Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventileinheit für einen Spülkasten nach Anspruch 1.

Aus dem Stand der Technik sind Ventil für Spülkasten bekannt geworden. Einerseits sind Füllventil für die Befüllung eines Spülkastens bekannt geworden und andererseits sind Spülventil für die Spülwasserentnahme aus einem Spülkasten bekannt geworden. Typischerweise werden Schwimmer zur Betätigung von solchen Ventilen eingesetzt.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventileinheit für den Einsatz in einem Spülkasten anzugeben, welches zwei determinierte Zustände einnehmen kann. Dies vorzugsweise unter der Massgabe einer mechanisch-hydraulischen Ansteuerung der Ventileinheit.

Diese Aufgabe löst ein Ventil nach Anspruch 1. Demgemäss umfasst eine Ventileinheit für einen Spülkasten ein Ventilgehäuse, einen im Ventilgehäuse angeordneten Wasserführungskanal mit einem Eingang und einem Ausgang, ein Steuerungselement, und ein im Wasserführungskanal angeordnetes Zuflussventil. Das Steuerungselement steht mit dem Zuflussventil derart in Wirkverbindung, dass das Zuflussventil mit dem Steuerungselement zur Betätigung angesteuert werden kann. Das Steuerungselement weist eine Steuerwippe auf, welche zwischen einer ersten stabilen Position und einer zweiten stabilen Position bewegbar ist, wobei in der ersten stabilen Position das Zuflussventil derart durch die Steuerwippe angesteuert wird, dass das Zuflussventil in einer Verschlusslage ist und wobei in der zweiten stabilen Position das Zuflussventil derart durch die Steuerwippe angesteuert wird, dass das Zuflussventil in einer Durchflusslage ist.

Die Steuerwippe nimmt zwei determinierte bzw. bestimmte Positionen ein, wobei das Zuflussventil dadurch entweder in der Verschlusslage oder in der Offenlage ist. Aufgrund der determinierten Positionen der Steuerwippe und der darüber erfolgten Ansteuerung des Zuflussventils, nimmt auch das Zuflussventil zwei determinierte bzw. bestimmte Positionen ein.

Die Ventileinheit kann entweder als Füllventil zur Befüllung eines Spülkastens oder als Spülventil zur Spülung eines Spülkastens ausgebildet sein.

Die Steuerwippe kann das Zuflussventil verschiedenartig ansteuern. Beispielsweise über eine mechanische Ansteuerung, bei welcher die Steuerwippe direkt auf das Zuflussventil wirkt, oder über eine fluidische Ansteuerung, bei welcher die Steuerwippe fluidisch auf das Zuflussventil wirkt.

Vorzugsweise steht die Steuerwippe über ein Schwenklager mit dem Ventilgehäuse in Verbindung. Die Steuerwippe ist dabei relativ zum Ventilgehäuse verschwenkbar.

In einer ersten bevorzugten Ausführungsform weist die Steuerwippe einen ersten Anschlagsbereich und einen zweiten Anschlagsbereich auf, wobei in der ersten stabilen Position der erste Anschlagsbereich mit einem am Ventilgehäuse gelagerten Gegenstück in Kontakt ist und wobei in der zweiten stabilen Position der zweite Anschlagsbereich mit einem weiteren am Ventilgehäuse gelagerten Gegenstück in Kontakt ist.

Besonders bevorzugt verfügen der erste Anschlagsbereich und der zweite Anschlagsbereich sowie das Gegenstück und das weitere Gegenstück jeweils über eine Magnetverbindung. Die durch die Magnetverbindung bereitgestellte Anziehungskraft zwischen dem ersten Anschlagsbereich und dem Gegenstück sowie dem zweiten Anschlagsbereich und dem weiteren Gegenstück die Steuerwippe in der stabilen Position hält.

Die Magnetverbindung kann durch zwei Ferromagnete oder durch einen Ferromagneten und ein entsprechend ferromagnetisches Gegenstück ausgebildet sein.

