[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherungseinrichtung zum Verhindern des
Zurückfliessens von Wasser in eine Speiseleitung einer sanitären Armatur gemäss dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
[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 Steuerpatrone der 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 36 03 503 bekannt. Die in
dieser DE-OS beschriebene 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 ein Ventil der Sicherungseinrichtung geschaltet ist. Dieses Ventil
ist als feinfühliges Rückschlagventil ausgebildet, das sich unter normalen Betriebsbedingungen
in Schliessstellung befindet. Unter einen Rückfluss ermöglichenden Bedingungen öffnet
das Ventil selbsttätig und belüftet die Speiseleitung und den Strömungspfad, um ein
Zurückfliessen des Wassers zu verhindern. Unter normalen Betriebsbedingungen ist es
nun möglich, dass, insbesondere bei schnellem Schliessen des Absperrventils, im Strömungspfad
dem Absperrventil folgend kurzzeitig ein Unterdruck aufgebaut wird, wodurch das Ventil
der Sicherungseinrichtung zum Oeffnen gebracht werden kann, was zur Folge haben kann,
dass tropfenweise Wasser durch dieses Ventil austritt. Um dies zu verhindern, schlägt
nun die DE-OS 38 05 462 vor, im Belüftungspfad zwei Ventile derart hintereinander
anzuordnen, dass der Unterdruck bei einem schnellen Abbrechen des Wasserzapfvorganges
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 die Speiseleitung und den Strömungspfad
zu belüften und ein Zurückfliessen von Wasser in die Speiseleitung zu verhindern.
[0004] Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Sicherungseinrichtung für eine sanitäre Armatur zu schaffen, die funktionssicher
arbeitet und auch bei schnellem Schliessen des Absperrventils ein Austreten von Wasser
durch den Belüftungspfad verhindert.
[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles
des Anspruches 1 gelöst.
[0006] Erfindungsgemäss ist eine Betätigungsorgan vorgesehen, das von der Strömung im Strömungspfad
beaufschlagt ist. Dieses Betätigungsorgan ist mit einem Ventilkörper eines in den
Belüftungspfad geschalteten Ventiles wirkverbunden. Unter normalen Betriebsbedingungen
wird das Betätigungsorgan durch die Strömung in Betriebslage gehalten, was sicherstellt,
dass unter diesen Bedingungen das Ventil immer geschlossen ist. Dadurch kann selbst
bei schnellem Abbrechen der Wasserströmung durch Schliessen des Absperrventils der
aufgebaute Unterdruck das Ventil nicht öffnen. Unter einen Rückfluss ermöglichenden
Bedingungen wird das Betätigungsorgan in Gegenrichtung von der Strömung beaufschlagt,
was dazu führt, dass das Betätigungsorgan in eine Rückflusslage bewegt wird. Durch
diese Bewegung in die Rückflusslage wird das Ventil durch die Wirkverbindung zwischen
dem Betätigungsorgan und dem Ventilkörper zwangsweise geöffnet. Dies hat ein zuverlässlich
sicheres Belüften der Speiseleitung unter einen Rückfluss ermöglichenden Bedingungen
zur Folge.
[0007] Weitere bevorzugte Ausbildungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
[0008] 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 und einer
Sicherungseinrichtung;
- Fig. 2 und 3
- eine erste Ausbildungsform einer Sicherungseinrichtung;
- Fig. 4 und 5
- die Sicherungseinrichtung gemäss den Fig. 2 und 3 in Draufsicht bzw. in einem Horizontalschnitt
auf der Höhe der Linie V der Fig. 2;
- Fig. 6 und 7
- eine zweite Ausbildungsform der Sicherungseinrichtung, und
- Fig. 8 und 9
- die Sicherungseinrichtung gemäss den Fig. 6 und 7, ausgerüstet mit einem Drosselelement.
[0009] 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 jenem 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.
[0010] 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 22 umgriffen, welches an jenem
um die Achse 18 schwenkbar gelagert ist.
[0011] Der obere Gehäuseteil 16 weist eine nach oben offene sacklochförmige zylindrische
Gehäuseausnehmung 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-PSen 651 119 und 654 088 ausführlich
beschrieben ist. Einlasseitig ist die Steuerpatrone 32 mit je einer Speiseleitung
34 für kaltes und warmes Wasser verbunden, wobei in der Fig. 1 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 einlassseitig verbindet.
[0012] 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 Gehäuseausnehmung 38 im oberen Gehäuseteil 16 eingesetzt ist. Zwischen der
Gehäuseausnehmung 30 und der weiteren Gehäuseausnehmung 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
Oeffnung 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 Oeffnung
46 für den Schlauch 44 ist in Umfangsrichtung des unteren Gehäuseteils 14 so gross
ausgebildet, dass ein Verschwenken des Mantelelementes 22 um die Achse 18 problemlos
möglich ist.
[0013] Im oberen Gehäuseteil 16 ist ein Belüftungskanal 54 vorgesehen, der von der weiteren
Gehäuseausnehmung 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.
[0014] Der Strömungspfad 60 verbindet die Speiseleitung 34 mit dem Auslass 52. Er verläuft
durch die Steuerpatrone 32, die in Strömungsrichtung S des Wassers gesehen dieser
nachgelagerte Sicherungseinrichtung 36, das Rohr 42, den Schlauch 44 und die Brause
50.
