[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Sanitärvorrichtung mit einem in einem WC-Spülkasten
angeordneten Ablaufventil und einer elektrisch betätigten Betätigungsvorrichtung zum
Öffnen des Ablaufventils.
[0002] Einfache Ablaufventile für Spülkästen bestehen aus einem Ventilverschlusselement,
das mit einem im Boden des Spülkastens angeordneten Ventilsitz zusammenwirkt. Bei
diesen einfachen Ablaufventilen erfolgt das Öffnen durch eine direkt am Verschlusselement
angreifende Betätigungskraft, die mittels einer Zugstange oder Kette auf das Verschlusselement
übertragen wird.
[0003] Bei den derzeit gebräuchlichsten Ablaufventilen ist das Ventilverschlusselement als
Überlaufrohr ausgebildet, wobei der Ventilsitz an der Ablauföffnung im Boden des Spülkastens
mit einem Ringflansch am Überlaufrohr zusammenwirkt, um das Ablaufventil zu schließen.
Zum Öffnen des Ablaufventils wird das gesamte Überlaufrohr angehoben. Sobald das Ablaufventil
eine bestimmte Öffnungsstellung überschreitet, bewirkt der statische Druck der Wassersäule
ein selbsttätiges, vollständiges Öffnen des Ventils, wobei das Überlaufrohr während
des Spülvorgangs von einem Schwimmer in der geöffneten Stellung gehalten wird. Zum
Ende des Spülvorgangs sinkt das Überlaufrohr zusammen mit dem Wasserstand im Spülkasten
bis der Ringflansch am Überlaufrohr auf dem Ventilsitz aufliegt und das Ablaufventil
absperrt. Neben der gebräuchlichen mechanischen Betätigung des Überlaufrohrs beim
Öffnen des Ablaufventils sind für diese Art von Ablaufventilen auch Betätigungseinrichtungen
mit Magnetventilen bekannt.
[0004] Des Weiteren sind aus der US 4.392.260 und US 5.003.643 sanitäre Spülvorrichtungen
mit einfachen Ventilverschlusselementen bekannt, die zur Auslösung der Spülvorgänge
mit einem Elektromotor ausgestattet sind. Nach dem Auslösen des Spülvorgangs wird
bei diesen Vorrichtungen die Drehbewegung des Elektromotors über ein Getriebe und
einen Hebelarm, an dem die mit dem Ventilverschlusselement verbundene Kette angreift,
in die benötigte lineare Betätigungskraft zum Öffnen des Ablaufventils umgewandelt.
Während des Spülvorgangs ist die Drehbewegung des Motors gestoppt. Nach dem Ende des
Spülvorgangs dreht der Elektromotor in die entgegengesetzte Richtung und das Ventilverschlusselement
fällt durch die Schwerkraft in die geschlossene Endstellung zurück.
[0005] Die bekannten Ablaufventile beruhen, auch wenn sie mit einer elektrisch betätigten
Betätigungsvorrichtung zum Öffnen ausgestattet sind, auf relativ alten technischen
Konzepten unter Verwendung hydro-mechanischer Effekte und der Schwerkraft.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sanitärvorrichtung der eingangs genannten
Art bereitzustellen, die über die bisherigen technischen Konzepte hinausgeht.
[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Betätigungseinrichtung
einen Servomotor umfasst und der Servomotor zum Öffnen und Schließen des Ablaufventils
mit dem Ablaufventil mittels einer Zwangskopplung verbunden ist.
[0008] Durch die Einbindung eines Servomotors in die Betätigungseinrichtung können im Vergleich
zu herkömmlichen Elektromotoren schnelle Öffnungs- und Schließbewegungen realisiert
werden. Weiter ermöglicht die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Sanitärvorrichtung,
dass das Ablaufventil zu jeder Zeit ganz genau ansteuerbar ist, und dass neben einem
aktiven Öffnen auch ein aktives Schließen des Ablaufventils möglich ist. Eine solche
aktive sanitäre Spülvorrichtung ist auch gut für die Integration in computergestützte
Haustechnikkonzepte geeignet.
