[0001] Die Erfindung betrifft ein Ablaufventil für einen sanitären Spülkasten mit einem
heb- und senkbaren Ventilkörper, der in einer Schließstellung dichtend mit einem Dichtungsabschnitt
auf einem eine Ablauföffnung umgebenden Ventilsitz aufsitzt, einem elektrischen Antrieb
zum Anheben des Ventilkörpers aus der Schließstellung und einer Vorrichtung zur Kraftübertragung
einer Kraft von dem elektrischen Antrieb auf den Ventilkörper.
[0002] Des Weiteren betrifft die Erfindung einen sanitären Spülkasten, insbesondere für
ein WC oder Urinal, mit einem erfindungsgemäßen Ablaufventil.
[0003] Sanitäre Spülkästen, insbesondere WC-Spülkästen, und Ablaufventile dafür sind in
vielen Ausführungen bekannt. Sie sind meist als mechanisch betätigbare Ablaufventile
bzw. mechanisch betätigbare WC-Spülkästen ausgeführt. Zudem sind auch Ablaufventile
der eingangs genannten Art bekannt, die mit einem elektrischen Antrieb zum Anheben
des Ventilkörpers aus der Schließstellung ausgestattet sind. Solche elektrisch betätigbaren
Ablaufventile werden beispielsweise zum automatischen Spülen von Urinalen oder in
WC-Spülkästen für behindertengerechte Toiletten verwendet.
[0004] Herkömmliche Ablaufventile erfordern zur Erzielung relativ geringer Kräfte hohe Betätigungskräfte.
Daher werden mechanische Ablaufventile bei Bedarf elektrisch angetrieben. Elektrisch
betätigbare Spülkästen sind jedoch gegenüber mechanisch betätigbaren Spülkästen vergleichsweise
teuer. Es existiert eine große Kostendifferenz zum mechanisch betätigbaren Ablaufventil.
Insbesondere ist der Energieverbrauch von elektrisch betätigbaren Spülkästen relativ
hoch, was wiederum zur Folge hat, dass ein Netzteil benötigt wird oder die Nutzungsdauer
von Batterien zur Energieversorgung des elektrisch betätigbaren Ablaufventils relativ
kurz ist.
[0005] Eine weitere Herausforderung bei herkömmlichen sanitären Spülkästen und den zugehörigen
Ablaufventilen besteht darin, dass sie unter bestimmten Gegebenheiten einen starken
Spülstrom bewirken, so dass es zu einem Herausspritzen von Spülwasser aus dem WC-
oder Urinalbecken kommt oder kommen kann. Dieses Problem besteht insbesondere bei
spülrandlosen WC-Becken. Zur Beseitigung des Problems werden Spülstromdrosseln, vorzugsweise
einstellbare Spülstromdrosseln verwendet, die im Spülkasten, unten am Ventilsitz,
angeordnet oder in das am WC oder Urinal angeschlossene Spülrohr unterhalb des Ventilsitzes
des Ablaufventils eingesetzt werden. Eine variable Einstellung des Spülstroms lässt
sich nach der Ersteinstellung und Erstmontage der Spülstromdrossel durch den Installateur
nur sehr aufwendig durchführen. Die bekannte Ablaufventiltechnik ist somit aufwendig.
[0006] Davon ausgehend lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein elektrisch betätigbares
Ablaufventil für einen sanitären Spülkasten zu schaffen, welches zumindest einige
der oben genannten Nachteile des Standes der Technik beseitigt. Ebenfalls soll ein
sanitärer Spülkasten, insbesondere WC- oder Urinalspülkasten bereitgestellt werden,
der zumindest einige der oben genannten Nachteile des Standes der Technik beseitigt.
[0007] Diese Aufgabe wird durch ein Ablaufventil mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen
gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Ablaufventils sind in den
Unteransprüchen angegeben. Des Weiteren wird die Aufgabe durch einen Spülkasten mit
den in Anspruch 13 angegebenen Merkmalen gelöst.
[0008] Das erfindungsgemäße Ablaufventil ist dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische
Antrieb und die Vorrichtung zur Kraftübertragung derart ausgebildet sind, dass der
Ventilkörper in der Schließstellung mittels des elektrischen Antriebs und/oder der
Vorrichtung zur Kraftübertragung gegen den Ventilsitz gedrückt wird.
[0009] Hierdurch ist es möglich, dass ein Ablaufventil der eingangs genannten Art dahingehend
ausgeführt werden kann, dass im Spülkasten auftretende Kräfte die Bewegung des Ventilkörpers
in die Spülstellung (Offenstellung) sowie in die Schließstellung unterstützen. Die
durch den elektrischen Antrieb des erfindungsgemäßen Ablaufventils aufzubringenden
Zug- und Druckkräfte sind dementsprechend reduziert bzw. relativ gering. Die aufzubringenden
Zug- und Druckkräfte können bei dem erfindungsgemäßen Ablaufventil beispielsweise
weniger als 3 Newton betragen.
