Füllventil

Die Erfindung betrifft ein Füllventil zum Befüllen eines Spülkastens mit einer Flüssigkeit, insbesondere mit Wasser, wobei das Füllventil einen Zulauf mit einer einen

Durchflussregler aufweisenden Drosselvorrichtung zur

Druckverminderung der in Strömungsrichtung einströmenden Flüssigkeit aufweist.

Ein Problem bei derartigen Füllventilen ist, dass das

Einströmen der Flüssigkeit durch die Drosselvorrichtung in das Füllventil mit einer leicht als störend empfundenen Geräuschentwicklung verbunden ist.

Ein gattungsgemäßes, komplex aufgebautes Füllventil mit Durchflussregler wird in der EP 1 862 604 A2 beschrieben.

Eine Aufgabe der Erfindung ist, ein gattungsgemäßes

Füllventil bereitzustellen, bei dem die Strömungsgeräusche beim Befüllen weiter reduziert sind.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die

Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte

Weiterbildungen werden in den Unteransprüchen beschrieben. Die gestellte Aufgabe wird bereits dadurch gelöst, dass der Durchflussregler als Volumenstromregelung zum Erhalt einer Volumenstromkonstanz in Abhängigkeit von dem Fließdruck der Flüssigkeit am Zulauf ausgebildet ist. Die Geräuschentwicklung beim Befüllen des Wasserkastens durch das Füllventil hängt unter anderem von dem

Volumenstrom sowie von dessen Änderungen ab. Es ist beim Befüllen des Wasserkastens üblicherweise eine starke

Abhängigkeit des Volumenstroms und damit der Füllzeit von dem anliegenden Fließdruck zu beobachten. Ferner ändert sich die Geräuschentwicklung mit der Änderung des Volumenstromes. Abgesehen davon, dass sich mit Erhöhung des Volumenstromes auch dessen Fließgeräusche verstärken, können auch

allgemein, da Änderungen stärker ins Bewusstsein dringen, Änderungen der Geräuschentwicklung leicht als entsprechend störend empfunden werden. Je geringer die Abweichungen der Volumenstromkonstanz bei sich änderndem Fließdruck sind, desto geringer ist die als störend empfundene

Geräuschentwicklung. Bei bekannten Drosseln steigt der

Volumenstrom mit Vergrößerung des Drucks an. Bei der

erfindungsgemäßen Drossel hingegen treten infolge der

Volumenstromkonstanz auch bei höherem Drücken keine erhöhten Fließgeräusche auf.

Die Volumenstromkonstanz kann jeweils so aufgefasst werden, dass der Volumenstrom in etwa konstant bleibt und somit Abweichungen nach oben und/oder nach unten aufweisen kann. Diese Abweichungen können in einem Rahmen von bis zu +25%, vorzugsweise von bis zu ±15% und idealerweise von wenigen Prozentpunkten, wie bis zu ±10%, eines Mittelwerts liegen. Der Fließdruck, auch dynamischer bzw. hydrodynamischer Druck genannt, ergibt sich aus der Differenz des Gesamtdruckes und des Druckverlustes infolge eines Strömens der Flüssigkeit in einer Leitung.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des Füllventils ist vorgesehen, dass die Volumenstromregelung einen sich über den Strömungsquerschnitt des Zulaufs erstreckenden Träger mit zumindest einer Primäröffnung aufweist. Die

Primäröffnung kann in Abhängigkeit des Fließdruckes bzw. des Gesamtdrucks der Flüssigkeit mit Erhöhung des Drucks

fortschreitend dichtend überdeckbar bzw. mit Erniedrigung desselben fortschreitend freigebbar angeordnet sein. Der Strömungsquerschnitt der Primäröffnung kann kleiner als der des Zuflusses ausgebildet sein, welches im Sinne einer

Drossel eine Druckminderung der Flüssigkeit an der

Primäröffnung hervorruft. Vorzugsweise ist zur

Volumenstromregelung der Primäröffnung eine Membran

vorgeschaltet. Sie ist in Strömungsrichtung vor der

Primäröffnung angeordnet. Diese Konstruktion mit Träger ermöglicht eine einfache Konstruktion der

Volumenstromregelung .

Vorteilhaft einfach kann der Träger einstückig

beispielsweise als Spritzgussteil, insbesondere als

Kunststoffspritzgussteil ausgebildet sein.

Wird der Fließdruck eingangsseitig erhöht, so erfolgt eine fortschreitende Überdeckung der Primäröffnung, welches eine Verminderung des strömungswirksamen Strömungsquerschnittes der Primäröffnung und damit eine Erhöhung der

Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit an den Primäröffnungen und zugleich eine weitere Druckminderung in der Flüssigkeit bewirkt. Diese Überdeckung kann vorteilhaft dichtend erfolgen. Wird das Füllventil geschlossen, so findet ein Druckausgleich zwischen den Räumen in Strömungsrichtung vor und hinter der Primäröffnung statt, wodurch dieselbe wieder freigegeben wird. Hierzu kann die Überdeckung zur

Überdeckung der Primäröffnung in Strömungsrichtung durch den Druck unter Aufbau einer Rückstellkraft gegen die

Primäröffnung geführt werden. Mit dem Druckausgleich kann die Überdeckung unter Abbau der Rückstellkraft in ihre

Ausgangsposition zurückgebracht, insbesondere zurückgeführt werden. Es kann die vom Fließdruck abhängige Regelung des Volumenstromes automatisch und selbst geregelt erfolgen.