[0009] Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass das Ablaufventil ein Überlaufrohr
umfasst, und der Servomotor mit dem Überlaufrohr des Ablaufventils verbunden ist.
Hierdurch wird die benötigte Betätigungskraft zum Öffnen des mit dem Überlaufrohr
verbundenen Ventilverschlusselements reduziert, da der statische Druck der Wassersäule
das Öffnen des Ablaufventils unterstützt.
[0010] Damit die Betätigungsvorrichtung an verschiedene Einbaugegebenheiten anpassbar ist,
kann der Servomotor relativ zum Überlaufrohr lagerveränderlich anbringbar sein.
[0011] Günstigerweise kann die Zwangskopplung zum Ausgleich der lagerveränderlichen Anbringung
des Servomotors mindestens mit einer ersten Verbindungsstelle am Servomotor und mindestens
einer weiteren Verbindungsstelle am Überlaufrohr befestigt sein. Hierdurch ist eine
Einstellung der Zwangskopplung auf unterschiedliche Konstruktionen von WC-Spülkästen
und unterschiedlichen Positionen des Servomotors auf einer Montagevorrichtung oberhalb
des maximal möglichen Wasserspiegels einstellbar. Dadurch wird trotz unterschiedlicher
Konstruktionen und Positionen eine leichtgängige Betätigung des Ablaufventils sichergestellt.
[0012] Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Zwangskopplung einen in mehreren
Lagen arretierbaren Rastmechanismus aufweist. Dieser Rastmechanismus ermöglicht die
Anpassung der Zwangskopplung auf die individuelle Montagesituation und Montageabweichungen
in den einzelnen WC-Spülkästen. Auch die Wirkung des Servomotors auf das Ablaufventil
ist durch diesen in mehreren Lagen arretierbaren Rastmechanismus veränderbar. Solche
Rastmechanismen können in Form von Zahnstangen oder aneinander gereihten Rastelementen
bzw. Rastnasen realisiert werden, die in vielen Positionen arretierbar sind.
[0013] Zur einfachen Anbindung der Zwangskopplung an das Überlaufrohr kann an der mindestens
einen weiteren Verbindungsstelle zumindestens ein Verbindungselement vorgesehen sein,
das das Überlaufrohr an seinem Außenumfang umgreift. Dabei muss das Verbindungselement
den Außenumfang nicht vollständig umschließen, sondern nur soweit umfassen, dass eine
sichere Verbindung zum Überlaufrohr entsteht.
[0014] Eine zweckmäßige Ausbildung der erfindungsgemäßen Sanitärvorrichtung sieht vor, dass
über den Servomotor Zwischenstellungen zwischen einer geöffneten Endstellung und einer
geschlossenen Endstellung des Ablaufventils anfahrbar sind. Durch solche Zwischenstellungen
können bei einem Spülvorgang an einen geringeren Spülbedarf angepasste geringere Spülmengen
realisiert werden, z.B. bei lediglichem Flüssigkeitseintrag in das WC-Becken oder
um das Toilettenbecken zu befeuchten. Auch lassen sich durch Zwischenstellungen des
Ablaufventils ein geringerer Volumenstrom des Spülwassers einstellen und dadurch eine
Verlängerung bzw. Anpassung des Spülvorgangs an die jeweiligen Gegebenheiten verwirklichen.
[0015] Vorteilhafterweise kann der Servomotor mit einer programmierbaren und speichernden
Programmsteuerung verbunden sein, und durch die Programmsteuerung das Öffnen und Schließen
des Ablaufventils, sowie die Stellung des Ablaufventils und die Verweildauer in dieser
Stellung ansteuerbar sein. Hierdurch lassen sich auf den Einzelfall abgestimmte Spülvorgänge
mit unterschiedlichen Volumenströmen und Spülzeiträumen verwirklichen. Auch können,
um eine Geruchsbildung in wenig benutzten Toiletten zu vermeiden, zeitabhängige Zwischenspülungen
programmiert und ausgeführt werden. Die programmierbare Programmsteuerung ermöglicht
auch besondere Spülabläufe, die trotz eines geringeren Wassereinsatzes einen besseren
Spülerfolg ermöglichen, wie Stotter- oder Intervallspülungen.