[0010] Der Antrieb des erfindungsgemäßen Ablaufventils kann den Ventilkörper somit aus der
Schließstellung anheben (anders ausgedrückt: nach oben ziehen) und umgekehrt aus einer
Offenstellung nach unten drücken (anders ausgedrückt: aktiv absenken). Vorhandene
Auftriebs- und Abtriebskräfte im Spülkasten, in den das erfindungsgemäße Ablaufventil
eingesetzt ist, unterstützen den Antrieb des Ablaufventils beim Anheben und Absenken
des Ventilkörpers.
[0011] Zudem lässt sich das erfindungsgemäße Ablaufventil konstruktiv vergleichsweise einfach
realisieren, wie nachfolgend, insbesondere anhand der beigefügten Zeichnung, noch
dargelegt wird.
[0012] Des Weiteren ermöglicht das erfindungsgemäße Ablaufventil mittels einer angepassten
Steuerung des elektrischen Antriebs eine variabel einstellbare Bewegung des Ventilkörpers
aus der Schließstellung in eine vorbestimmte Offenstellung oder in unterschiedliche
Offenstellungen. Somit lässt sich beim Spülvorgang die Größe des Strömungsdurchgangs
zwischen Ventilsitz und angehobenem Abdichtungsabschnitt des Ventilkörpers und damit
der Spülstrom (Spülflüssigkeits- bzw. Spülwasservolumenstrom) variabel einstellen.
Eine herkömmliche Spülstromdrossel, die gegebenenfalls mechanisch einstellbar ist,
kann somit entfallen.
[0013] Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Vorrichtung zur
Kraftübertragung eine Gewindespindel, eine Zahnstange, einen zahnstangenförmigen Getriebeabschnitt
oder einen Kurbeltrieb aufweist. Die Vorrichtung zur Kraftübertragung ist dabei vorzugsweise
so ausgeführt, dass sie beim Öffnen und/oder Schließen des Ablaufventils im Wesentlichen
ohne Selbsthemmung funktioniert. Hierdurch lässt sich das erfindungsgemäße Ablaufventil
mit verbesserter Energieeffizienz betätigen.
[0014] Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
dass der Ventilkörper derart ausgebildet ist, dass auf ihn, wenn er in einem Behältnis,
insbesondere sanitären Spülkasten, in eine Flüssigkeit, vorzugsweise Süßwasser getaucht
ist, eine Auftriebskraft einwirkt, die größer ist als eine gleichzeitig auf ihn einwirkende
Abtriebskraft, wobei die resultierende Kraft aus Auftriebskraft und Abtriebskraft
kleiner ist als eine Haltekraft, die der elektrische Antrieb, vorzugsweise im nicht
bestromten Zustand, und/oder die Vorrichtung zur Kraftübertragung im Stillstand halten
können/kann, ohne dass diese Haltekraft eine Bewegung des elektrischen Antriebs und/oder
der Vorrichtung zur Kraftübertragung hervorruft. Auch diese Ausgestaltung bewirkt
eine verbesserte Energieeffizienz des erfindungsgemäßen Ablaufventils.
[0015] Ein vergleichsweise geringer Energieverbrauch lässt sich bei dem erfindungsgemäßen
Ablaufventil insbesondere dann erzielen, wenn der elektrische Antrieb und/oder die
Vorrichtung zur Kraftübertragung konstruktiv derart ausgeführt werden bzw. sind, dass
die Haltekraft maximal 10 % größer, vorzugsweise maximal 5 % größer, besonders bevorzugt
maximal 3 % größer ist als die resultierende Kraft aus Auftriebskraft und Abtriebskraft.
[0016] Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung schließt sich an den
in Schließstellung auf dem Ventilsitz dichtend aufliegenden Dichtungsabschnitt unmittelbar
ein den Dichtungsabschnitt umgebender, davon radial vorstehender Körperabschnitt an,
der eine unterseitige Ventilkörperfläche definiert, auf die im bestimmungsgemäßen
Gebrauch des Ablaufventils ein Flüssigkeitsdruck nach oben gerichtet einwirkt, wobei
dieser Körperabschnitt nur um bis zu 6 mm, vorzugsweise nur um bis zu 4 mm, besonders
bevorzugt nur um bis zu 2 mm gegenüber dem Dichtungsabschnitt radial vorsteht. Hierdurch
ist die in Schließstellung des Ablaufventils gegenüber dem Ventilsitz radial vorstehende
Ventilkörperfläche, auf die im getauchten Zustand des Ablaufventils Auftriebskräfte
einwirken, relativ klein. Somit kann der vom elektrischen Antrieb, vorzugsweise im
nicht bestromten Zustand, ausgeübte Druck bzw. die ausgeübte Haltekraft ebenfalls
relativ klein sein.