Die Membran kann flexibel ausgebildet sein. Vorteilhaft wegen einer leichten Biegsamkeit und Flexibilität kann die Membran unbelastet als Scheibe, insbesondere als

Kreisscheibe ausgebildet sein. Sie kann einstückig

beispielsweise aus einem Butadien-Kautschuk gefertigt sein. Es kann in einer Weiterbildung des Füllventils vorgesehen sein, dass die Membran unter Erhöhung des Fließdrucks der Flüssigkeit in eine Dichtungsposition hinein dichtend gegen die Primäröffnung führbar ist. Wird der Flüssigkeitsstrom in Strömungsrichtung hinter der Membran dem Durchflussregler abgesperrt, so findet hinter der Membran ein Druckausgleich mit dem Druck vor der Membran statt, wodurch die Membran flexibel wieder in eine Offenposition, in der der Fließdruck gleich oder etwa gleich Null ist, zurück schwingen kann.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des Füllventils kann die Membran so in der Volumenstromregelung angeordnet sein, dass sie über die Regelung des Durchflusses unter steigendem Fließdruck in eine definierte gebogene oder gekrümmte Form gebracht werden. Diese Formdefinition der Membran kann durch konstruktive Maßnahmen erfolgen, mittels derer ein für die Dichtungsposition vorgesehener Ausnahmeraum für die Membran begrenzt wird. Über die definierte Form der Membran in der Dichtungsposition bzw. auf dem Verformungsweg in die

Dichtungsposition hinein und die Werkstoffwähl kann das Regelverhalten der Membran entschieden beeinflusst werden. Die gebogene oder gekrümmte Form der Membran kann so

ausgebildet sein, dass sie einen gekrümmten Raum,

insbesondere einen einzigen gekrümmten Raum begrenzt.

Insbesondere kann sie auf eine sphärische Form oder

annähernd sphärische Form gebracht werden. Annähernd heißt, dass die Form auch Abflachungen und andere Änderungen hinsichtlich ihrer sphärischen Krümmung aufweisen kann.

Die Abflachung kann sich durch ein definiertes Abstützen der Membran an dem Stützkörper ausbilden. Hierzu kann der Abstützköper vorzugsweise radial innen zur Membran eine Abstützflache aufweisen.

Die Distanzkörper können in einer Weiterbildung des

Füllventils unter Ausbildung eines Zwischenraumes radial zu der Abstüt zflache beabstandet angeordnet sein. Damit so kann sich die Membran unter weiterer Verspannung zwischen

Abstützflache und Distanzköper in den Zwischenraum zu den Primäröffnungen hin durchbiegen. Hierbei kann die

Durchbiegung unter Ausbildung einer Wulst, insbesondere ringartigen Wulst erfolgen. Insbesondere kann die Membran kann in der Dichtungsposition bezüglich einer radialen- axialen Schnittebene ein W-förmiges Profil aufweisen. Die Abstützung der Membran kann bereits auf dem Wege von der Offenposition in die Dichtungsposition hinein oder in der Dichtungsposition auftreten.

Von der Kräftesymmetrie her günstig, kann die gekrümmte räumliche Form der Membran die oder etwa die einer

vorzugsweise im Zenit abgeflachten Hohlellipsoidkalotte sein. Dieser Ellipsoid kann als Grundfläche eine Ellipse oder, als Sonderfall der Ellipse, einen Kreis aufweisen. Etwa die Form bedeutet, dass sie von dieser eher

mathematischen Form, insbesondere in der Art der Abflachung, definiert abweichen kann, wobei hierüber eine weitere

Verspannung der Membran erzielt werden kann.

Infolge der elastischen Verformung der Membran in die definierte gebogene oder gekrümmte Form kann die Membran definiert verspannt werden, wodurch sie einer weiteren

Verformung, wie einem Geräusch erzeugenden Schwingen, einen definierten Verformungswiderstand entgegensetzt. Diese räumliche Verformung zur definierten gekrümmten Form bewirkt somit ein stabileres Regelverhalten, indem das Schwingen der Membran, für welches sie in ihrer flachen, d.h. ungekrümmten Form neigt, vermieden werden kann. Dieses Schwingen macht sich in bestimmten Druckbereichen dadurch bemerkbar, dass der Regler den Volumenstrom stärker als erforderlich

drosselt und die Flüssigkeit abgebremst wird, um dann den Flüssigkeitsstrom unmittelbar wieder weniger zu drosseln und die Flüssigkeit wieder stärker zu beschleunigen. Dieses Verhalten bewirkt ein Schwingen innerhalb des gesamten

Leitungssystems des Füllventils und damit eine entsprechende Geräuschemission. Besonders effektiv ist die

Geräuschverminderung in den kritischen Bereichen der

Volumenstromregelung, in denen die Änderung des

Volumenstroms besonders groß ist und damit das Auftreten von Schwingungen entsprechend besonders stark ist. Dieser kritische Bereich ist insbesondere zu beobachten, wenn der Volumenstrom durch partielle Schließung der ersten Öffnungen bereits stark vermindert ist.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des Füllventils kann vorgesehen sein, dass die Membran in der Offenposition flach ausgebildet ist. Sie kann einen flachen Körper aufweisen. Diese Form hat den Vorteil, dass die Membran bereits bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten beginnen kann, sich räumlich verformen. Die Membran kann in der Offenposition parallel zum Öffnungsquerschnitt der ersten Öffnung

angeordnet sein. Insbesondere kann sich die Membran mit Vergrößerung des Fließdrucks zu der ersten Öffnung hin sphärischen auswölben und zur weiteren Abdichtung der ersten Öffnung vorzugsweise im Zenit ihrer gekrümmten Form an dem Stützkörper zur Anlage kommen. Die Membran kann in der

Dichtungsposition eine im Zenit abgeflachte sphärische Form, insbesondere eine im Zenit abgeflachte Hohlkugelkalotte oder Hohlellipsoidkalotte ausbilden. In einer anderen

Ausführungsform des Füllventils kann die Membran bereits in der Offenposition gekrümmt, insbesondere sphärisch

ausgebildet sein. Sie kann so angeordnet sein, dass sie sich in der Offenposition bereits in Fließrichtung zu dem Träger und zwar zur ersten Öffnung hin wölbt und dass sie dann, wie oben beschrieben, hier jedoch unter Verstärkung der Krümmung, in die definierte gekrümmte Form in die

Dichtungsposition hinein gebracht wird. Zu ihrer Halterung und Positionierung kann die Membran in der Offenposition der Volumenstromregelung in Strömungsrichtung vor und in einem zur Strömungsrichtung axialen Abstand zu der Primäröffnung gehalten angeordnet sein. Zur axialen Beabstandung kann mindestens ein Distanzkörper vorgesehen sein, an dem sich die Membran axial abstützt. In einer Schließposition der Volumenstrombegrenzung kann die Membran insbesondere unter Ausbildung der oben beschriebenen gekrümmten, insbesondere der sphärischen Form in Strömungsrichtung dichtend an der Primäröffnung anliegend angeordnet sein. Bereits auf dem Weg der Membran zu ihrer dichtenden Anlage an den

Primäröffnungen hin, kann eine Verminderung des

strömungswirksamen Strömungsquerschnitts und damit eine Drosselung des Drucks und Erhöhung der Fließgeschwindigkeit erfolgen .