[0016] Um mit der Sanitärvorrichtung auch eine Reinigung des Toilettenbeckens zu ermöglichen,
kann die Sanitärvorrichtung eine, insbesondere im WC-Spülkasten angeordnete, Reinigungsmitteleinheit
umfassen, über die dem WC-Spülkasten und/oder dem Ablaufventil ein Reinigungsmittel
zuführbar sein kann.
[0017] Um eine einstellbare Dosierung und Zuführung des Reinigungsmittels zu ermöglichen,
kann die Programmsteuerung das Zuführen des Reinigungsmittels steuern. Dadurch wird
auch eine weitere Steuereinheit für die Reinigungsmittelzuführung überflüssig.
[0018] Eine Variante der erfindungsgemäßen Sanitärvorrichtung sieht vor, dass die Programmsteuerung
in einem definierten Spülablauf das Öffnen und Schließen, die Stellung und Verweildauer
des Ablaufventils sowie das Zuführen des Reinigungsmittels zueinander abgestimmt steuert.
Der auf diese Weise auf die Anforderungen des Anwendungsfalls und des gewählten Spülvorgangs
angepasste Spülablauf ermöglicht durch die abgestimmte Zuführung des Reinigungsmittels
eine gute Reinigungswirkung.
[0019] Eine weitere Ausbildung sieht vor, dass von einer Bedieneinheit des Ablaufventils
zumindestens eine weitere Funktion im Sanitärbereich, insbesondere eine Notruffunktion,
die Beleuchtung oder eine Belüftung, gesteuert ist. Das Zusammenführen unterschiedlicher
Funktionen aus dem Sanitärbereich erhöht den Komfort für den Benutzer und bietet insbesondere
Behinderten oder alten Menschen eine Erleichterung. Neben einer in vielen Anwendungsfällen
wichtigen Notruftaste kann die Bedieneinheit Tasten zur Betätigung des Lichts, eines
Lüfters, einer Geruchsabsaugung, eines lonisators sowie weiterer Funktionen umfassen.
[0020] Günstigerweise kann die Bedieneinheit die Steuersignale an die Betätigungseinrichtung
durch eine Funkeinrichtung übertragen. Dies ermöglicht eine freie Positionierung der
Bedieneinheit unabhängig von der Anordnung des WC-Spülkastens. Des Weiteren ist durch
die Funkübertragung der Steuersignale keine Verkabelung notwendig, wodurch das Nachrüsten
bestehender Sanitäreinrichtungen erheblich vereinfacht wird.
[0021] Zusätzlich bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung eines Servomotors zur Betätigung
einer Betätigungseinrichtung zum Öffnen und Schließen eines Ablaufventils einer elektrisch
betätigten Sanitärspülung, wobei der Servomotor mit dem Ablaufventil durch eine Zwangskopplung
verbunden ist. Die Verwendung zeichnet sich dadurch aus, dass für die elektrisch betätigte
Sanitärspülung ein Servomotor eingesetzt ist, durch den über die Zwangskopplung das
Ablaufventil zu jedem Zeitpunkt genau angesteuert werden kann. Auch ermöglicht die
Zwangskopplung des Ablaufventils zum Servomotor schnelle, aktive Öffnungs- und Schließbewegungen.
[0022] Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand einer
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- einen Teil eines gefüllten WC-Spülkastens im Längsschnitt mit einem geschlossenen
Ablaufventil, und
- Fig. 2
- den in Fig. 1 gezeigten WC-Spülkasten mit geöffnetem Ablaufventil und erheblich abgesenktem
Wasserspiegel.