[0015] In den Fig. 2 und 3 ist eine erste Ausbildungsform der Sicherungseinrichtung 36 im
Vertikalschnitt unter normalen Betriebsbedingungen bzw. unter einen Rückfluss ermöglichenden
Bedingungen dargestellt.
[0016] Die Sicherungseinrichtung 36 ist von unten in die weitere Gehäuseausnehmung 38 des
oberen Gehäuseteils 16 eingesetzt. 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 wie
in den Figuren 6 und 7 gezeigt, mit Stiften oder Federringen in bekannter Art und
Weise zu befestigen. In die weitere Ausnehmung 38 mündet von oben die Durchlassöffnung
40, welche die - in Strömungsrichtung S des Wassers gesehen - der Steuerpatrone 32
nachgeschaltete Sicherungseinrichtung 36 mit jener strömungsmässig verbindet (vgl.
auch Fig. 1). Der die Speiseleitung 34 mit dem Auslass 52 verbindende Strömungspfad
ist in den Figuren 2 und 3 mit einem Pfeil 60 angedeutet. Von der Seite her mündet
in die weitere Gehäuseausnehmung 38 der Belüftungskanal 54 des Belüftungspfades 58.
[0017] Die Sicherungseinrichtung 36 weist ein zur Achse 38' der zylinderförmigen weiteren
Gehäuseausnehmung 38 im wesentlichen rotationssymmetrisches Gehäuse 62 auf, das in
die weitere Gehäuseausnehmung 38 von unten eingeführt ist und sich bis oberhalb des
Belüftungskanals 54 erstreckt. Das Gehäuse 62 weist auf der der Durchlassöffnung 40
zugewandten Seite eine sacklochförmige, zur Achse 38' rotationssymmetrische Ausnehmung
64 auf, in welcher ein als Betätigungsorgan für ein Ventil 66 ausgebildeter, ebenfalls
im wesentlichen rotationssymmetrischer Betätigungskörper 68 angeordnet ist. Am Boden
64' der Ausnehmung 64 ist ein - um die Achse 38' herum verlaufender - ringförmiger
Ventilsitz 70 ausgebildet, der eine Belüftungsöffnung 72 umrandet. Die Belüftungsöffnung
72 verläuft vom Ventilsitz 70 zuerst in Richtung der Achse 38' nach unten und dann
in radialer Richtung zu einer am Gehäuse 62 vorgesehenen Umfangsnut 74, welche mit
dem Belüftungskanal 54 strömungsverbunden ist. Die Belüftungsöffnung 72 ist ein Teil
des Belüftungspfades 58 und verbindet bei geöffnetem Ventil 66 (Fig. 3) den Strömungspfad
60 mit dem Belüftungskanal 54 und somit mit der Umgebungsluft.
[0018] Um den Ventilsitz 70 herum weist der Boden 64' eine nutförmige Vertiefung 76 auf,
von welcher parallel zur Achse 38' verlaufende Strömungsbohrungen 78 ausgehen, die
an ihrem unteren Ende in eine Auslassöffnung 80 im Gehäuse 62 münden. Die Auslassöffnung
80 ist mit dem Rohr 42 strömungsverbunden, welches in einen am Gehäuse 62 angebrachten,
zylinderförmigen, in Richtung der Achse 38' verlaufenden Auslassdurchlass 82 dicht
eingesetzt und darin gehalten ist.
[0019] Der Betätigungskörper 68 weist einen unteren Körperteil 84 und eine an diesem oben
anliegende Lochscheibe 86 auf. Durch die Lochscheibe 86 und den Körperteil 84 verlaufen
miteinander fluchtende und parallel zur Achse 38' verlaufende Strömungsdurchlässe
88, die auf zwei zur Achse 38' konzentrischen Kreisen angeordnet sind, wie dies aus
der in der Fig. 4 gezeigten Draufsicht der Sicherungseinrichtung 36 besonders deutlich
hervorgeht. Die Strömungsdurchlässe 88 münden in eine in Richtung gegen unten offene,
becher- oder glockenförmige Höhlung 90 im Körperteil 84. Die Lochscheibe 86 ist am
Körperteil 84 durch eine in die Höhlung 90 vorstehende Schaftschraube 92 gehalten,
die mit einer Schraubenschulter 94 am Körperteil 84 anliegt und mit seinem der Schraubenschulter
94 in Richtung gegen oben anschliessenden Gewinde 94' den Körperteil 84 durchdringt.
Das Gewinde 94' ist in ein entsprechendes Gegengewinde in der Lochscheibe 86 eingeschraubt.