In einer vorteilhaften Weiterbildung des Füllventils kann die Membran zumindest in Strömungsrichtung lose bleibend an dem zumindest einem Distanzkörper anliegen.

Konstruktiv einfach können der zumindest eine Distanzkörper oder die mehreren Distanzkörper insgesamt eine ringartige, insbesondere kreisringartige, gegen Strömungsrichtung weisende Anlagefläche für die Membran bilden. Hierbei kann der zumindest eine Distanzkörper eine Ringform aufweisen. Diese kann zum Druckausgleich mit radialen

Durchgangsöffnungen und/oder Schlitzen versehen sein.

Sind mehrere Distanzkörper vorgesehen, so können diese jeweils gleich oder sogar identisch aufgebaut sein. Sie können in einer Kreisform angeordnet sein. Insbesondere können sie bezüglich einer Mittelachse des Trägers auf einem Umfangkreis und vorzugsweise umfänglich gleich beabstandet zueinander angeordnet sind. Damit können sie in ihrer

Gesamtheit eine über den Umfang unterbrochene Ringform und eine entsprechend unterbrochene Anlagefläche für die Membran bilden. In beiden Fällen kann die Ringform koaxial zu einer vorgesehenen Mittelachse der Volumenstromregelung angeordnet sein. Vorzugsweise fallen Mittelachse des Trägers und die der Volumenstromregelung zusammen.

Ferner kann die Membran so zu der Ringform angeordnet sein, dass sie sich, vorzugsweise permanent, an der Ringform mit einem radial äußeren umfänglichen Bereich abstützt und mit bei Einsetzen des Durchflusses von Flüssigkeit durch die Volumenstromregelung, vorzugsweise ab einem bestimmten

Fließdruck, unter weiterer Abstützung an der Ringform beginnt, sich zu dem Träger, d.h. zu der ersten Öffnung hin vorzugsweise sphärisch zu wölben.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des Füllventils kann die Anlagefläche, zur definierten Abstützung und leichteren Wölbung der anliegenden Membran, in Strömungsrichtung radial nach Innen abgeschrägt ausgebildet sein. Insbesondere kann die Anlagefläche mit einer Komponente radial nach Innen weisen. Die Anlagefläche kann eine Flächennormale mit einer gegen Strömungsrichtung weisenden Komponente aufweisen. Die Anlagefläche kann einen radial äußeren zweiten Abschnitt zur Abstützung der Membran im unbelasteten Zustand aufweisen, dessen Flächennormale gegen Strömungsrichtung weist. Die Anlagefläche ist vorzugsweise ungekrümmt ausgebildet. Die schräggestellter Anlagefläche erleichtert die Verformung der Membran in die gekrümmte räumliche Form hinein. Die

schräggestellter Anlagefläche kann zugleich als

Begrenzungsfläche dienen, die die gekrümmte räumliche Form der Membran von außen her definiert. In einer vorteilhaft einfachen Weiterbildung des Füllventils können die Distanzkörper als sich von dem Träger gegen

Strömungsrichtung weg erstreckende Vorsprünge ausgebildet sein. Diese können eine zylindrische Form aufweisen. Sie können mit der Anlagefläche die Form eines schräg abgeschnittenen Zylinders, insbesondere Kreiszylinders, aufweisen. Hierbei kann der oben beschriebene radial äußere zweite Abschnitt eine Restfläche der gegen Strömungsrichtung weisenden Stirnseite des Zylinders sein. Insbesondere kann die Membran im Idealfall in der

Dichtungsposition zu einem rotationssymmetrischen Körper gebogen ausgebildet sein.

In einer Weiterbildung des Füllventils können die Vorsprünge bezüglich einer Mittelachse auf einem Radius angeordnet sein. Es können die bezüglich der Mittelachse einander gegenüberliegenden Vorsprünge eine gleiche Höhe aufweisen. Hierzu können alle Vorsprünge eine gleiche Höhe aufweisen.

Es können aber auch umfänglich benachbarte Vorsprünge eine unterschiedliche Höhe und einander gegenüberliegenden

Vorsprünge eine gleiche Höhe aufweisen. Sind hierbei

beispielsweise insgesamt vier Vorsprünge vorgesehen, so verändert sich das Biegeverhalten der Membran gegenüber dem bei vier gleichen Vorsprüngen. Die Membran wird zunächst an den höheren Vorsprüngen bezüglich einer ersten radialen Biegeachse senkrecht zu einer die höheren Vorsprünge

verbindenden Geraden etwa rinnenartig gebogen. Mit weiterer Erhöhung des Strömungsdrucks senkt sich die Membran auf die kleineren Vorsprünge ab, um an diesen zusätzlich um eine zweite Biegeachse, vorzugsweise senkrecht zur ersten

Biegeachse räumlich gebogen zu werden. Hierbei kann davon ausgegangen werden, dass die Biegung um die erste Biegeachse leichter als die um die zweite Biegeachse ist. Mittels dieser Maßnahme mit den unterschiedlichen Höhen benachbarter Vorsprüngen kann eine stärkere Verspannung der Membran in der Dichtungsposition erzielt werden. Gemäß eigenen

Versuchen kann durch die Maßnahme eine verbesserte

Geräuschreduzierung erzielt werden.