Weiter kann auch das unten genannte Steuerungsventil als weiterer Anschlagsbereich und weiteres Gegenstück dienen. In diesem Fall dient die Magnetverbindung im Wesentlichen dazu, die stabile Position zu halten.

Vorzugsweise sind die Gegenstücke einstellbar ausgebildet, derart, dass die erste stabile Position und/oder die zweite stabile Position der Steuerwippe einstellbar ist. Über die Wahl der Magnetstärke lässt sich zudem die Betätigungskraft bzw. die Schliesskraft einstellen.

In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform wirkt ein am Ventilgehäuse gelagertes Federelement auf eine an der Steuerwippe angeordnete Wirkfläche ein und die Steuerwippe weist eine erste Anschlagsfläche und eine zweite Anschlagsfläche auf. In der ersten stabilen Position drückt das Federelement die Steuerwippe mit der ersten Anschlagsfläche gegen eine erste Gegenfläche und in der zweiten stabilen Position drückt das Federelement die Steuerwippe mit der zweiten Anschlagsfläche gegen eine zweite Gegenfläche. Vorzugsweise kann das unten genannte Steuerungsventil als erste Anschlagsfläche und erstes Gegenstück dienen.

Bei der zweiten Ausführungsform wird mit Hilfe eines mechanischen Betätigungsignals die Steuerwippe in eine erste oder zweite stabile Position gedrückt. In der ersten stabilen Position drückt das Federelement die Steuerwippe gegen eine erste Gegenfläche. In der zweiten stabilen Position drückt das Federelement die Steuerwippe gegen eine zweite Gegenfläche. Idealerweise ist die Richtung der Kraft in den beiden stabilen Positionen leicht versetzt zur Schwenkachse der Steuerwippe, so dass durch den Versatz ein Drehmoment auf die Gegenstücke wirkt.

Das Federelement ist vorzugsweise eine Druckfeder oder eine Blattfeder oder ein Federblech oder eine Knickfeder oder eine Zugfeder.

Vorzugsweise weist die Ventileinheit weiterhin einen Betätigungsschwimmer auf, welcher über ein Betätigungselement mit der Steuerwippe in Verbindung steht, wobei der Betätigungsschwimmer auf die Steuerwippe einwirkt, derart, dass diese von der ersten stabilen Position in die zweite stabile Position und/oder von der zweiten stabilen Position in die erste stabile Position bewegbar ist.

Vorzugsweise ist das Betätigungselement am Betätigungsschwimmer einstellbar ausgebildet.

Das Zuflussventil weist eine Ventilkammer, eine Ventilbohrung, die einen Teil des Wasserführungskanals bildet und einen Ventilstössel auf, wobei der Ventilstössel von der Ventilkammer her in die Ventilbohrung einragt und von einer Verschlusslage in eine Durchflusslage bewegbar ist, wobei sich ein Membranelement vom Ventilstössel zur Wandung der Ventilkammer erstreckt, und die Ventilkammer in einen ersten Kammerbereich und einen zweiten Kammerbereich aufteilt. Der erste Kammerbereich ist Teil des Wasserführungskanals und die Ventilbohrung schliesst sich dem ersten Kammerbereich an. Das Membranelement weist eine Durchgangsöffnung auf, welche ein Befüllen des zweiten Kammerbereichs mit Spülwasser vom ersten Kammerbereich her erlaubt. Der zweite Kammerbereich weist ein Steuerungsventil mit einem Ventilkörper und einer Steuerbohrung auf, wobei der Ventilkörper an der Steuerwippe angeformt ist. Bei offenem Steuerungsventil ist das Membranelement mit dem Ventilstössel aufgrund des Wasserdrucks im ersten Kammerbereich von einer Verschlusslage in eine Durchflusslage in Richtung des zweiten Kammerbereichs bewegbar ist.

Vorzugsweise weist die Steuerwippe zwei beabstandet zueinander liegende Wippenarme auf, welche über mindestens ein Wippenjoch miteinander verbunden sind, wobei sich ein Teil des Ventilgehäuses zwischen die Wippenarme hinein erstreckt.