[0023] Die erfindungsgemäße Sanitärvorrichtung in Fig. 1 weist ein Ablaufventil 1 mit einer
Betätigungsvorrichtung 2 auf. Das Ablaufventil 1 ist im Bodenbereich des Spülkastengehäuses
3 angeordnet. Die Betätigungsvorrichtung 2 ist im oberen Bereich des Spülkastengehäuses
3 an einer Traverse 4 befestigt.
[0024] Das Ablaufventil 1 besteht aus einem Gehäuseoberteil 5, einem Gehäuseunterteil 6,
einem Dichtungselement 7 und einem Überlaufrohr 8. Dabei ist das Dichtungselement
7 in dem Unterteil des Spülkastengehäuses 3 angeordnet und über Stege 9 mit dem Gehäuseunterteil
6 verbunden. Das Gehäuseunterteil 6 und das Gehäuseoberteil 5 sind über ein Rastelement
10 miteinander verbunden. Das Rastelement 10 besteht aus einer Rastnase 11 auf dem
Gehäuseunterteil 6 sowie einer im Gehäuseoberteil 5 ausgebildeten Lasche 12, die eine
Rastöffnung 13 zum Eingriff für die Rastnase 11 aufweist. Das Überlaufrohr 8 ist beweglich
in dem Gehäuseoberteil 5 und dem Gehäuseunterteil 6 angeordnet, wobei es einen oberhalb
des Gehäuseoberteils 5 liegenden Bereich aufweist und sich durch das Gehäuseoberteil
5 und das Gehäuseunterteil 6 bis zum Dichtungselement 7 erstreckt. Das Dichtungselement
7 weist an seinem zum Spülkastengehäuse 3 gerichteten Teil eine Spülkastendichtung
14 auf, die zusammen mit der Anschlagschulter 15 im Anschlussstutzenbereich 16 des
Spülkastengehäuses 3 den Spülkasten nach unten hin abdichtet. Das Spülkastengehäuse
3 liegt im unteren Bereich auf einer Spülkastenhalterung 17 auf, die im Bereich des
Anschlussstutzen 16 eine Aussparung aufweist. Der mit dem Dichtungselement 7 in Verbindung
stehende untere Teil des Überlaufrohrs 8 weist einen äußeren Führungsring 18 auf,
der zwischen den Stegen 9 geführt ist, wobei durch das geringe Spiel zum Führungsring
18 die seitliche Bewegungsfreiheit des unteren Teils des Überlaufrohrs 8 einschränkt
ist. Das Ablaufventil 1 weist zwischen den Stegen 9 Öffnungen 19 zum Durchtritt des
Spülwassers auf, die nach oben von dem Gehäuseunterteil 6 und nach unten von dem Dichtungselement
7 begrenzt sind. Zwischen den Überlaufrohr 8 und dem Dichtungselement 7 ist eine Überlaufrohrdichtung
20 vorgesehen, die im geschlossenen Zustand ein Ablaufen des Spülwassers durch die
Öffnungen 19 und das Dichtungselement 7 in den Anschlussstutzen 16 verhindert.
[0025] Die Betätigungsvorrichtung 2 besteht aus einem Servomotor 21, der über eine Anschlussleitung
22 ansprechbar ist und einem an den Servomotor angeordneten Hebelarm 23, der die Bewegung
des Servomotors 21 auf eine Raststange 24 überträgt. Die Raststange 24 weist eine
im Querschnitt runde Form auf mit in regelmäßigen Abständen über die Länge der Raststange
24 angeordneten Querschnittsverengungen. Die Raststange 24 ist über das Feststellelement
25 mit dem oberen Bereich des Hebelarms 23 verbunden. Dabei ist der Rastbereich des
Feststellelement 25 als beidseitig geschlitzter Zylinder ausgebildet, wobei die geschlitzten
Bereiche in die Querschnittsverengungen der Raststange 24 eingreifen. Der Servomotor
21 ist auf einem Montagesockel 26 angeordnet, der auf einer Befestigungstraverse 4
befestigt ist, die mit dem Spülkastengehäuse 3 oder einer Abdeckung des Spülkastengehäuses
verbunden ist. Am unteren Ende der Raststage 24 ist ein seitlicher Betätigungsstift
28 angeordnet, der in ein Verbindungselement 29 eingreift, das am oberen Ende des
Überlaufrohrs 8 angeordnet ist. Das untere Ende der Raststange 24 mit dem seitlichen
Betätigungsstift 28 ist in einer Schutzhülse 30 geführt, die zum Überlaufrohr 8 hin
einen Schlitz aufweist, durch den der seitliche Betätigungsstift 28 in das Verbindungselement
29 eingreifen kann.