Auf dem Schaft 96 der Schaftschraube 92 sitzt ein Ventilkörper 98 des Ventils 66,
welcher an seinem unteren Endbereich eine mit dem Ventilsitz 70 zusammenwirkende Dichtlippe
100 aufweist. Der Ventilkörper 98 ist am Schaft 96 zwischen dem Kopf 94'' der Schaftschraube
92 und einem am Schaft 96 angeformten Schutzschirm 102 gehalten. Der zwischen der
Schraubenschulter 94 und dem Ventilkörper 98 vorgesehene Schutzschirm 102 erweitert
sich in Strömungsrichtung S gesehen konisch und verjüngt sich in einem Schritt, eine
Flanke 102' bildend, an welcher der Ventilkörper 98 ansteht. Der aus gummielastischem
Material bestehende, ringförmige Ventilkörper 98 weist eine dem Schutzschirm 102 ähnliche
Form auf, wobei die Dichtlippe 100 durch eine umlaufende Nut 100' vom konisch sich
erweiternden Teil des Ventilkörpers 98 getrennt ist. Der Umriss des Schutzschirms
102 und des Ventilkörpers 98 bildet im Vertikalschnitt eine Sägezahnform, deren steile
Flanken von der Strömungsrichtung S abgewandt sind.
[0020] Am oberen Ende weist die Sicherungseinrichtung 36 ein Dichtorgan 104 aus gummielastischem
Material aus, das rollmembranförmig ausgebildet ist. Das ringförmige und im Querschnitt
U-förmige Dichtorgan 104 umgreift das obere Ende 62' des Gehäuses 62 und ist an seinem
inneren Endbereich zwischen dem Körperteil 84 des Betätigungskörpers 68 und der Lochscheibe
86 festgeklemmt gehalten. An seinem äusseren Endbereich weist das Dichtorgan 104 einen
umlaufenden Wulst 104' auf, welcher in eine umlaufende Haltenut 106 im Gehäuse 62
eingreift und entlang seinem Umfang am oberen Gehäuseteil 16 anliegt. Das Dichtorgan
104 verhindert somit ein Durchströmen von Wasser zwischen dem Gehäuse 62 und dem Betätigungskörper
68, dichtet aber zugleich mit seinem Wulst 104' die Umfangsnut 74 ab, so dass kein
Wasser zwischen dem Gehäuse 62 und dem oberen Gehäuseteil 16 in die Umfangsnut 74
und somit in den Belüftungspfad 58 gelangen kann.
[0021] Unterhalb der Umfangsnut 74 ist am Gehäuse 62 eine umlaufende Dichtungsnut 108 angeformt,
in welcher ein O-Ring 110 angeordnet ist, der umfangsseitig am oberen Gehäuseteil
16 unterhalb des Belüftungskanals 54 anliegt, um im Bereich der Sicherungseinrichtung
36 den Belüftungspfad 58 gegen die Umgebung abzudichten. Es soll damit verhindert
werden, dass eventuell in den Belüftungspfad 58 austretendes Wasser unkontrolliert
aus der Armatur ausfliessen kann.
[0022] In der Fig. 2 befindet sich der Betätigungskörper 68 in der unter normalen Betriebsbedingungen
einnehmenden Betriebslage. In dieser Betriebslage stützt sich der Betätigungskörper
68 mit einer am Körperteil 84 angeformten Schulter 112 entgegen der Strömungsrichtung
S an einem mit dieser Schulter 112 zusammenwirkenden Anschlag 114 am Gehäuse 62 ab.
Dadurch ist sichergestellt, dass unter normalen Betriebsbedingungen die Dichtlippe
100 definiert am Ventilsitz 70 anliegt.
[0023] An seinem unteren Endbereich weist das Körperteil 84 einen Gleitwulst 116 auf, mittels
welchem der Betätigungskörper 68 am Gehäuse 62 in und entgegen der Strömungsrichtung
S leicht gängig geführt ist. Dadurch wird auch eine Verkalkung der Sicherungseinrichtung
36 zwischen dem Gleitwulst 116 und dem Dichtorgan 104 im Bereich zwischen dem Gehäuse
62 und dem Betätigungskörper 68 vermieden.
[0024] In der Fig. 3 ist der Betätigungskörper 68 in die Rückflusslage 68' entgegen der
Strömungsrichtung S angehoben dargestellt. Dabei steht das membranförmige Dichtorgan
104 am oberen Ende 38'' der weiteren Gehäuseausnehmung 38 am oberen Gehäuseteil 16
an und begrenzt die Bewegung des Betätigungskörpers 68 entgegen Strömungsrichtung
S. Da der Ventilkörper 98 starr mit dem Betätigungskörper 68 verbunden ist, ist bei
sich in Rückflusslage 68' befindendem Betätigungskörper 68 das Ventil 66 geöffnet,
indem die Dichtlippe 100 vom Ventilsitz 70 abgehoben ist. In diesem Fall ist der Strömungspfad
60 und somit die Speiseleitung 34 (siehe auch Fig. 1) mit dem Belüftungspfad 58 und
somit mit der Umgebungsluft verbunden und belüftet.
[0025] Fig. 5 zeigt einen Schnitt auf der Höhe der Linie V der Fig. 2 durch eine weitere
mögliche Ausbildungsform des Gehäuses 62 der Sicherungseinrichtung 36. Die Belüftungsöffnung
72 verläuft bei dieser Ausbildungsform vorerst in Richtung der Achse 38' und gabelt
dann in zwei in radialer Richtung verlaufende Arme 72', die miteinander fluchten.
