118) zusammenwirkt.
11. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem
Gehäuse (64) und dem Ventilsitzelement (82) ein mit dem Belüftungspfad (58) verbundener
Raum vorgesehen ist, der nach Ablaufen des Dichtwulstes (116) ab der Dichtung (118)
mit dem Auslass (52) strömungsverbunden ist.
12. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper
(90) des zweiten Ventils als eine im wesentlichen ringscheibenförmige, durch einen
zentralen Wasserdurchlass (126) vom Wasser durchflossene Membran (122) ausgebildet
ist, die mit einem auf der dem Auslass (52) zugewandten Seite angeordneten ringförmigen
Ventilsitz (72) zusammenwirkt und an welcher im Bereich des Wasserdurchlasses (126)
das erste Ventil (66) vorgesehen ist, wobei der Auslass (52) durch den beim Abheben
der Membran (122) ab dem Ventilsitz (72) gebildeten Spalt mit dem Belüftungspfad (58)
verbunden ist.
13. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz
des ersten Ventils (66) vom den Wasserdurchlass (126) begrenzenden Rand (126') der
Membran (122), und vorzugsweise der entsprechende Ventilkörper von einer in einem
Käfig (130) angeordneten Kugel (128) gebildet ist.
14. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (130)
auf der dem Auslass (52) zugewandten Seite der Membran (122) an dieser, vorzugsweise
durch Vulkanisation oder Kleben befestigt ist.
15. Sicherungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass
beide Ventile (66, 68) in einem gemeinsamen in eine Ausnehmung (38) des Armaturgehäuses
(10) einsetzbaren Gehäuse (64) angeordnet sind.
16. Sicherungseinrichtung für eine sanitäre Armatur zum Verhindern des Zurückfliessens
vom Wasser in eine Speiseleitung der weiter ein in eine das Wasser von der Speiseleitung
zu einem Auslass leitenden Strömungspfad geschaltetes Absperrventil und einen den
Auslass mit der Umgebungsluft verbindenenden Belüftungspfad aufweisenden Armatur,
mit einem ersten und einem zweiten Ventil, von welchen mindestens das letztere in
den Belüftungspfad geschaltet, unter normalen Betriebsbedingungen geschlossen und
unter einen Rückfluss ermöglichenden Bedingungen zum Belüften des Auslasses geöffnet
ist, dadurch gekennzeichnet, dass das unter normalen Betriebsbedingungen offene und
unter einen Rückfluss ermöglichenden Bedingungen selbsttätig schliessende erste Ventil
(66) in den Strömungspfad (60) geschaltet und in Strömungsrichtung (S) des Wassers
gesehen dem Belüftungspfad (58) vor- und dem Absperrventil (32) nachgelagert ist und
dass zum zwangsweisen Betätigen des zweiten Ventils (68) dessen Ventilkörper (90)
mit dem Ventilkörper (88) des ersten Ventils (66) gekoppelt ist.