[0017] Die durch den Ventilsitz und den dem Ventilsitz zugeordneten Dichtungsabschnitt definierte
Dichtfläche ist vorzugsweise relativ klein dimensioniert. Hierdurch kann die Kraft,
mit welcher der Ventilkörper in der Schließstellung mittels des elektrischen Antriebs
und/oder der Vorrichtung zur Kraftübertragung gegen den Ventilsitz gedrückt wird,
und die erforderlich ist, um eine zuverlässige Abdichtung der vom Ventilsitz umgebenden
Ablauföffnung sicherzustellen, auf einen minimalen Wert eingestellt bzw. entsprechend
klein gewählt werden. Die Größe der Dichtfläche liegt beispielsweise im Bereich von
15 bis 40 mm
2, vorzugsweise im Bereich von 20 bis 35 mm
2, besonders bevorzugt im Bereich von 25 bis 32 mm
2.
[0018] Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der elektrische
Antrieb mit einem Haltekraft-Verstärker oder Haltemoment-Verstärker versehen ist.
Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass das Ablaufventil hinsichtlich eines den
Auftrieb des getauchten Ventilkörpers verstärkenden Parameters, beispielsweise einer
Vergrößerung einer für den Auftrieb des getauchten Ventilkörpers wirksamen Ventilkörperfläche
so dimensioniert werden kann, dass sich eine relativ hohe Auftriebskraft ergibt, wobei
andererseits der Energiebedarf zum Halten des Ventilkörpers in der zuverlässig abdichtenden
Schließstellung relativ gering bleibt bzw. bleiben kann. Hierdurch lässt sich die
Energieeffizienz des erfindungsgemäßen Ablaufventils optimieren. Der Haltekraft-Verstärker
oder Haltemoment-Verstärker kann beispielsweise dergestalt ausgeführt werden, dass
der elektrische Antrieb (Motor) während der Dauer, in welcher sich der Ventilkörper
in der Schließstellung befindet und die Ablauföffnung zuverlässig abdichtet, kurzgeschlossen
wird.
[0019] Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der elektrische Antrieb des erfindungsgemäßen
Ablaufventils ein eine Motorwelle aufweisender Motor, vorzugsweise Getriebemotor.
Es liegt allerdings auch im Rahmen der Erfindung, dass der elektrische Antrieb des
erfindungsgemäßen Ablaufventils als Linearmotor ausgeführt ist. Diese Ausgestaltung
bietet in beiden Fällen den Vorteil, dass sich verschiedene Positionen des Ventilkörpers
über einen relativ großen vertikalen Stellbereich (Hubbereich) variabel einstellen
lassen.
[0020] Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
dass der elektrische Antrieb mit einer Motorsteuerung in Brückenkonfiguration versehen
oder an einer solchen Motorsteuerung angeschlossen ist. Mittels einer solchen Motorsteuerung
(Motorbrücke) lässt sich ein höheres Haltemoment erzielen als ohne. Auf diese Weise
lässt sich die Energieeffizienz des erfindungsgemäßen Ablaufventils verbessern.
[0021] Nach einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ablaufventils ist die Vorrichtung
zur Kraftübertragung als Getriebe ausgeführt und weist mindestens eine Übersetzungsstufe,
vorzugsweise Stirnradstufe auf. Die mindestens eine Übersetzungsstufe des Getriebes
ist vorzugsweise derart ausgeführt, dass das Getriebe eine kleine Übersetzung bewirkt,
also beispielsweise einen relativ kleinen Hub des Ventilkörpers pro Motordrehung.
Eine kleine Übersetzung ermöglicht, dass das Getriebe einen hohen Wirkungsgrad hat.
Das Getriebe ist vorzugsweise so ausgeführt, dass es im Wesentlichen ohne Selbsthemmung,
beispielsweise ohne erhebliche Selbsthemmung funktioniert. Eine vorteilhafte Ausgestaltung
der Vorrichtung zur Kraftübertragung sieht vor, dass das Getriebe eine Zahnstange
und mindestens eine Stirnradstufe aufweist. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung
der Vorrichtung zur Kraftübertragung sieht vor, dass das Getriebe eine Spindel und
mindestens eine Stirnradstufe aufweist. Die Spindelsteigung ist dabei vorzugsweise
relativ groß; sie kann beispielsweise ca. 15 mm oder mehr betragen.
[0022] Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ablaufventils sieht
vor, dass die Vorrichtung zur Kraftübertragung bzw. das Getriebe in einer vor Verschmutzung
schützenden Hülle oder Kapselung angeordnet ist. Die Hülle oder Kapselung ist dabei
vorzugsweise flexibel ausgebildet. Hierzu kann die Hülle oder Kapselung beispielsweise
federbalgähnliche Wandungsabschnitte oder teleskopartig ineinander schiebbare Wandungsabschnitte
aufweisen.