Vorzugsweise weisen die Wippenarme auf der zum Ventilgehäuse zugewandten Fläche einen Lagerabschnitt auf, welcher in einen am Ventilgehäuse ausgebildeten Lagerabschnitt eingreifen.

Eine Anordnung umfasst eine Ventileinheit nach obiger Beschreibung und einen Spülkasten, wobei der Ausgang der Ventileinheit in den Spülkasten mündet oder wobei der Ausgang der Ventileinheit in einen Sanitärartikel mündet.

Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1

eine erste Ausführungsform einer Ventileinheit in einer ersten stabilen Position nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2

die Ventileinheit nach Figur 1 in einer zweiten stabilen Position;

Fig. 3

eine zweite Ausführungsform einer Ventileinheit in einer ersten stabilen Position nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4

die Ventileinheit nach Figur 3 in einer zweiten stabilen Position;

Fig. 5

eine dritte Ausführungsform einer Ventileinheit in einer ersten stabilen Position nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6

die Ventileinheit nach Figur 5 in einer zweiten stabilen Position;

Fig. 7

eine vierte Ausführungsform einer Ventileinheit in einer ersten stabilen Position nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8

die Ventileinheit nach Figur 7 in einer zweiten stabilen Position;

Fig. 9

eine Schnittansicht eines Zuflussventils gemäss den vorhergehenden Ausführungsformen in der Verschlusslage; und

Fig. 10

die Schnittansicht nach Figur 9 mit dem Zuflussventil in der Offenlage.

In den Figuren 1 bis 8 werden vier Ausführungsformen einer erfindungsgemässen Ventileinheit 1 für einen Spülkasten gezeigt. Gleiche Teile sind jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren 9 und 10 zeigen Schnittdarstellungen, von welchen der Aufbau der Ventileinheit 1 ersichtlich ist.

Die Ventileinheit 1 kann als Füllventil zur Befüllung des Spülkastens oder als Spülventil zur Einleitung einer Spülung aus dem Spülkasten ausgebildet sein. Letzteres beispielsweise über eine Druckspülung mit einem Venturielement zur Ansaugung von Spülwasser aus dem Spülkasten.

Die Ventileinheit 1 umfasst in allen Ausführungsformen ein Ventilgehäuse 2, einen im Ventilgehäuse 2 angeordneten Wasserführungskanal 3 mit einem Eingang 4 und einem Ausgang 5, ein Steuerungselement 6 und einem Wasserführungskanal 3 angeordnetes Zuflussventil 7. Das Steuerungselement 6 steht mit dem Zuflussventil 7 in Wirkverbindung. Die Wirkverwendung ist dabei derart, dass das Zuflussventil 7 mit dem Steuerungselement 6 zur Betätigung angesteuert werden kann.

Das Steuerungselement 6 weist eine Steuerwippe 8 auf, welche zwischen einer ersten stabilen Position P1 und einer zweiten stabilen Position P2 bewegbar ist. Die erste stabile Position P1 wird jeweils in den Figuren 1, 3, 5 und 7 gezeigt und die zweite stabile Position P2 wird jeweils in den Figuren 2, 4, 6 und 8 gezeigt. In der ersten stabilen Position P1 wird das Zuflussventil 7 derart durch die Steuerwippe 8 angesteuert, dass das Zuflussventil 7 in einer Verschlusslage ist. In der zweiten stabilen Position P2 wird das Zuflussventil 7 derart durch die Steuerwippe 8 angesteuert, dass das Zuflussventil 7 in einer Durchflusslage ist.

In der gezeigten Ausführungsform wirkt die Steuerwippe 8 fluidisch auf das Zuflussventil 7. Hierfür ist ein Steuerungsventil 31 vorgesehen, welches einen Ventilkörper 32 und eine Steuerbohrung 33 aufweist. Der Ventilkörper 32 ist dabei an der Steuerwippe 8 angeformt. In der ersten stabilen Position ist das Steuerungsventil 31 geschlossen, wobei der Ventilkörper 32 die Steuerbohrung 33 verschliesst. In der zweiten stabilen Position P1 ist das Steuerungsventil 31 geöffnet, wobei der Ventilkörper 32 die Steuerbohrung 33 offen lässt. Die Funktionsweise des Steuerungsventils 31 und das Zusammenspiel mit dem Zuflussventil 7 wird im Zusammenhang mit der Figuren 9 und 10 noch genauer erläutert.