Die Membran kann senkrecht zur Strömungsrichtung radial verschiebungsfest und vorzugsweise axial relativ bewegbar, insbesondere verschieblich, mittig mit dem Träger verbunden sein. Hierzu kann die Membran mittig eine Stecköffnung aufweisen, in die zur Ausbildung einer Steckverbindung ein an dem Träger mittig vorgesehener, sich gegen

Strömungsrichtung erstreckender Steckvorsprung eingreift. Vorzugsweise ist die Steifigkeit der Membran so hoch, dass sie selbsttragend ist.

Es können in einer Weiterbildung des Füllventils zumindest zwei Primäröffnungen, vorzugsweise zumindest vier

Primäröffnungen vorgesehen sein. Diese können bezüglich einer Mitte vorzugsweise auf einem ersten Radius und

vorzugsweise umfänglich gleich beabstandet angeordnet sein. Die Mitte kann bezüglich der symmetrischen Anordnung der Primäröffnungen durch eine Drehsymmetrieachse parallel zur Strömungsrichtung gekennzeichnet sein. Die Primäröffnungen können gleiche Öffnungsquerschnitte aufweisen.

Zur Einstellung eines bestimmten Abstandes und damit der Kraft bzw. des Fließdrucks kann der Träger einen sich gegen Strömungsrichtung erstreckenden und radial außen zur

Primäröffnung angeordneten Distanzkörper aufweisen, an dem die Membran in Strömungsrichtig vorzugsweise lose bleibend axial anliegt. Von der Statik günstig kann pro Primäröffnung mindestens ein Distanzkörper oder können pro Primäröffnung zwei Distanzkörper vorgesehen sein. Die Distanzkörper können in einem radial äußeren Bereich axial an der Membran

angreifend angeordnet sein. Über die axiale Größe und/oder radiale Anordnung, d.h. Beabstandung von der Mittelachse der Distanzkörper sowie beispielsweise über die Flexibilität der Membran kann der Fließdruckbereich eingestellt werden.

Dieser Fließdruckbereich kann eine untere Grenze, an der die Membran beginnt, von den Distanzkörpern gehalten sich in Strömungsrichtung gegen die Primäröffnungen durchzubiegen, und die obere Grenze aufweisen, an der die Membran die Primäröffnungen vollständig abdeckt.

Das Füllventil kann als Teil der Volumenstromregelung mindestens eine Sekundäröffnung aufweisen. Diese kann permanent geöffnet ausgebildet sein. D.h. die

Sekundäröffnung wird nicht wie die Primäröffnung überdeckt, sondern ist im Normalbetrieb freigehalten. Die

Sekundäröffnung kann am Träger und hier vorzugsweise radial beabstandet zu den Primäröffnungen angeordnet sein. Es kann somit vorgesehen sein, dass ein Teil der Flüssigkeit praktisch als „Grundlast" die Volumenstromregelung solange durchströmt, wie der Fließdruck der Flüssigkeit an der Sekundäröffnung größer Null ist. Diese Grundlast bleibt auch dann erhalten, wenn die Primäröffnungen vollständig dichtend überdeckt sind. Somit kann auch bei höheren Fließdrücken ein nahezu linearer Volumenstromverlauf in Abhängigkeit von dem Fließdruck und somit zumindest ein nahezu konstanter

Volumenstrom durch das Füllventil erfolgen. Der Volumenstrom kann beispielsweise 0,1 1/s betragen. Eine mögliche

Schwankungsbreite des Volumenstromes kann weniger als +/- 20% betragen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung können die zumindest eine Sekundäröffnung und/oder die zumindest eine

Primäröffnung jeweils von einer Innenwandung begrenzt sein, die zur Reduktion von Schallemission beim Durchfluss vorzugsweise gleichmäßig mit konstanter Rautiefe aufgeraut ausgebildet ist. Durch diese Maßnahme konnte bei dem

Durchflussregler eine starke Reduzierung der Schallemission erzielt werden. Ursache hierfür kann sein, dass die

aufgeraute Oberfläche eine Erhöhung der Mikroturbulenzen zu der Innenwandung der Sekundäröffnungen bewirken.

Ebenfalls zur Reduktion der Schallemission können zumindest die in Strömungsrichtung unmittelbar an die Öffnungen anschließenden Flächen des Trägers mit der aufgerauten Oberfläche versehen sein. Die Aufrauhung kann eine Oberflächenstruktur in Form von Querrillen quer zur Strömungsrichtung aufweisen. Bevorzugt wegen erhöhter Geräuschminderung ist eine Struktur mit

Längsrillen. Die aufgeraute Oberfläche kann auch eine isotrope Struktur aufweisen. Die Aufrauhung der Oberfläche kann beispielsweise durch Bürstung derselben hergestellt sein .

Anstatt oder zusätzlich zu der Aufrauhung können die

Oberflächen gedimpelt ausgebildet sein. Sie können somit von einer Vielzahl vorzugsweise gleich beabstandeten Dimples überzogen sein. Die Dimples können ähnlich wie bei einem üblichen Golfball ausgebildet sein. Sie können als kleine flache Mulden mit kugelkalottenartigem Innenraum ausgebildet sein. Durch die gedimpelte Oberfläche kann die Zone der laminaren und damit geräuschsarmen Strömung der Flüssigkeit zu der Wandung hin vergrößert werden.

Es können mindestens zwei Sekundäröffnungen, vorzugsweise mindestens acht Sekundäröffnungen vorgesehen sein. Die

Sekundäröffnungen können bezüglich einer Mittelachse

parallel zur Strömungsrichtung vorzugsweise auf einem zweiten Radius und vorzugsweise umfänglich gleich

beabstandet voneinander angeordnet sein. Die

Sekundäröffnungen können gleiche Öffnungsquerschnitte aufweisen. Durch diese permanent geöffnete Sekundäröffnung kann sichergestellt werden, dass auch bei hohen

Fließdrücken, die einen zum Überdecken und damit

Verschließen der Primäröffnungen notwendigen Fließdruck überschreiten, eine gleichmäßige Befüllung des Wasserkasten erfolgen kann. Die symmetrische Anordnung der

Sekundäröffnung begünstigt ein laminares Strömungsverhalten des Volumenstromes, welches wiederum zur Geräuschminimierung beiträgt .