Beidseits der beiden Arme 72' verlaufen in Richtung der Achse 38' je drei Strömungsbohrungen
78, die die Ausnehmung 64 im Gehäuse 62 mit der Auslassöffnung 80 verbinden (vgl.
auch Figuren 2 und 3). Die Strömungsbohrungen 78 sind kreisförmig um die Achse 38'
verteilt angeordnet.
[0026] Die in den Figuren 2 bis 5 dargestellte Sicherungseinrichtung 36 arbeitet wie folgt:
Unter normalen Betriebsbedingungen befindet sich der Betätigungskörper 68 in der in
der Fig. 2 gezeigten Betriebslage. Dabei ist das Ventil 66 geschlossen, der Strömungspfad
60 ist somit vom Belüftungspfad 58 abgetrennt. Bei geöffneter Steuerpatrone 32 (vgl.
Fig.1) fliesst das Wasser in Strömungsrichtung S durch die Durchlassöffnung 40 in
die weitere Gehäuseausnehmung 38 und beaufschlagt dabei den Betätigungskörper 68 und
das Dichtorgan 104. Die am Anschlag 114 anstehende Schulter 112 verhindert dabei entgegen
der Kraft durch die Beaufschlagung des Wassers in Strömungsrichtung S eine Bewegung
des Betätigungskörpers 68 in Pfeilrichtung S. Die Dichtlippe 100 des Ventils 66 liegt
somit definiert am Ventilsitz 70 an. Das Wasser strömt entlang dem Strömungspfad 60
durch die Strömungsdurchlässe 88 im Betätigungskörper 68 hindurch zur Höhlung 90,
von wo es, die Strömungsbohrungen 78 durchfliessend, in die Auslassöffnung 80 gelangt.
Von da aus wird das Wasser durch das Rohr 42, den Schlauch 44 und die Brause 50 dem
Auslass 52 zugeleitet. Der Schutzschirm 102 und die Verdickung am Ventilkörper 98
verhindern dabei, dass die Dichtlippe 100 vom durch die Strömungsdurchlässe 88 durchströmenden
Wasser direkt beaufschlagt wird und dadurch Schaden nehmen könnte.
[0027] Selbst bei schnellem Abstellen des Wasserzapfvorgangs durch rasches Schliessen der
Steuerpatrone 32 bleibt das Ventil 66 geschlossen, denn trotz eines dabei eventuell
aufgebauten Unterdruckes im, in Strömungsrichtung S gesehen der Steuerpatrone 32 nachfolgenden
Teil des Strömungspfades 60, wird der Betätigungskörper 68 durch die Trägheit der
Wassersäule in Strömungsrichtung S gezogen, was ein Abheben der Dichtlippe 100 vom
Ventilsitz 70 verhindert. Unter normalen Betriebsbedingungen ist somit ausgeschlossen,
dass Wasser durch den Belüftungspfad 58 austreten kann.
[0028] Tritt nun der äusserst seltene Fall auf, dass bei geöffneter Steuerpatrone 32 in
der Speiseleitung 34 ein Unterdruck entsteht, so versucht das Wasser entgegen der
Strömungsrichtung S in die Speiseleitung zurückzufliessen. Dabei wird der Betätigungskörper
68 entgegen der Strömungsrichtung S beaufschlagt, was dazu führt, dass er von der
in der Fig. 2 gezeigten Betriebslage in die in der Fig. 3 dargestellte Rückflusslage
68' angehoben wird. Dadurch wird zwangsweise das Ventil 66 geöffnet. Dies hat nun
zur Folge, dass die Speiseleitung 34 durch den Belüftungspfad 58 und den Strömungspfad
60 mit der Umgebungsluft verbunden und somit belüftet ist. Ein Nachziehen des Wassers
vom Auslass 52 her in die Speiseleitung 34 ist dadurch verhindert. Die sägezahnförmige
Ausbildungsform des Schutzschirms 102 und des Ventilkörpers 98 weist entgegen Pfeilrichtung
S einen grösseren Strömungswiderstand auf als in Pfeilrichtung S, was unter einen
Rückfluss ermöglichenden Bedingungen die Kraft entgegen Pfeilrichtung S zum Anheben
des Betätigungskörpers 68 in die Rückflusslage 68' vergrössert. Dadurch wird ein noch
schnelleres Oeffnen des Ventils 66 erreicht. Es ist zu beachten, dass bei geöffnetem
Ventil 66 auch die Auslassseite der Armatur durch den Belüftungspfad 58 belüftet ist.
Beim ersten Zuführen von Frischwasser in Strömungsrichtung S wird nun der Betätigungskörper
68 sofort wieder durch die Beaufschlagung in die Betriebslage überführt, was die Schliessung
des Ventils 66 zur Folge hat.
[0029] Die Figuren 6 und 7 zeigen in einem Vertikalschnitt eine weitere Ausbildungsform
der Sicherungseinrichtung 36, die der in den Figuren 2 bis 4 gezeigten Ausbildungsform
sehr ähnlich ist. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass in der Auslassöffnung
80 ein Rückschlagventil 118 vorgesehen ist, das unter einen Rückfluss ermöglichenden
Bedingungen selbsttätig schliesst, um ein Ansaugen von Wasser durch den Auslass 52
zu verhindern. Die einander in den Figuren 6 bzw. 7 und 2 bzw. 3 entsprechenden Teile
sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden nur noch insofern beschrieben,
als dies für das Verständnis der Figuren 6 und 7 notwendig ist. Für weitere Details
wird auf die entsprechende Beschreibung zu den Figuren 2 bis 4 verwiesen.