[0023] Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
dass der Ventilkörper eine Rohrhüllfläche oder vertikale Längsachse definiert, wobei
der elektrische Antrieb im Wesentlichen axial fluchtend zu der Rohrhüllfläche oder
Längsachse des Ventilkörpers angeordnet ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine sehr
kompakte, d. h. platzsparende Ausführung des erfindungsgemäßen Ablaufventils. So kann
nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung der elektrische Antrieb mit dem
Ventilkörper als Baueinheit kombiniert sein. Der Ventilkörper ist dabei beispielsweise
unmittelbar mit der Vorrichtung zur Kraftübertragung in Form eines Getriebes und/oder
mit dem elektrischen Antrieb beweglich verbunden bzw. gekoppelt. Vorzugsweise sind
Ventilkörper, Getriebe und/oder elektrischer Antrieb dabei relativ zueinander im Wesentlichen
spielfrei miteinander verbunden bzw. gekoppelt. Die bewegliche Verbindung zwischen
Ventilkörper und Antrieb bzw. zwischen Ventilkörper und Vorrichtung zur Kraftübertragung
(Getriebe) ist vorzugsweise in Form eines Dreh- oder Schwenklagers ausgeführt.
[0024] Der elektrische Antrieb und/oder die Vorrichtung zur Kraftübertragung sind mit dem
Ventilkörper vorzugsweise hebellos, also ohne eine Hebelmechanik, gekoppelt.
[0025] Nach einer weiteren Ausgestaltung ist der elektrische Antrieb an einer Halterung
gelagert, die an einer Spülkastenwandung innenseitig befestigbar, vorzugsweise lösbar
befestigbar ist. Hierdurch lässt sich auf kostengünstige Weise eine stabile Lagerung
des Antriebes erzielen. Die Befestigung der Halterung an der betreffenden Spülkastenwandung
kann beispielsweise mittels Schrauben oder an der Wandung und der Halterung ausgebildeten
Rastelementen ausgeführt werden.
[0026] Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Ventilkörper
an seiner Außenseite mit mindestens einer Kammer zur Aufnahme von Wasser versehen
ist, wobei die Kammer an ihrem oberen Ende mindestens eine Belüftungsöffnung aufweist
und nach unten mit vertikalem Abstand oberhalb des Dichtungsabschnitts endet, und
wobei die Kammer an ihrem unteren Ende mindestens eine als Drossel wirkende Öffnung
aufweist, die sicherstellt, dass bei geöffnetem Ablaufventil ein vom Wasser in der
Kammer definierter Wasserspiegel langsamer sinkt als ein vom Wasser im Spülkasten
definierter Wasserspiegel. Diese Ausgestaltung bewirkt einen Servoantrieb im Sinne
einer Reduzierung der zum Absenken des Ventilkörpers vom elektrischen Antrieb aufzubringenden
Kräfte. Hierdurch wird eine enorme Erhöhung der Energieeffizienz des elektrischen
Antriebs des Ablaufventils erzielt.
[0027] Der Ventilkörper des erfindungsgemäßen Ablaufventils ist vorzugsweise in Form eines
Überlaufrohres ausgebildet und mit einer dem Ventilsitz zugeordneten Dichtung versehen,
die beispielsweise aus Gummi oder Elastomer hergestellt ist.
[0028] Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Dichtung
einen Abschnitt auf, der in Form eines Ringsegments einer Hohlkugel oder einer konischen
Rohrtülle ausgebildet ist, wobei dieser Abschnitt zumindest teilweise den Dichtungsabschnitt
definiert. Diese Ausgestaltung ermöglicht nicht nur eine zuverlässige Abdichtung der
Ablauföffnung in der Schließstellung des Ventilkörpers, sie verbessert auch den Auftrieb
des Ventilkörpers beim Öffnen des Ablaufventils.
[0029] Alternativ ist es allerdings auch möglich, dass die dem Ventilkörper des erfindungsgemäßen
Ablaufventils zugeordnete Dichtung ringscheibenförmig ausgebildet ist. Eine solche
Dichtung lässt sich vergleichsweise kostengünstig herstellen.
[0030] Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der elektrische
Antrieb des Ablaufventils für einen Batteriebetrieb ausgebildet, wobei ein Batteriegehäuse
oder Batteriegehäuseteil über ein Stromversorgungskabel mit dem elektrischen Antrieb
elektrisch verbunden ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht die Verwendung des erfindungsgemäßen
Ablaufventils unabhängig davon, ob in einem betreffenden Gebäuderaum, beispielsweise
einem Toilettenraum, eine elektrische Stromleitung zur Verfügung steht oder nicht.
Das erfindungsgemäße Ablaufventil lässt sich damit in Spülkästen, die ohne eigene
Stromleitung installiert werden oder wurden, kostengünstig verwenden bzw. nachrüsten.
[0031] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf einen sanitären Spülkasten, insbesondere
für ein WC oder Urinal, der mit einem erfindungsgemäßen Ablaufventil ausgerüstet ist,
wobei das Ablaufventil mindestens eine der oben beschriebenen Ausgestaltungen aufweisen
kann. Der so ausgerüstete Spülkasten zeichnet sich durch die oben in Bezug auf das
erfindungsgemäße Ablaufventil bzw. dessen Ausgestaltungen angegebenen Vorteile aus.