Vorzugsweise ist der Träger zur Mittelachse als

Drehsymmetrieachse rotationssymmetrisch ausgebildet. Die Primäröffnungen können radial innen zu den Sekundäröffnungen angeordnet sein. Es kann der erste Radius kleiner als der zweite Radius sein. Vorzugsweise sind die Sekundäröffnungen radial außen an dem Träger angeordnet. Der zweite Radius kann gleich dem Außenradius des Trägers sein. Damit kann die Flüssigkeit nahe oder unmittelbar an einer Innenwandung des Zulaufs und/oder Ablaufs entlang durch die Sekundäröffnungen strömen. Damit kann ein laminares Fließverhalten der

Flüssigkeit an der Innenwandung erzielt werden, welches wiederum zur Geräuschminimierung beiträgt.

Die Distanzstücke können auf einem dritten Radius angeordnet sein. Der dritte Radius kann größer als der erste Radius und kleiner als der zweite Radius sein.

Die oben beschriebene „Grundlast" kann beispielsweise über die Anzahl der Sekundäröffnungen und deren

Öffnungsquerschnitten voreingestellt werden. Bei einer

Ausbildungsform des Füllventils kann die Summe der

Öffnungsquerschnitte der Primäröffnungen größer als die Summe der Öffnungsquerschnitte der Sekundäröffnungen sein. Der Strömungsquerschnitt der Sekundäröffnung bzw. aller

Sekundäröffnungen kann weniger als 40%, vorzugsweise weniger als 20% oder idealerweise um 10% als der

Strömungsquerschnitt der Primäröffnung bzw. aller

Primäröffnungen betragen. Vorzugsweise ist der

Öffnungsquerschnitt jeder einzelnen Primäröffnung größer als der Öffnungsquerschnitt jeder einzelnen Sekundäröffnung.

Es kann auch mindestens eine Tertiäröffnung vorgesehen sein, deren Öffnungsquerschnitt kleiner als der jeder der

Primäröffnungen und größer als der jeder der

Sekundäröffnungen ist. Diese können unabhängig von der

Überdeckung der Primäröffnungen vorzugsweise dichtend überdeckbar sein. Die Überdeckung der Tertiäröffnungen kann somit so ausgelegt sein, dass vor Vollendung oder nach der Überdeckung der Primäröffnungen begonnen wird, die Tertiäröffnungen zu überdecken. Damit kann die Konstanz des Volumenstromes in Abhängigkeit vom Fließdruck der

Flüssigkeit weiter verbessert und somit die

Geräuschentwicklung insgesamt weiter minimiert werden. Somit kann der Anteil des Flüssigkeitsstromes durch die geöffneten Primäröffnungen größer als der durch die

Sekundäröffnungen sein. Damit wird ein anfänglicher hoher Volumenstrom sichergestellt.

Bei einer üblichen Drosselvorrichtung steigt der

Volumenstrom oder Durchfluss nicht linear kontinuierlich an. Die Volumenstromregelung bei dem erfindungsgemäßen

Füllventil kann zusammenfassend darauf fußen, dass der

Durchfluss, im Vergleich zu einer üblichen

Drosselvorrichtung, in einem unteren Druckbereich durch die Drosselvorrichtung höher ist, aber dass, sobald der Druck erhöht wird, durch die fortschreitende Überdeckung der

Primäröffnungen kontinuierlich herab geregelt wird. Sind Sekundäröffnungen vorgesehen, so erfolgt der Durchfluss nach Überdeckung der Primäröffnungen allein durch die

Sekundäröffnungen. Ist die Summe der Eröffnungsquerschnitte der Sekundäröffnungen wesentlich kleiner als die der

Primäröffnungen, so kann in erster Näherung davon

ausgegangen werden, dass der Durchfluss, da er durch die Sekundäröffnungen klein ist und sich somit mit weiterer Erhöhung des Drucks nur gering erhöht, bei Druckerhöhung im Wesentlichen konstant bleibt.

Über die Größe der Membran kann eingestellt werden, ob alle bzw. welche der Primäröffnungen in der Schließposition überdeckt werden. Es können auch Primäröffnungen unüberdeckt bleiben, die dann als Sekundäröffnungen fungieren.

Die Primäröffnungen können alternativ rasterförmig

angeordnet oder als Maschen eines Siebes ausgebildet sein. Kraftmechanisch und strömungstechnisch günstig kann der Träger bezüglich einer Drehsymmetrieachse parallel zur Strömungsrichtung einen achsensymmetrischen Aufbau

aufweisen. Die Drehsymmetrieachse kann gleich der

Mittelachse des Trägers sein. Somit können die ersten und, soweit vorhanden, auch die Sekundäröffnungen über Drehung an der Drehsymmetrieachse in Deckung gebracht werden. Diese Symmetrieform wird auch Radiärsymmetrie genannt.

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand mehrerer in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsformen der Führung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht mit Teilschnitten einer ersten

Ausführungsform eines Füllventils mit

Drosselvorrichtung und Durchflussregler, Fig. 2 eine Detailvergrößerung gemäß dem Ausschnitt II mit einer ersten Ausführungsform des

Durchflussregiers ,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Durchflussregler gemäß

Figur 2 in einer Einzeldarstellung, Fig. 4 eine Detailvergrößerung etwa gemäß dem Ausschnitt

II mit einer zweiten Ausführungsform des

Durchflussregiers ,

Fig. 5 eine Draufsicht auf den Durchflussregler gemäß

Figur 4 in einer Einzeldarstellung, Figuren 6 und 7 jeweils eine perspektivische

Einzeldarstellung eines Trägers einer weiteren Ausführungsform des Durchflussreglers ohne bzw. mit unverformter Membran,

Fig. 6a eine Detailvergrößerung aus Figur 6, Figuren 8-10 jeweils eine weitere Ansicht des Trägers gemäß Figur 7 mit Membran und

Figuren 10-14 jeweils eine Ansicht des Trägers einer

weiteren Ausführungsform des Durchflussreglers, jedoch mit verformten Membran.