[0026] Der Servomotor 21 kann über die Anschlussleitung 22 mit einer in den Figuren nicht
gezeigten, optionalen Programmsteuerung verbunden sein. Die Programmsteuerung kann
dabei direkt am Servomotor 21 oder an einer beliebigen Position im Spülkasten oder
auch außerhalb des Spülkastens angeordnet sein. Eine Ansteuerung der Programmsteuerung
kann durch eine nicht im Einzelnen dargestellten Bedieneinheit erfolgen, die optional
die Steuersignale durch eine Funkeinrichtung an die Programmsteuerung überträgt.
[0027] In Fig. 2 ist neben der Überlaufrohrdichtung 20 auch die mit dieser Dichtung zusammenwirkende
Dichtfläche 31 am unteren Ende des Überlaufrohrs 8 zu sehen. Das untere Ende des Überlaufrohrs
8 unterhalb der Dichtfläche 31 ist in seiner Form auf die Innenkontur des Dichtungselements
7 abgestimmt. Dieser Bereich schließt zum Dichtungselement 7 hin mit einer weiteren
Dichtung 32 ab, die bei einem geschlossenen Ablaufventil als weitere Dichtung ein
Abfließen des Spülwassers aus dem Spülkasten verhindert.
[0028] Die an dem Dichtungselement 7 des Ablaufventils 1 angeordnete Spülkastendichtung
14 dichtet den Spülkasten zum Anschlussstutzen 16 hin ab, so dass das Spülwasser nur
über die Öffnungen 19 und das im Inneren mit einem Durchlass versehene Dichtungselement
7 in den Anschlussstutzen 16 gelangen kann. Im geschlossenen Zustand, wie in Fig.
1 gezeigt, verschließt die Überlaufrohrdichtung 20 am Dichtungselement 7 in Verbindung
mit der Dichtfläche 31 am Überlaufrohr 8 sowie die Dichtung 32 des Überlaufrohrs 8
den Durchlass im Dichtungselement 7. Das Spülwasser kann in diesem geschlossenen Endzustand
nicht in den Anschlussstutzen 16 gelangen. Der Spülkasten ist mit Spülwasser gefüllt
und die Wasserlinie 33 befindet sich auf einem hohen Niveau kurz unterhalb des oberen
Endes des Überlaufrohrs 8.
[0029] Bei einer Betätigung des Servomotors 21 wird die Drehbewegung an der Welle des Servomotors
21 durch den Hebelarm 23 in eine lineare Bewegung an der Raststange 24 umgewandelt.
Die Raststange 24 wird durch die Bewegung des Hebelarms 23 nach oben bewegt. Zusammen
mit der Raststange 24 bewegt sich auch der mit ihr verbundene seitliche Betätigungsstift
28 und über den seitlichen Betätigungsstift 28 durch den Eingriff in das Verbindungselement
29 auch das mit diesem verbundene Überlaufrohr 8. Durch die Bewegung des Überlaufrohrs
8 nach oben werden sowohl die Überlaufrohrdichtung 20 als auch die Dichtung 32 am
Überlaufrohr 8 von ihren Dichtflächen gelöst. Das Spülwasser fließt durch die Öffnungen
19 vorbei an den von den geöffneten Dichtungen 20, 32 durch den Durchlass im Dichtungselement
7 in den Anschlussstutzen 16 und von dort aus weiter in das Toilettenbecken. Der Wasserspiegel
33 im Spülkasten sinkt.