In allen Ausführungsformen steht die Steuerwippe 8 über ein Schwenklager 9 mit dem Ventilgehäuse 2 in Verbindung. Die Steuerwippe 8 weist vorzugsweise zwei beanstandet zueinander liegende Wippenarme 34 auf. Die Wippenarme 34 sind über ein Wippenjoch 35 miteinander verbunden. In den Zwischenraum zwischen den Wippenarmen 34 erstreckt sich das Ventilgehäuse 2.

In der ersten Ausführungsform gemäss den Figuren 1 und 2, weist die Steuerwippe 8 einen ersten Anschlagsbereich 10 und einen zweiten Anschlagsbereich 11 auf. In der ersten stabilen Position P1 ist der erste Anschlagsbereich 10 mit einem Ventilgehäuse 2 gelagerten Gegenstück 12 in Kontakt. In der zweiten stabilen Position P2 ist der zweite Anschlagsbereich 11 mit einem weiteren am Ventilgehäuse gelagerten Gegenstück 13 in Kontakt. Zwischen dem ersten Anschlagsbereich 10 und dem zweiten Anschlagsbereich 11 ist das Schwenklager 9 angeordnet. Der erste Anschlagsbereich 10 und das Gegenstück 12 können durch das Steuerventil 31 bereitgestellt werden und/oder durch die beiden Teile gemäss Figuren 1 und 2.

Vorzugsweise verfügen der erste Anschlagsbereich 10, der zweite Anschlagsbereich 11, das Gegenstück 12 und das weitere Gegenstück 13 jeweils über eine Magnetverbindung. Die Magnetverbindung stellt dabei eine Anziehungskraft zwischen dem ersten Anschlagsbereich 10 und dem Gegenstück 12 bzw. zwischen dem zweiten Anschlagsbereich 11 und dem Gegenstück 13 bereit.

In der gezeigten Ausführungsform ist die Position der Gegenstücke 12, 13 einstellbar ausgebildet. Beispielsweise ist es in der denkbar, dass die Gegenstücke 12, 13 über eine Gewindeverbindung am Ventilgehäuse 2 gelagert sind.

Die Figuren 3 und 4, sowie 5 und 6, sowie 7 und 8, zeigen weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Diesen Ausführungsformen ist gemeinsam, dass diese ein am Ventilgehäuse 2 gelagertes Federelement 15 aufweisen. Das Federelement 15 wirkt auf eine an der Steuerwippe 8 angeordnete Wirkfläche 16 ein. Die Steuerwippe 8 weist dabei eine erste Anschlagsfläche 17 und eine zweite Anschlagsfläche 18 auf, wobei in der ersten stabilen Position das jeweilige Federelement 15 die Steuerwippe 8 mit der ersten Anschlagsfläche 17 gegen eine erste Gegenfläche 19 drückt. In der zweiten stabilen Position drückt das jeweilige Federelement 15 die Steuerwippe 8 mit der zweiten Anschlagsfläche 18 gegen eine zweite Gegenfläche 20. In der ersten stabilen Position kann das genannte Steuerventil 31 als erste Anschlagsfläche 17 und erste Gegenfläche 19 dienen und in der zweiten stabilen Position kann das hierin beschriebene Wippenjoch als zweite Anschlagsfläche wirken.

Das Federelement 15 in der Ausführungsform gemäss den Figuren 3 und 4 ist als Blattfeder ausgebildet. Das Federelement 15 in der Ausführungsform gemäss den Figuren 5 und 6 ist als Federblech ausgebildet. Das Federelement 15 in der Ausführungsform gemäss den Figuren 7 und 8 ist als Druckfeder ausgebildet.