In Figur 1 wird in einer Seitenansicht mit Detailschnitten eine Ablaufgarnitur A mit Füllventil 1 und Ablaufrohr R zum Einbau in einen hier nicht dargestellten Spülkasten, der mittels der Ablaufgarnitur A mit Flüssigkeit, hier mit Wasser, befüllbar ist, dargestellt. Das Füllventil 1 weist einen Zulauf 2 mit einer einen Durchflussregler 3

aufweisenden Drosselvorrichtung 4 zur Druckverminderung der in Strömungsrichtung s einströmenden Flüssigkeit sowie einen Ablauf 5 auf. Die Figuren 2 und 4 zeigen jeweils eine

Detailvergrößerung gemäß dem Ausschnitt II in Figur 1 mit einer ersten Ausführungsform bzw. einer zweiten

Ausführungsform des Füllventils 1. Eine jeweils zugehörige Draufsicht auf den Durchflussregler 3 ist in den Figuren 3 und 5 wiedergegeben.

Der Durchflussregler 3 ist erfindungsgemäß als

Volumenstromregelung 6 ausgebildet und ermöglicht eine Volumenstromkonstanz der Flüssigkeit in Abhängigkeit von dem Fließdruck der Flüssigkeit an dem Zulauf 2. Hierbei sind in den Figuren 2 und 3 eine erste Ausführungsform und in den Figuren 4 und 5 eine zweite Ausführungsform der

Volumenstromregelung 6 dargestellt.

Die Volumenstromregelung 6 ist in dem Zulauf 2 angeordnet. Dieser hat einen kreisförmigen Querschnitt. Die

Volumenstromregelung 6 weist einen sich über den

Strömungsquerschnitt des Zulaufs 2 erstreckenden Träger 7 auf. Der Träger 7 weist in den hier gezeigten beiden

Ausführungsformen des Durchflussreglers 3 vier

Primäröffnungen 8 auf, die in Abhängigkeit des Fließdrucks der Flüssigkeit am Zulauf 2 mit Erhöhung desselben fortschreitend dichtend überdeckbar bzw. mit Erniedrigung desselben fortschreitend freigebbar angeordnet sind. Damit kann mit Erhöhung des Fließdrucks der Flüssigkeit ein strömungswirksamer Strömungsquerschnitt an den

Primäröffnungen 8 kontinuierlich verringert werden, bis er mit dichtender Überdeckung der Primäröffnungen 8 gleich Null wird .

Der Träger 7 ist bezüglich einer mittigen Drehsymmetrieachse d parallel zur Strömungsrichtung s rotationssymmetrisch ausgebildet. Die Drehsymmetrieachse d ist gleich einer

Mittelachse m. Die Primäröffnungen 8 sind bezüglich der Mittelachse m der Volumenstromregelung 6 auf einem ersten Radius rl und umfänglich gleich beanstandet angeordnet. Sie weisen jeweils einen gleichen Öffnungsquerschnitt auf und sind, entsprechend der Rotationssymmetrie durch Drehung an der Drehsymmetrieachse deckungsgleich übereinander bringbar.

Zur Überdeckung der Primäröffnung 8 ist eine Membran 9 vorgesehen, die in Strömungsrichtung s vor den

Primäröffnungen 8 angeordnet ist. Die Membran 9 ist in einer in den Figuren gezeigten Offenposition der

Volumenstromregelung 6, in der der Fließdruck gleich Null ist, in einem zur Strömungsrichtung s axialen Abstand a gehalten angeordnet. In einer hier nicht dargestellten aber leicht aus den Figuren ableitbaren Schließposition der

Volumenstromregelung 6 liegt die Membran 9 dichtend an den Primäröffnungen 18 an. Zur Beabstandung der Membran 9 sind Distanzkörper, hier in Form von Vorsprüngen 10 vorgesehen, die sich gegen Strömungsrichtung s vom Träger 7 weg

erstrecken und radial außen zu den Primäröffnungen 8 angeordnet sind. Die Membran 9 liegt in Strömungsrichtung axial an den Vorsprüngen 10 an. Zur sicheren Halterung sind radial außen pro Primäröffnung 82 zwei Vorsprünge 10 vorgesehen .

Die Membran 9 ist in beiden Ausführungsformen der Volumenstromregelung 6 als ringförmige Kreisscheibe mit mittiger Stecköffnung 11 ausgebildet, die, senkrecht zur Strömungsrichtung s axial verschieblich und unter

elastischer Aufweitung an ihrer Stecköffnung 11 in

Strömungsrichtung s auf einen sich vom Träger 7 weg

erstreckenden Steckvorsprung 12 aufgeschoben, festgelegt ist. Die Membran 9 weist eine Steifigkeit auf, die hoch genug ist, selbsttragend zu sein, und gering genug ist, um die geforderte Flexibilität zum Verbiegen der Membran 9 zu den Primäröffnungen 8 hin und Verdecken derselben zu

gewährleisten .

In der zweiten Ausführungsform gemäß den Figuren 4 und 5 sind bei der Volumenstromregelung 6 zusätzlich

Sekundäröffnungen 13 vorgesehen. Diese sind permanent geöffnet und somit nicht von der Membran 8 überdeckt. Sie sind schlitzartig radial nach innen in den Träger 7

eingebracht und weisen eine kreissegmentartige Form auf. Die Sekundäröffnungen 13 sind jeweils in Strömungsrichtung geteilt, indem die Innenwandung 14 der Sekundäröffnungen 13 radial außen von dem Zulaufs 2 und radial innen von dem Träger 7 gebildet, wobei der Träger 7 radial außen

formschlüssig an dem Zulauf 2 anliegt.