[0030] Beim Schließen des Ablaufventils 1 bewegt der Servomotor 21 die Raststange 24 und
das mit der Raststange verbundene Überlaufrohr 8 nach unten. Die Überlaufrohrdichtung
20 und die Dichtung 32 am Überlaufrohr 8 werden auf ihre Dichtflächen gedrückt und
verschließen den Durchlass im Dichtungselement 7. Der Zulauf von Spülwasser zum Anschlussstutzen
16 wird dadurch unterbrochen. Durch das Einbringen von neuem Spülwasser über das Zulaufventil
steigt der Wasserspiegel 33 im Spülkasten wieder an.
1. Sanitärvorrichtung mit einem in einem WC-Spülkasten angeordneten Ablaufventil (1)
und einer elektrisch betätigten Betätigungsvorrichtung (2) zum Öffnen des Ablaufventils
(1),
dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung einen Servomotor (21) umfasst und der Servomotor (21)
zum Öffnen und Schließen des Ablaufventils (1) mit dem Ablaufventil (1) mittels einer
Zwangskopplung verbunden ist.
2. Sanitärvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Ablaufventil (1) ein Überlaufrohr (8) umfasst und der Servomotor (21) mit dem
Überlaufrohr (8) des Ablaufventils (1) verbunden ist.
3. Sanitärvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Servomotor (21) relativ zum Überlaufrohr (8) lageveränderlich anbringbar ist.
4. Sanitärvorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Zwangskopplung zum Ausgleich der lageveränderlichen Anbringung des Servomotors
(21) mindestens einer ersten Verbindungsstelle am Servomotor (21) und mindestens einer
weiteren Verbindungsstelle am Überlaufrohr (8) befestigt ist.
5. Sanitärvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Zwangskopplung einen in mehreren Lagen arretierbaren Rastmechanismus (25) aufweist.
6. Sanitärvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass an der mindestens einen weiteren Verbindungsstelle zumindestens ein Verbindungselement
(29) vorgesehen ist, das das Überlaufrohr (8) an seinem Außenumfang umgreift.
7. Sanitärvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass über den Servomotor (21) Zwischenstellungen zwischen einer geöffneten Endstellung
und einer geschlossenen Endstellung des Ablaufventils (1) anfahrbar sind.
8. Sanitärvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass der Servomotor (21) mit einer programmierbaren und speichernden Programmsteuerung
verbunden ist, und dass durch die Programmsteuerung das Öffnen und Schließen des Ablaufventils
(1), sowie die Stellung des Ablaufventils (1) und die Verweildauer in dieser Stellung
ansteuerbar sind.
9. Sanitärvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Sanitärvorrichtung eine, insbesondere im WC-Spülkasten angeordnete, Reinigungsmitteleinheit
umfasst, über die dem WC-Spülkasten und/oder dem Ablaufventils (1) ein Reinigungsmittel
zuführbar ist.
10. Sanitärvorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass die Programmsteuerung das Zuführen des Reinigungsmittels steuert.
11. Sanitärvorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die Programmsteuerung in einem definierten Spülablauf das Öffnen und Schließen, die
Stellung und Verweildauer des Ablaufventils (1) sowie das Zuführen des Reinigungsmittels
zueinander abgestimmt steuert.
12. Sanitärvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass von einer Bedieneinheit des Ablaufventils (1) zumindestens eine weitere Funktion
im Sanitärbereich, insbesondere eine Notruffunktion, die Beleuchtung oder eine Belüftung,
gesteuert ist.
13. Sanitärvorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinheit die Steuersignale an die Betätigungseinrichtung durch eine Funkeinrichtung
überträgt.
14. Verwendung eines Servomotors (21) zur Betätigung einer Betätigungseinrichtung zum
Öffnen und Schließen eines Ablaufventils (1) einer elektrisch betätigten Sanitärspülung,
wobei der Servomotor (21) mit dem Ablaufventil (1) durch eine Zwangskopplung verbunden
ist.