Bei allen gezeigten Ausführungsformen weist die Ventileinheit 1 weiterhin einen Betätigungsschwimmer 21 auf. Der Betätigungsschwimmer 21 ist über ein Betätigungselement 22 mit der Steuerwippe 8 in Verbindung. Der Betätigungsschwimmer 21 wirkt dabei derart auf die Steuerwippe 8, dass diese von der ersten stabilen Position P1 in die zweite stabile Position P2 bewegbar ist und/oder dass diese von der zweiten stabilen Position P2 in die erste stabile Position P1 bewegbar ist. In der gezeigten Ausführungsform wirkt das Betätigungselement 22 auf einen endseitigen Betätigungsabschnitt 36 an der Steuerwippe 8. Der Betätigungsschwimmer 21 wird über einen Wasserstand in einem Spülkasten, in welchem die Ventileinheit 1 eingebaut ist, angesteuert.

Anhand der Figuren 9 und 10 wird nun die Betätigung des Zuflussventils genauer erläutert. Das Zuflussventil 8 weist eine Ventilkammer 23, eine Ventilbohrung 24, die einen Teil des Wasserführungskanals 3 bildet und einen Ventilstössel 25 auf. Der Ventilstössel 25 ragt von der Ventilkammer 23 her in die Ventilbohrung 24 ein und ist von einer Verschlusslage in eine Durchflusslage bewegbar. In der Figur 9 befindet sich der Ventilstössel in der Verschlusslage und in der Figur 10 ist der Ventilstössel in der Offenlage. Ein Membranelement 26 erstreckt sich vom Ventilstössel 25 zur Wandung 27 der Ventilkammer 23. Das Membranelement 26 teilt die Ventilkammer 23 in einen ersten Kammerbereich 28 und einen zweiten Kammerbereich 29 auf. Der erste Kammerbereich 28 ist Teil des Wasserführungskanals 3 und wobei die Ventilbohrung 24 schliesst sich dem ersten Kammerbereich 28 an. Das Membranelement 26 weist eine Durchgangsöffnung 30 auf, welche ein Befüllen des zweiten Kammerbereichs 29 mit Spülwasser vom ersten Kammerbereich 28 her erlaubt. Der zweite Kammerbereich 29 weist weiter ein Steuerungsventil 31 mit einem Ventilkörper 32 und einer Steuerbohrung 33 auf. Der Ventilkörper 32 ist dabei an der Steuerwippe 8 angeformt. Bei offenem Steuerungsventil 31 ist das Membranelement 26 mit dem Ventilstössel 25 aufgrund des Wasserdrucks im ersten Kammerbereich 28 von der Verschlusslage in eine Durchflusslage in Richtung des zweiten Kammerbereichs 29 bewegbar. Sobald das der Ventilkörper 32 wieder die Steuerbohrung 33 verschliesst füllt sich der zweite Kammerbereich 29 wieder mit Spülwasser und aufgrund der grösseren Fläche des Membranelements auf Seiten des zweiten Kammerbereichs 29 wird das Membranelement 26 wieder in Richtung des ersten Kammerbereichs 28 bewegt, wodurch auch der Ventilstössel 25 wieder in Verschlusslage bewegt wird.

1 Ventil 24 Ventilbohrung 2 Ventilgehäuse 25 Ventilstössel 3 Wasserführungskanal 26 Membranelement 4 Eingang 27 Wandung 5 Ausgang 28 erster Kammerbereich 6 Steuerungselement 29 zweiter Kammerbereich 7 Zuflussventil 30 Durchgangsöffnung 8 Steuerwippe 31 Steuerungsventil 9 Schwenklager 32 Ventilkörper 10 erster Anschlagsbereich 33 Steuerbohrung 11 zweiter Anschlagsbereich 34 Wippenarm 12 Gegenstück 35 Wippenjoch 13 weiteres Gegenstück 36 Betätigungsabschnitt 14 Magnetverbindung 15 Federelement 16 Wirkfläche 17 erste Anschlagsfläche 18 zweite Anschlagsfläche 19 erste Gegenfläche 20 zweite Gegenfläche 21 Betätigungsschwimmer 22 Betätigungselement 23 Ventilkammer