Die Sekundäröffnungen 13 sind auf einem Umfangskreis mit einem zweiten Radius r2 angeordnet, der größer als der

Umfangkreis mit erstem Radius rl ist. Die Vorsprünge 10 sind ihrerseits auf einem Umfangskreis mit einem dritten Radius r3 angeordnet, der größer als der erste Radius rl und kleiner als der zweite Radius r2 ist.

Ferner ist die Summe ^' der Eröffnungsquerschnitte der

Primäröffnungen 8 größer als die Summe der

Eröffnungsquerschnitte der Sekundäröffnungen 13. Dies heißt, in der Offenposition strömt der Hauptanteil der

einströmenden Flüssigkeit durch die Primäröffnungen 8. Der Anteil an strömender Flüssigkeit durch die Sekundäröffnungen 13 ist somit kleiner als der durch die Primäröffnungen 8. Sind die Primäröffnungen 8 geschlossen, so strömt weiterhin Flüssigkeit durch die Sekundäröffnungen 13.

Wie den Figuren 1, 2 und 4 entnehmbar, ist der Träger 7 seinerseits in Strömungsrichtung s unter Ausbildung einer Steckverbindung auf einen axial mittigen in eine

Stecköffnung 11 am Träger eingreifenden Steckvorsprung 12 des Füllventils 1 radial verschiebungsfestaufsteckbar . Er kann somit zusammen mit der Membran 9 gegen

Strömungsrichtung s von dem Steckvorsprung 12 abgezogen und eventuell gereinigt und/oder ausgetauscht werden.

Der Träger 8 weist eine napfartige Form mit einem

umlaufenden Rand 15 und einer Vertiefung 16 auf, wobei die Sekundäröffnung 13 in den Rand 15 eingearbeitet ist und die Membran 9 geschützt in der Vertiefung 16 angeordnet ist. Der sich gegen Strömungsrichtung s erstreckende Steckvorsprung 12 des Trägers 7 durchragt die Stecköffnung 13 der

ringartigen Membran 9 mit einem freien Ende 17, durch das der Träger 7 mit Membran 9 unter Eingriff in den Zulauf 2 ergriffen, herausgezogen und ausgetauscht werden kann.

In den Figuren 8-14 werden verschiedenen Ansichten des

Trägers 7 mit und ohne Membran 9 zweier unterschiedlicher Ausführungsformen des Füllventils 1 gezeigt. Hierbei kann die Membran 9 an den Vorsprüngen 10 aus der in Figuren 7-9 gezeigten Offenposition in die in Figur 11-14 gezeigte

Dichtungsposition unter Ausbildung einer definierten

gekrümmten Form, hier sphärischen Form, verformt werden. Diese Ausführungsformen unterscheiden sich von den

vorherigen konstruktiv insbesondere durch die Anordnung und Ausbildung der Distanzkörper und der Membran 9, wodurch eine Verformung der Membran 9 aus der Offenposition in die

Dichtungsposition hinein in eine definierte gekrümmte Form ermöglicht wird. Es sind hier vier umfänglich gleich beabstandete Vorsprünge 10 vorgesehen. Radial einander gegenüberliegende Vorsprünge 10 weisen hierbei jeweils eine gleiche Höhe hl, h2 auf. Sie sind hier kreiszylinderförmig ausgebildet. Die Membran 9 liegt in Strömungsrichtung s lose bleibend an den

Vorsprüngen an. Ferner ist sie über ihre Stecköffnung 11 mit Spiel axial gleitverschieblich an dem Steckvorsprung 12 gelagert. Die Membran 9 ist ungekrümmt als Kreisscheibe ausgebildet. Ferner ist sie aus Butadien-Kautschuk

gefertigt.

Die Vorsprünge bilden in ihrer Gesamtheit endseitig eine hier kreisringartige, gegen Strömungsrichtung e weisende Anlagefläche, die hier über die umfängliche Beabstandung der Vorsprünge 10 in einzelne Anlageflächen 18 unterbrochen ist, für die Membran 8 bilden. Hierbei ist die Anlagefläche 18, d.h. genauer hier ein erster Abschnitt 181 der Anlagefläche 18 in Strömungsrichtung s radial nach Innen abgeschrägt angeordnet. An diesem ersten Abschnitt 181 der Anlagefläche 18 liegt die Membran 8 in der Dichtungsposition flächig an. Somit definieren die Anlageflächen 18 der Vorsprünge 10 die gekrümmte Form der Membran 9 in der Dichtungsposition (Figur 14) . In den in den Figuren 6-14 dargestellten

Ausführungsformen des Trägers 7 weist die Anlagefläche 18 der einzelnen Vorsprünge 10 radial außen einen hier genau gegen Strömungsrichtung s weisenden kreissegmentartigen zweiten Abschnitt 182 auf, an dem die Membran 9 in der Offenposition anliegt (siehe Figur 7). Damit weisen die Vorsprünge 10 endseitig jeweils eine keilartige Form mit einem Keilwinkel auf, in dem sich die keilartige Form gegen Strömungsrichtung s und radial nach außen verjüngt. Die Anstellung des ersten Abschnitts 181 der Anlagefläche 18 bestimmt ebenfalls die gekrümmte Form der Membran 9. Der Keilwinkel beträgt hier etwa 60°.

Kragartig vorspringen ist umfänglich um den Steckvorsprung eine gegen Strömungsrichtung s weisende Abstützflache 19 vorgesehen, an die sich die Membran 9 auf dem Weg in ihre Dichtungsposition mit einem Öffnungsrandbereich ihrer

Stecköffnung 11 anlegt. Diese Abstützflache 19 bestimmt die Ausbildung des Zenits der sphärischen Form der Membran 9 in der Dichtungsposition.