[0030] Die Sicherungseinrichtung 36 ist von unten in die weitere Gehäuseausnehmung 38 des
oberen Gehäuseteils 16 eingesetzt und mittels einer bezüglich der Achse 38' in radialer
Richtung verlaufenden, in den oberen Gehäuseteil 16 eingeschraubten Halteschraube
120 gehalten. Die Halteschraube 120 ist an ihren dem Gehäuse 62 der Sicherungseinrichtung
36 zugewandten Endbereich kegelstumpfförmig zugespitzt und greift in eine am Gehäuse
62 umlaufend vorgesehenene Haltenut 122 ein.
[0031] Auf der der Durchlassöffnung 40 zugewandten Seite weist das im wesentlichen zur Achse
38' rotationssymmetrische Gehäuse 62 die sacklochförmige Ausnehmung 64 auf, in welcher
der Betätigungskörper 68 für das Ventil 66 vorgesehen ist. Am Boden 64' der Ausnehmung
64 ist der ringförmige Ventilsitz 70 des Ventils 66 ausgebildet, welcher die Belüftungsöffnung
72 begrenzt. Diese verläuft vom Ventilsitz 70 her zuerst in Richtung der Achse 38'
nach unten und anschliessend in radialer Richtung zur am Gehäuse 62 angeformten Umfangsnut
74, welche mit dem Belüftungskanal 54 im oberen Gehäuseteil 16 in Strömungsverbindung
steht. Das Ventil 66 trennt somit den Belüftungspfad 58 vom Strömungspfad 60 des Wassers
ab. Um den Ventilsitz 70 herum verläuft die Vertiefung 76 im Boden 64', von welcher
aus die Strömungsbohrungen 78 parallel zu Achse 38' zur Auslassöffnung 80 verlaufen.
Diese Strömungsbohrungen 78 sind kreisförmig um die Achse 38' herum angeordnet.
[0032] Das in der Auslassöffnung 80 vorgesehene Rückschlagventil 118 weist ein ringscheibenförmiges
Ventilkörperelement 124 aus gummielastischem Material auf, welches mit seinem inneren
Endbereich mittels einer Schraube 126 zwischen der oberen Wandung 80' der Auslassöffnung
80 und einer Scheibe 128 festgeklemmt ist. In radialer Richtung gesehen endet die
Scheibe 128 vor dem Einmünden der Strömungsbohrungen 78 in die Auslassöffnung 80 und
sie ist an ihrem äusseren Randbereich gegen unten abgebogen. Ausserhalb des Klemmbereiches
zwischen der oberen Wandung 80' und der Scheibe 128 wird das Ventilkörperelement 124
bei in Strömungsrichtung S fliessendem Wasser glockenförmig gegen unten verbogen,
wie dies Fig. 6 zeigt. Fliesst hingegen kein Wasser, liegt das Ventilkörperelement
124 infolge der Eigensteifigkeit an der oberen Wandung 80' an (vgl. Fig. 7). Der abgebogene
Rand der Scheibe 128 verhindert ein Verletzen des Ventilkörperelementes 124, wenn
es durch das in Strömungsrichtung S von den Strömungsbohrungen 78 ausfliessende Wasser
beaufschlagt ist. Die Schraube 126 durchdringt mit ihrem Schaft von der Belüftungsöffnung
72 her die Gehäusewandung 62'' zwischen der Belüftungsöffnung 72 und der Auslassöffnung
80, das ringförmige Ventilkörperelement 124 und die Scheibe 128 und auf ihr ist von
unten her eine Mutter 126' aufgesetzt.
[0033] In die gegen unten gerichtete Auslassöffnung 80 ist ein Anschlussflansch 130 eingeschraubt,
in welchen der diesseitige Endbereich des Rohres 42 eingesetzt und gehalten ist. Gegenüber
der Umgebung ist die Auslassöffnung 80 mittels eines O-Ringes 132 abgedichtet, welcher
in eine Hinterschneidung 134 hinter dem Gewinde 130' des Anschlussflansches 130 eingelegt
ist und umfangsseitig am Gehäuse 62 anliegt.
[0034] In der Fig. 7 ist das Rückschlagventil 118 unter einen Rückfluss ermöglichenden Bedingungen
gezeigt. Versucht Wasser entgegen der Strömungsrichtung S vom Auslass 52 her (vgl.
Fig. 1) in Richtung gegen die Speiseleitung 34 zu fliessen, wird das gummielastische
Ventilkörperelement 124 von unten her beaufschlagt, was dazu führt, dass das Ventilkörperelement
124 gegen die obere Wandung 80' gepresst wird und es dabei die Mündungen der Strömungsbohrungen
78 dicht verschliesst. Ein Zurückfliessen von Wasser entgegen der Strömungsrichtung
S wird dadurch verhindert.
