DE102011122957B3

DE102011122957B3 - Sanitäres Einbauteil

Info

Publication number: DE102011122957B3
Application number: DE102011122957.8A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Neoperl GmbH
Current assignee: Neoperl GmbH
Priority date: 2011-09-06
Filing date: 2011-09-06
Publication date: 2018-01-11
Anticipated expiration: 2031-09-07

Abstract

Die Erfindung betrifft ein sanitäres Einbauteil (1) mit einem Einsetzgehäuse (2), das (2) in seinem Gehäuseinnenraum ein durchflussregelndes Funktionselement (3) mit zumindest einem Durchflussloch (4) hat. Für das erfindungsgemäße Einbauteil ist kennzeichnend, dass zumindest ein Durchflussloch (4) von einer Umfangswandung umgrenzt ist, die unter dem Druck des zuströmenden Wassers derart gegen eine Rückstellkraft formveränderbar ist, dass das zumindest eine Durchflussloch (4) einen variablen Lochquerschnitt hat, der in Abhängigkeit vom Druck des zuströmenden Wassers zwischen einer Offenstellung und einer Minimalstellung mit demgegenüber reduziertem Lochquerschnitt veränderbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine sanitäre Funktionseinheit mit einem Einsetzgehäuse, das in seinem Gehäuseinnenraum ein durchflussregelndes Funktionselement mit zumindest einem Durchflussloch hat, welches von einer Umfangswandung umgrenzt ist, die unter dem Druck des zuströmenden Wassers derart gegen eine Rückstellkraft formveränderbar ist, dass das zumindest eine Durchflussloch einen variablen Lochquerschnitt hat, der in Abhängigkeit vom Druck des zuströmenden Wassers zwischen einer Offenstellung und einer Minimalstellung mit demgegenüber reduziertem Lochquerschnitt veränderbar ist, wobei das Funktionselement zumindest zweiteilig ausgestaltet ist und mindestens ein, die wenigstens eine, zumindest ein Durchflussloch umgrenzende Umfangswandung sowie den zuströmseitigen Randbereich der zumindest einen Umfangswandung umfassendes Funktionsteil und ein, das wenigstens eine Funktionsteil tragendes Trägerteil aufweist.
Man kennt bereits sanitäre Funktionseinheiten, die als Strahlregler dienen.
Die vorbekannten Strahlregler weisen regelmäßig ein Einsetzgehäuse auf, das unmittelbar oder unter Zuhilfenahme eines Auslaufmundstücks am Wasserauslauf einer sanitären Auslaufarmatur montierbar ist. Im Gehäuseinnenraum des Einsetzgehäuses ist ein Strahlzerleger vorgesehen, der Durchflusslöcher hat, welche das zuströmende Wasser in eine Vielzahl von Einzelstrahlen aufteilen. Die in den Durchflusslöchern erzeugten Einzelstrahlen erfahren eine derartige Beschleunigung, dass auf der Abströmseite des Strahlzerlegers ein Unterdruck entsteht. Mit Hilfe dieses auf der Abströmseite des Strahlzerlegers erzeugten Unterdrucks wird Umgebungsluft in den Gehäuseinnenraum des Einsetzgehäuses angesaugt, die dort mit den Einzelstrahlen durchmischt werden kann, bevor das derart mit Luft durchmischte Wasser als homogener, nicht-spritzender und perlend-weicher Gesamtstrahl aus dem Strahlreglergehäuse ausströmt.
Damit das Wasser unabhängig vom Wasserdruck ein bestimmtes festgelegtes Wasservolumen pro Zeiteinheit nicht übersteigt, hat man auch bereits Durchflussmengenregler geschaffen. So sind auch bereits Durchflussmengenregler vorbekannt, die einem Strahlregler in Durchflussrichtung vorgeschaltet oder zwischen einem solchen Strahlregler und einem zuströmseitigen Vorsatzsieb zwischengeschaltet werden können. Eine solche, aus Durchflussmengenregler und Strahlregler zusammengesetzte Funktionseinheit weist allerdings entweder eine vergleichsweise große Einbaulänge auf oder ist komplex und vielteilig aufgebaut.