Ferner ist der zweite Abschnitt 182 der Anlagefläche 18 in einer bestimmten axialen ersten Distanz dl angeordnet. Je größer die erste Distanz ist, desto stärker ist die Membran 9 in der Dichtungsposition gekrümmt. Ferner ist der erste Abschnitt 181 der Anlagefläche 18 in einer zweiten Distanz d2 zu der Abstützfläche 19 angeordnet, an der die Membran 9 in der Dichtungsposition flach anliegt. Rein aus der

Anschauung heraus kann aus den Figuren abgelesen werden, dass diese zweite Distanz d2 insbesondere die Ausbildung der radialen Mitte der Membran 9 mit bestimmt. Je weiter dieser Abstand und je weiter die Abstützfläche 19 zu der radialen Mitte der Membran 9 heranreicht, desto eher neigt die

Membran 9 dazu, in der Dichtungsposition ein W-Profil auszubilden, das die Membran 9 weiter stabilisieren kann.

Infolge der radial paarigen Anordnung der Vorsprünge 10 bilden sich mit dem mittigen Absenken der Membran 9 in die Dichtungsposition hinein zwei senkrecht zueinander stehende Biegeachsen bl, b2 (siehe Figuren 6 und 7), um die die Membran 9 gebogen wird. In der unter anderem in Figur 14 gezeigten Ausführungsform des Trägers 7 wiesen alle vier Vorsprünge 10 eine gleiche Höhe auf. Folglich wird die Membran 9 mit Absenken ihrer Mitte um beide Biegeachsen bezüglich von Zylinderkoordinaten gleich gebogen und weist daher in der Dichtungsposition eine relativ regelmäßige achsensymmetrische Form auf, die in etwa der oben

beschriebenen sphärischen Hohlkugelkalotte entspricht. In Abweichung von ihrer theoretischen Form weist die

Hohlkugelkalotte in ihrem Zenit eine Abflachung 91 auf. Diese biegt sich hier sogar infolge weiterer Wölbung der Membran 9 radial zwischen dem Vorsprung 10 und der

Abstützflache 19 in Strömungsrichtung s über die

Abstützflache 19 zur Abdichtung der Primäröffnungen 8 wulstartig unter Ausbildung eines leichten W-Profils hinaus. Dies verursacht eine weitere Verspannung der Membran 9, wodurch die Membran 9 noch stabiler gegenüber einer Anregung zur Vibration wird.

Weisen jedoch, wie in Figuren 6-10 gezeigt, radial einander gegenüberliegende Vorsprünge 10 eine gleiche erste Höhe hl bzw. eine gleich zweite Höhe h.2 und umfänglich benachbarte Vorsprünge 10 eine unterschiedlich Höhen hl, h2 auf, so ändert sich das Biegeverhalten um die beiden Biegeachsen bl,b2. Es erfolgt mit mittigem Auswölben der Membran 9 und ihrer Anlage an die Vorsprünge 10 mit der größeren ersten Höhe hl zuerst eine Biegung um die erste Biegeachse bl, wodurch sich die Membran 9 rinnenartig verformt und damit bereits eine im Effekt eine vibrationsvermindernde und damit geräuschvermindernde Formverspannung aufweist. Mit Anlage an die beiden Vorsprünge 10 mit der geringeren zweiten Höhe h2 kommt als zweite Biegung die um die zweite Biegeachse b2 senkrecht zu ersten Biegeachse bl hinzu, wodurch die Membran sich sphärenartig verformend eine zusätzliche

Formverspannung erfährt, wodurch die Membran 9 noch schwerer in Schwingungen geraten kann. Hieraus wird deutlich, dass die unterschiedlichen Höhen hl, h2 der Vorsprünge 10 zu einer verstärkten Formverspannung der Membran 9 führen.

Hieraus kann zumindest innerhalb eines bestimmten Bereichs abgeleitet werden, dass je größer die Höhendifferenz der benachbarten Vorsprünge 10 ist, desto höher ist die

entstehende Formverspannung und damit die hieraus

resultierende Geräuschverminderung .

Somit können über die oben erläuterten konstruktiven

Maßnahmen gezielt die räumliche Form der Membran 9 und damit die Minderung der Geräusche beim Durchfluss von Flüssigkeit durch den Durchflussregler eingestellt werde.

Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen des

Füllventils 1 zeichnen sich auch dadurch aus, dass die

Innenwandung 14 der Sekundäröffnungen 13 zur Reduktion von Schallemission beim Durchfluss von Flüssigkeit aufgeraut ausgebildet ist. Dies ist in den vorschriftsmäßig als

Linienzeichnung ausgelegten Zeichnungsfiguren nicht explizit entnehmbar. Eine rein schematisch dargestellte

Detailvergrößerung in Figur 6a soll diese Aufrauhung

verdeutlichen. Die Aufrauhung ist hier durch eine in

Strömungsrichtung s erfolgte Bürstung in die Innenwandung 14 eingebracht. Gleiches gilt für die Innenwandung 14 der Primäröffnungen 8 sowie für die Wandung des Trägers 7 und des Zulaufs 2, soweit sie von der Flüssigkeit angeströmt werden. Hierbei ist insbesondere die in Strömungsrichtung s an die Innenwandung 14 der Primaröffnung 8 und der

Sekundäröffnung 13 anschließende Wandung des Zulaufs 2 und des Trägers 7 aufgeraut ausgebildet.

Bezugszeichenliste

1 Füllventil

2 Zulauf

3 Durchflussregier

4 DrosselVorrichtung

5 Ablauf

6 Volumenstromregelung

7 Träger

8 Primäröffnung

9 Membran

91 Wulst

10 Vorsprung

11 Stecköffnung

12 Steckvorsprung

13 Sekundäröffnung

14 Innenwandung

15 Rand

16 Vertiefung

17 Ende

18 Anlagefläche

181 erster Abschnitt

182 zweiter Abschnitt 19 Abstützfläche a Abstand

dl erste Distanz d2 zweite Distanz d Drehsymmetrieachse m Mittelachse bl erste Biegeachse b2 zweite Biegeachse hl erste Höhe h2 zweite Höhe rl erster Radius r2 zweiter Radius r3 dritter Radius s Strömungsrichtung

A Füllarmatur

R Ablaufrohr