[0032] Der Ventilsitz, auf dem der Ventilkörper in seiner Schließstellung aufsitzt, kann
integrierter Bestandteil des Spülkastens sein oder auf einem in eine Bodenöffnung
des Spülkastens flüssigkeitsdicht eingefassten Ablaufstutzen ausgebildet sein. Vorzugsweise
ist der Ventilsitz jedoch auf einem Einsteckstutzen ausgebildet, der in einen am Boden
des Spülkastens angebrachten oder ausgebildeten Ablaufstutzen einsteckbar ist. Der
Ablaufstutzen oder der Einsteckstutzen ist dabei vorzugsweise mit einer Führung für
den heb- und senkbaren Ventilkörper versehen, wobei die Führung über einen oder mehrere
vertikale Abstandshalter mit dem Ablaufstutzen oder Einsteckstutzen verbunden und
auf diesem abgestützt ist.
[0033] Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung
näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- ein erfindungsgemäßes Ablaufventil für einen sanitären Spülkasten, verkürzt, mit quer
verlaufenden Bruchkanten, in einer perspektivischen Darstellung;
- Fig. 2a
- das Ablaufventil der Fig. 1 in Vertikalschnittansicht entlang der Schnittlinie II-II
in Fig. 1, wobei sich der Ventilkörper in Schließstellung befindet;
- Fig. 2b
- das Ablaufventil der Fig. 1 in Vertikalschnittansicht entlang der Schnittlinie II-II
in Fig. 1, wobei sich hier der Ventilkörper in angehobener Stellung (Offenstellung)
befindet;
- Fig. 3a
- ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ablaufventils, das hier nur
teilweise in vertikaler Schnittdarstellung gezeigt ist, wobei der Ventilkörper und
der Ventilsitz mit Ventilkörperführung in einem ebenfalls nur teilweise in vertikaler
Schnittdarstellung gezeigten Spülkasten montiert sind und sich der Ventilkörper in
Schließstellung befindet; und
- Fig. 3b
- das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3a, wobei sich hier der Ventilkörper in angehobener
Stellung (Offenstellung) befindet.
[0034] Die Figuren 1 bis 2b zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Ablaufventils 1, das zur Verwendung in einem sanitären Spülkasten bestimmt ist (vgl.
dazu auch Fig. 3a). Bei dem in den Figuren 1 bis 2b nicht dargestellten Spülkasten
kann sich beispielsweise um einen Spülkasten für ein WC oder Urinal handeln.
[0035] Das Ablaufventil 1 hat einen heb- und senkbaren Ventilkörper 2, der in einer Schließstellung
dichtend mit einem Dichtungsabschnitt 3.1 auf einem eine Ablauföffnung 4 umgebenden
Ventilsitz 5 aufsitzt (vgl. Fig. 2a). Der Ventilkörper 2 ist als Überlaufrohr ausgeführt
und mit einer dem Ventilsitz 5 zugeordneten Dichtung 3 versehen, die beispielsweise
aus Gummi oder Elastomer hergestellt ist. Die Dichtung 3 weist einen Abschnitt 3.2
auf, der in Form eines Ringsegments einer Hohlkugel oder einer konischen Rohrtülle
ausgebildet ist.
[0036] Der Ventilsitz 5 ist auf einem Einsteckstutzen 6 ausgebildet, der in einen am Boden
des Spülkastens 7 angebrachten oder ausgebildeten Ablaufstutzen 8 einsteckbar ist.
Der Einsteckstutzen 6 ist dabei mit einer Führung 6.1 für den heb- und senkbaren Ventilkörper
2 versehen, wobei die Führung 6.1 über mehrere vertikale Abstandshalter 6.2 mit dem
Einsteckstutzen 6 verbunden und auf diesem abgestützt ist.
[0037] Des Weiteren umfasst das Ablaufventil 1 einen elektrischen Antrieb 9 zum Anheben
des Ventilkörpers 2 aus der Schließstellung und eine Vorrichtung 10 zur Kraftübertragung
bzw. Übersetzung einer Kraft von dem elektrischen Antrieb 9 auf den Ventilkörper 2.
[0038] Der elektrische Antrieb 9 ist beispielsweise in Form eines eine Motorwelle 9.1 aufweisenden
Elektromotors ausgeführt, während die Vorrichtung 10 zur Kraftübertragung beispielsweise
in Form eines Spindelgetriebes ausgeführt ist. Insbesondere in den Figuren 2a und
2b ist zu erkennen, dass der Ventilkörper 2 eine Rohrhüllfläche 2.1 oder vertikale
Längsachse 2.2 definiert, wobei der Motor mit der Motorwelle 9.1 im Wesentlichen axial
fluchtend zu der Rohrhüllfläche 2.1 oder Längsachse 2.2 des Ventilkörpers 2 angeordnet
ist (vgl. Fig. 2b).