Aus der EP 0 668 797 B1 kennt man bereits eine sanitäre Funktionseinheit der eingangs erwähnten Art, die als Brausekopf ausgebildet ist. Dieser Brausekopf weist ein, mit einem Brauseschlauch verbindbares Gehäuse auf, in dessen Gehäuseinnenraum ein Funktionselement mit einem Durchflussloch vorgesehen ist. Das die Durchflusslöcher aufweisende Funktionselement besteht aus einer formstabilen Strahlplatte, die an ihrer abströmseitigen Flachseite mit einer weiteren Platte aus elastischem Material verbunden ist. Während die Durchflusslöcher in der Strahlplatte als Wasserdurchlassöffnungen ausgestaltet sind, sind diese Durchflusslöcher in der weiteren abströmseitigen Platte als am Brausekopf abströmseitig vorstehende Düsen ausgebildet. Da die Düsenauslassöffnungen einen geringeren Durchmesser als die Wasserdurchlassöffnungen in der Strahlplatte haben, erweitert sich der Innendurchmesser dieser Düsen unter Wasserdruck, so dass bereits beim Durchlauf von Wasser bei weit geöffnetem Wasserventil durch das Dehnen der Innenwand der Düsen ein Abspringen und Absplittern der harten Verschmutzungen und Kalkablagerungen stattfinden kann. Bei dem aus EP 0 668 797 B1 vorbekannten Brausekopf vergrößert sich mit zunehmendem Wasserdruck der lichte Öffnungsquerschnitt der Düsenauslassöffnungen, so dass mit steigendem Wasserdruck auch ein zunehmend größeres Durchflussvolumen austreten kann.
Aus der DE 31 07 808 C2 ist ein selbstreinigender Brausekopf vorbekannt, der ein auslaufseitiges Bodenteil mit aus elastischem Material geformten Wasseraustrittsöffnungen hat. Das Bodenteil ist zweilagig ausgebildet und weist eine elastische Scheibe mit daran stromabwärts vorstehenden Röhren auf, die jeweils eine der Wasseraustrittsöffnungen umgrenzen. Die elastische Scheibe liegt dabei auf einem abströmseitigen Tragboden des Bodenteils auf, wobei der Tragboden Bohrungen hat, welche die an die elastische Scheibe angeformten Röhren durchsetzen. Wird nun das Absperrventil geöffnet und der vorbekannte Brausekopf mit Wasser beaufschlagt, so werden die an den Röhren auslassseitig vorgesehenen Flachfaltungen durch das Druckwasser geöffnet. Bei einem Absperren des Wasserzuflusses nimmt unverzüglich der Druck im Brausekopf ab und der stromabwärts gelegene Teil der Röhren wird unverzüglich durch die erwähnte Flachfaltung verschlossen und ein weiterer Wasseraustritt unterbunden, so dass die durch Austrocknung entstehenden Kalkverkrustungen etc. in diesem Bereich im Wesentlichen unterbunden sind.
Ein vergleichbarer Brausekopf, der ebenso wenig ein durchflussmengenregelndes Funktionselement aufweist, ist auch aus der WO 96/00617 vorbekannt.
Aus der DE 40 39 337 A1 kennt man bereits einen Brausekopf, dessen eine Wasserkammer bildendes Gehäuse an die Wasserzufuhr anschließbar ist. Der vorbekannte Brausekopf hat ein Bodenteil aus elastischem Material mit Wasseraustrittsöffnungen. Um im Bereich dieser Wasseraustrittsöffnungen eine verbesserte Selbstreinigung zu erreichen, ist das Bodenteil im Wesentlichen starr ausgebildet und weist relativ große Auslassöffnungen auf, in denen jeweils ein eine konzentrische Wasseraustrittsöffnung aufweisender, elastischer Strahlbildner vorgesehen ist, derart, dass bei einer Beaufschlagung mit Druckwasser eine elastische Verformung am Strahlbildner auftritt, die dessen lichten Durchflussquerschnitt entsprechend vergrößert. Beim Einschalten und Abschalten des Brausevorgangs erfahren die am vorbekannten Brausekopf vorgesehenen Strahlbildner eine starke elastische Verformung, wodurch dort die Verkrustungen relativ sicher abplatzen und weggeschwemmt werden können. Auch dieser vorbekannte Brausekopf weist allenfalls ein durchflussreduzierendes Funktionselement auf.