[0035] Der Betätigungskörper 68 weist den unteren, im wesentlichen rotationssymmetrischen
Körperteil 84 und die darüber angeordnete, an ihm anliegende Lochscheibe 86 auf. Durch
die Lochscheibe 86 und den Körperteil 84 hindurch verlaufen miteinander fluchtende
Strömungsdurchlässe 88, die kreisförmig um die Achse 38' herum angeordnet sind und
parallel zu dieser Achse 38' verlaufen. Am Körperteil 84 ist die in Richtung gegen
unten hin offene glocken- bzw. becherförmige Höhlung 90 angeformt, in welche die Strömungsdurchlässe
88 münden. In dieser Höhlung 90 ist der mit dem Ventilsitz 70 zusammenwirkende Ventilkörper
98 vorgesehen, an welchem auf der dem Ventilsitz 70 zugewandten Seite die Dichtlippe
100 angeformt ist. Der ringförmige Ventilkörper 98 sitzt auf einem in Richtung der
Achse 38' verlaufenden Schaft 136, der mit einer Schaftschulter 136' am Körperteil
84 anliegt, diesen durchdringt und mit seinem oberen Endbereich in ein Sackloch 138
in der Lochscheibe 86 eingreift. Der Schaft 136 ist an seinem in das Sackloch 138
eingreifenden Endbereich lamellen- oder rippenförmig ausgebildet, um den Schaft 136
in der Lochscheibe 86 zu halten. In Strömungsrichtung S gesehen, der Schaftschulter
136' folgend, ist am Schaft 136 der sich konisch erweiternde Schutzschirm 102 ausgebildet,
der sich, die Flanke 102' bildend, in der Form einer Stufe verjüngt. Am unteren Endbereich
ist am Schaft eine Rippe 136'' angeformt. Zwischen dieser Rippe 136'' und der Flanke
102' ist der auf dem Schaft 136 sitzende Ventilkörper 98 verschiebefest gehalten.
[0036] Das obere Ende 62' des Gehäuses ist vom im Querschnitt U-förmigen rollmembranartigen
Dichtorgan 104 aus gummielastischem Material umgriffen, welches an seinem äusseren
Ende mittels des in die Haltenut 106 des Gehäuses 62 eingreifenden Wulstes 104' gehalten
ist. Umfangsseitig liegt der Wulst 104' am oberen Gehäuseteil 16 an. Der Wulst 104'
dichtet somit auch die Umfangsnut 74 gegen oben ab. Mit seinem inneren Endbereich
ist das Dichtorgan 104 zwischen dem Körperteil 84 und der Lochscheibe 86 eingeklemmt.
[0037] In der in der Fig. 6 gezeigten Betriebslage des Betätigungskörpers 68 liegt dieser
mit der umlaufenden Schulter 112 am Anschlag 114 des Gehäuses 62 an, wodurch sichergestellt
ist, dass die Lippe 100 definiert am Ventilsitz 70 bei geschlossenem Ventil 66 anliegt.
[0038] In der Fig. 7 ist der Betätigungskörper 68 unter einen Rückfluss ermöglichenden Bedingungen
in die Rückflusslage 68' angehoben gezeigt. In dieser Lage ist das Ventil 66 zwangsweise
geöffnet und dadurch der Strömungspfad 60 mit dem Belüftungspfad 58 verbunden. Der
Betätigungskörper 68 ist beim Hin- und Herbewegen von der Betriebslage in die Rückflusslage
und umgekehrt mittels des Gleitwulstes 116 am Gehäuse 62 leichtgängig gleitend geführt.
Ein Verkanten wird dabei auch durch das membranförmige Dichtorgan 104 verhindert.
[0039] Unter normalen Betriebsbedingungen befindet sich der Betätigungskörper 68 in der
in der Fig. 6 gezeigten Betriebslage. Das Ventil 66 ist immer und das Rückschlagventil
118 sofern kein Wasser fliesst geschlossen. Bei geöffneter Steuerpatrone 32 (vgl.
Fig. 1) fliesst das Wasser in Strömungsrichtung S entlang dem Strömungspfad 60 durch
die Strömungsdurchlässe 88 im Betätigungskörper 68 und die Strömungsbohrungen 78 unter
Offenhalten des Rückschlagventils 118 zur Auslassöffnung 80, wo es dem Rohr 42 zugeführt
wird. Das Rohr 42 leitet das Wasser zum Schlauch 44, welcher es zur Schlauchbrause
12 führt, aus welcher es beim Auslass 52 austritt. Der Belüftungspfad 58 ist durch
das geschlossene Ventil 66 vom Strömungspfad 60 abgetrennt. Tritt nun bei geöffneter
Steuerpatrone 32 in der Speiseleitung 34 ein Unterdruck auf, ist es möglich, dass
vom Auslass 52 her Wasser entgegen der Strömungsrichtung S angesaugt wird. Unter diesen
einen Rückfluss ermöglichenden Bedingungen schliesst das Rückschlagventil 118 selbsttätig,
wodurch ein Zurückfliessen von Wasser in die Speiseleitung 34 verhindert ist.