[0039] Der elektrische Antrieb 9 und die Vorrichtung 10 zur Kraftübertragung sind beispielsweise
in einem zylindrischen Gehäuse 11 angeordnet, das mindestens zwei längliche, vertikal
und parallel zueinander verlaufende Durchgangsöffnungen 12 zur Aufnahme und Hindurchführung
von mit dem Ventilkörper 2 verbundenen horizontalen Achszapfen 10.1 aufweist. Die
Achszapfen 10.1 fluchten miteinander und definieren eine gemeinsame Achse, vorzugsweise
Drehachse. Sie sind mit einer vertikalen Spindelhülse 10.2 verbunden, welche die Gewindespindel
10.3 des Spindelgetriebes umgibt und mit dieser in Eingriff steht. Die Spindelhülse
10.2 und die daran angeordneten Achszapfen definieren einen kreuzförmigen Körper.
Die beiden länglichen, zueinander parallelen Durchgangsöffnungen des zylindrischen
Gehäuses 11 führen die Achszapfen 10.1 mit geringem Spiel und die damit verbundene
Spindelhülse 10.2 beim Heben und Senken des Ventilkörpers 2 (vgl. Fig. 2a und 2b).
[0040] Das zylindrische Gehäuse 11 ist an seinem unteren Ende mit einem kappen- oder deckelförmigen
Gehäuseboden (Verschluss) 13 verschlossen, der eine vertikale Bohrung 13.1 zur Drehlagerung
der Gewindespindel 10.3 aufweist. Das Gehäuse 11 ist in einer das Getriebe und den
Motor vor Verschmutzung schützenden Kapselung 14 angeordnet. Die Kapselung 14 ist
flexibel ausgebildet. Sie weist einen oberen federbalgähnlichen Wandungsabschnitt
14.1 und einen unteren federbalgähnlichen Wandungsabschnitt 14.2 auf, die über einen
zylindrischen Wandungsabschnitt 14.3 miteinander verbunden sind (Fig. 1). Der zylindrische
Wandungsabschnitt 14.3 weist miteinander fluchtende Durchgangsöffnungen 14.4 auf,
in die Lager- oder Überwurfhülsen 15 zur Aufnahme der entgegengesetzt gerichteten
Enden der Achszapfen 10.1 flüssigkeitsdicht eingesetzt sind.
[0041] An seinem oberen Ende weist der als Überlaufrohr ausgebildete Ventilkörper 2 vertikal
vorstehende Laschen oder Schenkel 2.4 auf, die eine Gelenkgabel definieren. Die Laschen
oder Schenkel 2.4 der Gelenkgabel weisen Durchgangsöffnungen auf, an denen mit den
Achszapfen 10.1 verbundene Bolzen 18 drehbar gelagert sind. Das zylindrische Gehäuse
11 erstreckt sich mit seinem unteren Ende, insbesondere mit dem Gehäuseboden 13 in
die Einlauföffnung 2.5 des rohrförmigen Ventilkörpers 2. Der Gehäuseboden 13 ist mit
dem unteren Stirnende des unteren federbalgähnlichen Wandungsabschnitts 14.2 der Kapselung
14 flüssigkeitsdicht verbunden.
[0042] An seinem oberen Ende weist das Gehäuse 11 außenseitig einen umlaufenden Bund oder
Flansch 11.1 auf, der mit dem oberen Stirnende des oberen federbalgähnlichen Wandungsabschnitts
14.1 der Kapselung 14 flüssigkeitsdicht verbunden ist. Des Weiteren sind das Gehäuse
11 und die Kapselung 14 dergestalt ausgeführt, dass das Gehäuse 11 die Kapselung 14
nach oben hin überragt. An dem die Kapselung 14 vertikal überragenden Abschnitt 11.2
des Gehäuses 11 ist eine Halterung 16 befestigt, die insbesondere der Lagerung des
elektrischen Antriebes 9 dient. Die Halterung 16 kann an einer Wandung 7.1 des Spülkastens
7 innenseitig lösbar befestigt werden. Sie weist hierzu beispielsweise einen Anlagesockel
16.1 mit Befestigungsbohrungen 16.2 auf. An dem Anlagesockel 16.1 ist ein Arm oder
Ausleger 16.3 angeformt, der an seinem freikragenden Ende eine Fassung 16.4 zur formschlüssigen
Befestigung des den Motor umgebenden Gehäuses 11 aufweist. Durch das an der Halterung
16 befestigte Gehäuse 11 sind mittelbar auch das Spindelgetriebe und der Ventilkörper
2 an der Halterung 16 gelagert.