Aus der DE 25 31 160 A1 kennt man schließlich einen auch als Wasserstrahlbelüfter bezeichneten belüfteten Strahlregler, der ein, einen Wassereinlass und -auslass aufweisendes Gehäuse hat. Im Gehäuseinneren des Strahlreglergehäuses ist eine Trennwand vorgesehen, die von einer ringförmigen Anordnung von Durchlässen durchsetzt ist. Der vorbekannte Wasserstrahlbelüfter weist wenigstens einen mit der Abströmseite der Trennwand strömungsverbundenen Lufteinlass im Gehäuse auf, wobei an der Zuströmseite der Trennwand eine druckabhängig arbeitende Drosseleinrichtung vorgesehen ist, welche zum Steuern der Durchströmung der die Trennwand durchsetzenden Durchlässe mit diesen zusammenwirkt. In 17 der DE 25 31 160 A1 ist eine Ausführung des vorbekannten Wasserstrahlbelüfters dargestellt, der am unteren Ende seines Gehäuses eine Siebanordnung trägt. Auf der Zuströmseite dieser Siebanordnung ist am Gehäuse ein Ablenkkörper mit gerundeten Außenflächen vorgesehen, der zum Durchwirbeln von durch Durchlässe in der Trennwand hindurchtretende Wasserstrahlen dient. Die von außerhalb in das Innere des Strahlreglergehäuses einströmende Luft gelangt in den den Ablenkkörper umgebenden Mischraum und wird dort mit dem Wasser vermischt, bevor dieses Wasser aus dem vorbekannten Strahlbelüfter wieder ausfließen kann. Dabei ist an der Zuströmseite der Trennwand ein unter Druckeinwirkung verformbares Drosselteil angeordnet. Das von einer Mittelöffnung durchsetzte Drosselteil trägt ein mit seinem Rand darin eingebettetes kegelförmiges Sieb. Das abwärts in die Mittelöffnung strömende Wasser fließt durch mehrere radiale Nuten an der Unterseite des Drosselteils radial auswärts in eine ringförmige Kammer, welche über die ringförmige Anordnung der Durchlässe in der Trennwand verläuft. Das Drosselteil ist aus elastischem beziehungsweise gummiartigem Material geformt, so dass der an seiner Oberseite anstehende Druck eine Verengung der Radialnuten und/oder der ringförmigen Kammer und damit eine Drosselung des durchströmenden Wasservolumens bewirken kann. An die aus elastischem Material hergestellte zuströmseitige Scheibe oder Platte sind keine weiteren Ausformungen angeformt.
Aus der WO 2011/154066 A1 ist bereits eine sanitäre Funktionseinheit vorbekannt, die in ein hülsenförmiges Auslaufmundstück einsetzbar ist, welches am Wasserauslauf einer sanitären Auslaufarmatur montiert werden kann. Die vorbekannte Funktionseinheit weist einen abströmseitigen Strahlbelüfter und einen zuströmseitigen Durchflussmengenregler auf, zwischen denen ein konisches oder kegelförmiges Vorsatz- oder Filtersieb zwischengeschaltet ist. Da die aus zuströmseitigem Durchflussmengenregler, zwischengeschaltetem Vorsatz- oder Filtersieb sowie abströmseitigem Strahlbelüfter gebildete Funktionseinheit eine vergleichsweise große Einbaulänge hat, ist diese Funktionseinheit nur in speziell ausgestalteten Wasserausläufen verwendbar.
Vergleichbares gilt auch für die vorbekannte DE 103 12 856 A1 , die sich von dem aus WO 2011/154066 A1 vorbekannten Stand der Technik im Wesentlichen dadurch unterscheidet, dass der Durchflussmengenregler hier zwischen einem zuströmseitigen Vorsatzsieb und dem abströmseitigen Strahlbelüfter angeordnet ist.
Es besteht daher die Aufgabe, eine sanitäre Funktionseinheit der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche das durchfließende Wasser druckunabhängig auf ein festgelegtes maximales Durchflussvolumen pro Zeiteinheit einregeln kann und die dennoch vergleichsweise kompakt und einfach aufgebaut ist.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht bei der sanitären Funktionseinheit der eingangs erwähnten Art insbesondere darin, dass das Trägerteil aus einem gegenüber dem zuströmseitigen Funktionsteil formstabilen Material hergestellt ist und/oder eine zumindest partiell demgegenüber höhere Bauteilsteifigkeit hat, und dass das Funktionsteil einen scheiben- oder plattenförmigen Grundkörper hat und abströmseitig eine Mehrzahl von Ausformungen aufweist.