[0040] Gleichzeitig wird durch den speiseseitig anstehenden Unterdruck der Betätigungskörper
68 in die in der Fig. 7 gezeigte Rückflusslage 68' angehoben, was zum zwangsweisen
Oeffnen des Ventils 66 führt. Dadurch ist die Speiseleitung 34 durch den Belüftungspfad
58 mit der Umgebungsluft verbunden. Beim nächsten Zuführen von Frischwasser in Strömungsrichtung
S wird der Betätigungskörper 68 durch die Beaufschlagung von Wasser wieder in die
Betriebslage zurückbewegt, was ein zwangsweises Schliessen des Ventils 66 zur Folge
hat.
[0041] Es ist selbstverständlich auch denkbar, das in den Strömungspfad geschaltete, der
Einmündung des Belüftungspfades 58 in den Strömungspfad 60 in Strömungsrichtung S
nachgeschaltete Rückschlagventil 118 andersartig auszubilden. So ist insbesondere
auch ein Kugelventil denkbar.
[0042] Die Figuren 8 und 9 zeigen die in den Figuren 6 und 7 dargestellte Sicherungseinrichtung
36, wobei aber anstelle des Schutzschirms 102 ein auf dem Schaft 96 sitzendes Drosselelement
140 aus gummielastischem Material vorgesehen ist. Die Bezugszeichen in den Fig 8 und
9 entsprechen jenen in den Figuren 6 und 7; was den Aufbau und die Funktionsweise
der Sicherungseinrichtung 36 betrifft, wird deshalb auf diese Figuren und die entsprechende
Beschreibung verwiesen.
[0043] Das ringförmige Drosselelement 140 weist einen glockenähnlichen Querschnitt auf,
so dass es bei nicht in Strömungsrichtung S fliessendem Wasser am Körperteil 84 auf
der der Höhlung 90 zugewandten Seite anliegt und die Strömungsdurchlässe 88 am Körperteil
84 überdeckt (Fig. 9). Im Drosselelement 140 ist ein Durchgangsloch 142 vorgesehen,
das mit einem der Strömungsdurchlässe 88 fluchtet und einen geringeren freien Querschnitt
aufweist, als der entsprechende Strömungsdurchlass 88'. Wenn Wasser in Strömungsrichtung
S durch die Strömungsdurchlässe 88 strömt, wird das Drosselelement 140 durch die Beaufschlagung
des Wassers nach unten verformt, wie dies Fig. 8 zeigt. Dabei übernimmt es die selbe
Schutzfunktion für die Dichtlippe 100 wie der Schutzschirm 102 (Fig. 2,3,6,7).
[0044] Der Schaft 96 weist auf der bezüglich des Ventilkörpers 98 dem Körperteil 84 zugewandten
Seite eine umlaufende Halterippe 144 auf, um zwischen sich und der Rippe 136'' den
Ventilkörper 98 festzuhalten und zwischen sich und dem Körperteil 84 das Drosselelement
140 festzuklemmen. Im Bereich des Drosselelementes 140 und des Körperteils 84 ist
der Schaft 96 zylindrisch, und er ist mit seinem oberen lamellen- oder rippenartig
ausgebildeten und in das Sackloch 138 eingreifenden Endbereich in der Lochscheibe
86 gehalten.
[0045] Unter normalen Bedingungen befindet sich der Betätigungskörper 68 in der in der Fig.
8 gezeigten Betriebslage, wobei die Dichtlippe 100 am Ventilsitz 70 zum Geschlossenhalten
des Ventils 66 anliegt. Bei geöffneter Steuerpatrone 32 (Fig. 1) fliesst das Wasser
in Strömungsrichtung S durch die Sicherungseinrichtung 36, wobei das Drosselelement
140 in die in der Fig. 8 gezeigte Lage verformt und das Rückschlagventil 118 geöffnet
wird. Wird der Wasserfluss durch Schliessen der Steuerpatrone 32 unterbrochen, legt
sich das Drosselelement 140 selbsttätig an das Körperteil 84 an und das Rückschlagventil
118 schliesst.
[0046] Tritt bei offener Steuerpatrone 32 in der Speiseleitung 34 ein Unterdruck auf, schliesst
das Rückschlagventil 118, das Drosselelement 140 legt sich an das Körperteil 84 unter
Verschliessen aller Strömungsdurchlässe 88 mit Ausnahme des Strömungsdurchlasses 88'
an, und der Betätigungskörper 68 wird infolge der speiseseitigen Sogwirkung in die
Rückflusslage 68' angehoben (Fig. 2). Durch diese Bewegung des Betätigungskörpers
68 in die Rückflusslage 68' wird das Ventil 66 zwangsweise geöffnet. Infolge des bezüglich
der Querschnitte des Belüftungspfades 58 und des dem Drosselelement 140 in Strömungsrichtung
S gesehen vorgelagerten Teiles des Strömungspfades 60 kleineren Querschnitts des Durchgangsloches
142 wird die Kraft auf den Betätigungskörper 68 zum Bewegen desselben in die Rückflusslage
68' grösser als bei einer Ausbildungsform gemäss den Fig. 2 bis 7 ohne Drosselelement
140. Dadurch wird selbst bei kleineren Querschnitten des Belüftungspfades 58 und geschlossenem
Rückschlagventil 118 ein sehr schnelles Oeffnen des Ventils 66 unter einen Rückfluss
ermöglichenden Bedingungen erzielt. Der speiseseitige Unterdruck wird dann durch Zuströmen
von Luft durch den Strömungspfad und das Durchgangsloch 142 abgebaut.