[0043] Der Ventilkörper 2 ist derart ausgebildet, dass auf ihn, wenn er in einem Spülkasten
7 oder einem anderen Behältnis in eine Flüssigkeit, beispielsweise Süßwasser getaucht
ist, eine Auftriebskraft einwirkt, die größer ist als eine gleichzeitig auf ihn einwirkende
Abtriebskraft, wobei die resultierende Kraft aus Auftriebskraft und Abtriebskraft
kleiner ist als eine Haltekraft, die der Elektromotor (elektrische Antrieb) im nicht
bestromten Zustand im Stillstand halten kann, ohne dass diese Haltekraft eine Bewegung
des Motors hervorruft. Anders ausgedrückt ist die Haltekraft größer als die Kraft,
die sich als resultierende Kraft aus der Auftriebskraft und der auf die Dichtung 3
einwirkenden Anpresskraft ergibt.
[0044] Der elektrische Antrieb 9 des Ablaufventils 1 ist vorzugsweise für einen Batteriebetrieb
ausgebildet, wobei ein Batteriegehäuse oder Batteriegehäuseteil (nicht gezeigt) über
ein Stromversorgungskabel mit dem elektrischen Antrieb 9 elektrisch verbunden ist.
Die Aktivierung des elektrischen Antriebs 9 und damit das Öffnen des Ablaufventils
1 kann beispielsweise mittels einer Betätigungsplatte (nicht gezeigt) erfolgen, die
einen Schalter oder Taster zum Einschalten des elektrischen Antriebs 9 aufweist.
[0045] Das in den Fig. 3a und 3b schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Ablaufventils 1' unterscheidet sich von dem in den Figuren 1 bis 2b gezeigten Ausführungsbeispiel
dadurch, dass der Ventilkörper 2 außenseitig mit einer oder mehreren Kammern 2.6 zur
Aufnahme von Wasser versehen ist. Die Kammern 2.6 haben an ihrem oberen Ende jeweils
mindestens eine Belüftungsöffnung 2.7 und am unteren Ende eine oder mehrere kleine
Öffnungen 2.8, so dass sich die Kammern 2.6 beim Füllen des Spülkastens 7 mit Wasser
ebenfalls mit Wasser füllen. Die Kammern 2.6 enden nach unten mit vertikalem Abstand
oberhalb des Dichtungsabschnitts 3.1 des Ventilkörpers 1' bzw. oberhalb der mit dem
Einsteckstutzen 6 über die Abstandshalter 6.2 verbundenen Führung 6.1.
[0046] Der elektrische Antrieb 9 und die Vorrichtung zur Kraftübertragung (Getriebe) 10
vom elektrischen Antrieb 9 auf den Ventilkörper 2 sind in den Figuren 3a und 3b nicht
gezeigt. Insoweit ist das Ablaufventil 1' der Figuren 3a und 3b entsprechend dem in
den Figuren 1 bis 2b gezeigten Ausführungsbeispiel ausgeführt, so dass zur Vermeidung
unnötiger Wiederholungen auf die obige Beschreibung der Figuren 1 bis 2b verwiesen
wird.
[0047] Beim Spülvorgang, d. h. wenn der Ventilkörper 2 mittels des elektrischen Antriebs
9 in eine Offenstellung angehoben wurde (Fig. 3b), wirken die kleinen Öffnungen 2.8
der Kammern 2.6 als Drossel, die sicherstellt, dass bei geöffnetem Ablaufventil 1'
ein vom Wasser in der jeweiligen Kammer 2.6 definierter Wasserspiegel 2.9 langsamer
sinkt als ein vom Wasser im Spülkasten 7 definierter Wasserspiegel 7.3. Das in den
Kammern 2.6 über dem Wasserspiegel 7.3 im Spülkasten 7 anstehende Wasser 2.10 erzeugt
eine zusätzliche Gewichtskraft, welche die Bewegung des Ventilkörpers 2 in die Schließstellung
unterstützt. Die Kammern 2.6 können auch als Servo-Hebeglocke bezeichnet werden.
[0048] Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf die in Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt. Vielmehr sind zahlreiche Varianten denkbar, die auch bei einer von den
gezeigten Beispielen abweichenden Gestaltung von der oben allgemein beschriebenen
und in den Ansprüchen definierten Erfindung Gebrauch machen. So liegt es beispielsweise
auch im Rahmen der Erfindung, die am unteren Ende des Ventilkörpers 2 angeordnete
Dichtung anders als in der Zeichnung dargestellt auszuführen, indem die Dichtung 3
beispielsweise in Form einer flachen, ringscheibenförmigen Dichtung ausgebildet wird.
1. Ablaufventil (1, 1') für einen sanitären Spülkasten mit
einem heb- und senkbaren Ventilkörper (2), der in einer Schließstellung dichtend mit
einem Dichtungsabschnitt (3.1)auf einem eine Ablauföffnung umgebenden Ventilsitz (5)
aufsitzt,
einem elektrischen Antrieb (9) zum Anheben des Ventilkörpers (2) aus der Schließstellung
und
einer Vorrichtung (10) zur Kraftübertragung einer Kraft von dem elektrischen Antrieb
(9) auf den Ventilkörper (2),
dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb (9) und die Vorrichtung (10) zur Kraftübertragung derart
ausgebildet sind, dass der Ventilkörper (2) in der Schließstellung mittels des elektrischen
Antriebs (9) und/oder der Vorrichtung (10) zur Kraftübertragung gegen den Ventilsitz
(5) gedrückt wird.
2. Ablaufventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) zur Kraftübertragung eine Gewindespindel (10.3), eine Zahnstange,
einen zahnstangenförmigen Getriebeabschnitt oder einen Kurbeltrieb aufweist.
3. Ablaufventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (2) derart ausgebildet ist, dass auf ihn, wenn er in einem Behältnis,
insbesondere sanitären Spülkasten (7), in eine Flüssigkeit, vorzugsweise Süßwasser
getaucht ist, eine Auftriebskraft einwirkt, die größer ist als eine gleichzeitig auf
ihn einwirkende Abtriebskraft, wobei die resultierende Kraft aus Auftriebskraft und
Abtriebskraft kleiner ist als eine Haltekraft, die der elektrische Antrieb (9), vorzugsweise
im nicht bestromten Zustand, und/oder die Vorrichtung (10) zur Kraftübertragung im
Stillstand halten können/kann, ohne dass diese Haltekraft eine Bewegung des elektrischen
Antriebs (9) und/oder der Vorrichtung (10) zur Kraftübertragung hervorruft.
4. Ablaufventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich an den in Schließstellung auf dem Ventilsitz (5) dichtend aufliegenden Dichtungsabschnitt
(3.1) unmittelbar ein den Dichtungsabschnitt (3.1) umgebender, davon radial vorstehender
Körperabschnitt anschließt, der eine unterseitige Ventilkörperfläche definiert, auf
die im bestimmungsgemäßen Gebrauch des Ablaufventils (1, 1') ein Flüssigkeitsdruck
nach oben gerichtet einwirkt, wobei dieser Körperabschnitt nur um bis zu 6 mm, vorzugsweise
nur um bis zu 4 mm, besonders bevorzugt nur um bis zu 2 mm gegenüber dem Dichtungsabschnitt
(3.1) radial vorsteht.
5. Ablaufventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb (9) mit einem Haltekraft-Verstärker oder Haltemoment-Verstärker
versehen ist.
6. Ablaufventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb (9) ein eine Motorwelle (9.1) aufweisender Motor, vorzugsweise
Getriebemotor ist.
7. Ablaufventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb (9) mit einer Motorsteuerung in Brückenkonfiguration versehen
oder an einer solchen Motorsteuerung angeschlossen ist.
8. Ablaufventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) zur Kraftübertragung als Getriebe ausgeführt ist und mindestens
eine Übersetzungsstufe, vorzugsweise Stirnradstufe aufweist.
9. Ablaufventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (2) an seiner Außenseite mit mindestens einer Kammer (2.6) zur Aufnahme
von Wasser versehen ist, wobei die Kammer (2.6) an ihrem oberen Ende mindestens eine
Belüftungsöffnung (2.7) aufweist und nach unten mit vertikalem Abstand oberhalb des
Dichtungsabschnitts endet, und wobei die Kammer (2.6) an ihrem unteren Ende mindestens
eine als Drossel wirkende Öffnung (2.8) aufweist, die sicherstellt, dass bei geöffnetem
Ablaufventil (1') ein vom Wasser in der Kammer (2.6) definierter Wasserspiegel (2.9)
langsamer sinkt als ein vom Wasser im Spülkasten (7) definierter Wasserspiegel (7.3).
10. Ablaufventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (2) in Form eines Überlaufrohres ausgebildet und mit einer dem Ventilsitz
zugeordneten Dichtung (3) versehen ist, die vorzugsweise aus Gummi oder Elastomer
hergestellt ist, wobei die Dichtung (3) einen Abschnitt (3.2) aufweist, der in Form
eines Ringsegments einer Hohlkugel oder einer konischen Rohrtülle ausgebildet ist,
und wobei dieser Abschnitt (3.2) zumindest teilweise den Dichtungsabschnitt (3.1)
definiert.
11. Ablaufventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (2) eine Rohrhüllfläche (2.1) oder vertikale Längsachse (2.2) definiert,
wobei der elektrische Antrieb (9) im Wesentlichen axial fluchtend zu der Rohrhüllfläche
(2.1) oder Längsachse (2.2) des Ventilkörpers (2) angeordnet ist.
12. Ablaufventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb (9) an einer Halterung (16) gelagert ist, die an einer Spülkastenwandung
(7.1) innenseitig befestigbar, vorzugsweise lösbar befestigbar ist.
13. Sanitärer Spülkasten (7), insbesondere für ein WC oder Urinal, mit einem Ablaufventil
(1, 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 12.