[0047] Beim nächsten Zuströmen von Wasser in Strömungsrichtung S wird der Betätigungskörper
68 durch die Beaufschlagung mit Wasser wieder in die Betriebslage verbracht, was das
zwangsweise Schliessen des Ventils 66 zur Folge hat.
[0048] Die Verengung des Strömungspfades 60 durch das Drosselelement 140 hilft auch ein
Zurückfliessen von Wasser zu verhindern, falls das Rückschlagventil 118 defekt sein
sollte.
[0049] Es ist einzusehen, dass auch die in den Figuren 2 und 3 gezeigte Sicherungseinrichtung
36 mit einem entsprechenden Drosselelement ausgerüstet werden kann.
[0050] Selbstverständlich ist es auch möglich, mehrere Durchgangslöcher vorzusehen, der
Querschnitt aller Durchgangslöcher zusammen sollte aber kleiner sein als der kleinste
Strömungsquerschnitt des Belüftungspfades 58.
[0051] Das Betätigungsorgan kann selbstverständlich auch anders als in den Figuren gezeigt
ausgebildet sein. Auf jeden Fall befindet es sich im Strömungspfad und ist vom Wasser
beaufschlagt. Es könnte beispielsweise als Drosselelement oder als Widerstandsorgan
ausgebildet sein und ist mit dem Ventilkörper wirkverbunden.
1. Sicherungseinrichtung zum Verhindern des Zurückfliessens von Wasser in eine Speiseleitung
einer sanitären Armatur, die 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 aufweist, mit einem in den
Belüftungspfad geschalteten Ventil, welches unter normalen Betriebsbedingungen geschlossen
und unter einen Rückfluss ermöglichenden Bedingungen zum Belüften der Speiseleitung
geöffnet ist, gekennzeichnet durch ein von der Strömung im Strömungspfad (60) beaufschlagtes
und mit dem Ventilkörper (98) des Ventils (66) wirkverbundenes Betätigungsorgan (68),
das unter einen Rückfluss ermöglichenden Bedingungen aus einer unter normalen Betriebsbedingungen
einnehmenden Betriebslage, in welcher das Ventil (66) geschlossen gehalten ist, selbsttätig
durch die Strömung in eine Rückflusslage (68') bewegbar ist, wobei diese Bewegung
in die Rückflusslage (68') das zwangsweise Offnen des Ventils (66) zur Folge hat.
2. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsorgan
einen in und entgegen der Stömungsrichtung (S) des Wassers begrenzt hin- und her bewegbaren
Betätigungskörper (68), vorzugsweise mit Strömungsdurchlässen (88) für das Wasser
aufweist.
3. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsdurchlässe
(88) aufweisende Betätigungskörper (68) in einer Ausnehmung (64) eines Gehäuses (62)
leichtgängig verschiebbar gelagert ist, und dass ein Dichtorgan (104) zum Verhindern
des Durchströmens von Wasser zwischen dem Gehäuse (62) und dem Betätigungskörper (68)
vorgesehen ist.
4. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das vorzugsweise
aus gummielastischem Material bestehende Dichtorgan (104) rollmembranförmig ausgebildet
und einerends mit den Betätigungskörper (68) und andernends mit den Gehäuse (62) dicht
verbunden ist.
5. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper
(98) in Bewegungsrichtung des Betätigungskörpers (68) vom Ventilsitz (70) abhebbar
bzw. an diesen zur Anlage bringbar ist.
6. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskörper
(68) mit dem Ventilkörper (98) starr verbunden ist.
7. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Belüftungsöffnung
(72) im Gehäuse (62) begrenzende Ventilsitz (70) ringförmig ausgebildet ist, und der
Ventilkörper (98) eine mit dem Ventilsitz (70) zusammenwirkende Dichtlippe (100) aufweist.
8. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskörper
(68) einen im wesentlichen in Bewegungsrichtung verlaufenden Schaft (92, 136) aufweist
auf dem der Ventilkörper (98) sitzt.
9. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskörper
(68) mit einem am Gehäuse (62) ausgebildeten, die Betriebslage des Betätigungskörpers
(68) festlegenden Anschlag (114) zusammenwirkt.
10. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein in den Strömungspfad
(60) geschaltetes, der Abzweigung des Belüftungspfades (58) vom Strömungspfad (60)
in Strömungsrichtung (S) gesehen nachgelagertes, unter einen Rückfluss ermöglichenden
Bedingungen selbsttätig schliessendes Rückschlagventil (118).
11. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskörper
(68) eine in Richtung stromabwärts offene, becher- oder glockenförmige Höhlung (90)
aufweist, in welche die Strömungsdurchlässe (88) münden.
12. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper
(98) des Ventils (66) in der Höhlung (90) vorgesehen ist.
13. Sicherungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, gekennzeichnet durch ein
mit dem Betätigungsorgan (68) zusammenwirkendes, unter einen Rückfluss ermöglichenden
Bedingungen den Querschnitt des Strömungspfades (60) verengendes Drosselelement (140).