Die erfindungsgemäße sanitäre Funktionseinheit, die in eine Wasserleitung zwischengeschaltet oder am Wasserauslauf einer sanitären Auslaufarmatur montiert werden kann, weist im Gehäuseinnenraum ihres Einsetzgehäuses ein durchflussregelndes Funktionselement auf. Dieses Funktionselement hat zumindest ein Durchflussloch, von denen wenigstens ein Durchflussloch von einer Umfangswandung umgrenzt ist, die unter dem Druck des zuströmenden Wassers derart gegen eine Rückstellkraft formveränderbar ist, dass das wenigstens eine Durchflussloch einen variablen Lochquerschnitt hat, der in Abhängigkeit vom Druck des zuströmenden Wassers zwischen einer Offenstellung und einer Minimalstellung mit demgegenüber reduziertem Lochquerschnitt veränderbar ist. Mit zunehmenden Wasserdruck wird somit der Lochquerschnitt des wenigstens einen Durchflussloches ebenfalls derart zunehmend reduziert, das unabhängig vom Wasserdruck ein bestimmter festgelegter maximaler Volumenstrom (Volumen pro Zeiteinheit) nicht überschritten wird. Bei abnehmendem Wasserdruck wird der Lochquerschnitt des wenigstens einen Durchflussloches wieder zunehmend vergrößert, so dass bei einem geringem Anfangsdruck der der Offenstellung entsprechende Lochquerschnitt zur Verfügung steht. Das in der erfindungsgemäßen Funktionseinheit vorgesehene durchflussregelnde Funktionselement macht einen zusätzlichen Durchflussmengenregler entbehrlich und erlaubt eine kompakte und einfache Ausgestaltung der erfindungsgemäßen sanitären Funktionseinheit. Dabei ist das Funktionselement zumindest zweiteilig ausgestaltet und weist wenigstens ein, die Umfangswandung des zumindest einen Durchflussloches sowie den zuströmseitigen Randbereich der Umfangswandung umfassendes Funktionsteil sowie ein, das wenigstens eine Funktionsteil tragendes Trägerteil auf. Um auf ein, zwischen Funktionsteil und Trägerteil wirksames Federelement gegebenenfalls auch verzichten zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das das wenigstens eine Funktionsteil tragende Trägerteil aus einem gegenüber dem zuströmseitigen Funktionsteil formstabilen Material hergestellt ist und/oder eine zumindest partiell demgegenüber höhere Bauteilsteifigkeit hat. Dabei wird die einfache konstruktive Ausgestaltung und die leichte Herstellbarkeit des erfindungsgemäß verwendeten Funktionselements noch dadurch begünstigt, dass das Funktionsteil einen scheiben- oder plattenförmigen Grundkörper hat und abströmseitig eine Mehrzahl von Ausformungen aufweist.
Damit sich die im Funktionselement vorgesehene und zumindest ein Durchflussloch umgrenzende Umfangswandung bei abnehmenden Wasserdruck in Folge der auf die Umfangswandung einwirkenden Rückstellkraft in seine der Offenstellung des wenigstens einen Durchflussloches entsprechende Formgestalt praktisch automatisch zurückbewegen kann, sieht eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung vor, dass zumindest eine Druckfeder oder dergleichen Federelement als Rückstellkraft dient und dass die Rückstellkraft des zumindest einen Federelements auf wenigstens zwei, in Durchflussrichtung voneinander beabstandete Teilbereiche der formnachgiebigen Umfangswandung übertragbar ist. Diese als Rückstellkraft dienende Rückstellfeder oder dergleichen Federelement kann unmittelbar an der zumindest ein Durchflussloch umgrenzenden Umfangswandung angreifen; möglichst aber auch, dass die Umfangswandung an zwei voneinander beabstandeten Bauteilen gehalten ist, die ihrerseits durch zumindest eine Druckfeder auf Abstand gehalten werden. Dabei kann das zumindest eine Federelement als Wendel-Druckfeder oder auch als gummielastisches Federelement ausgebildet sein.
Eine besonders einfache und kompakt auszugestaltende Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht vor, dass die rückstellende Bauteilsteifigkeit der Umfangswandung des zumindest einen Durchflussloches und/oder die Eigenelastizität des für die zumindest eine Umfangswandung verwendeten Materials als Rückstellkraft vorgesehen ist. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform kann die Anzahl der benötigten Federelemente reduziert oder auf solche Federelemente auch vollständig verzichtet werden. Eine solche Ausführungsform begünstigt daher die einfache Konstruktion und Herstellung des erfindungsgemäß vorgesehenen Funktionselementes und erleichtert dessen kompakte und platzsparende Ausgestaltung.
Eine Weiterbildung gemäß der Erfindung sieht vor, dass ein auf die Zuströmseite des Funktionselementes wenigstens im Bereich des zumindest einen Durchflussloches in Durchströmrichtung einwirkender Wasserdruck eine Höhenreduzierung des Funktionselementes bewirkt, die in eine radiale Einschnürbewegung der Umfangswandung des zumindest einen Durchflussloches umsetzbar ist. Bei dieser weiterbildenden Ausführungsform kann der Wasserdruck, der wenigstens im Bereich des zumindest einen Durchflussloches auf die Zuströmseite des Funktionselementes in Durchströmrichtung einwirkt, eine Stauchung des Funktionselementes und damit eine Höhenreduktion bewirken, die gleichzeitig in eine entsprechende radiale Einschnürbewegung der zumindest einen, wenigstens ein Durchflussloch umgrenzenden Umfangswandung und somit in eine Reduktion des lichten Lochquerschnitts umsetzbar ist.
Zweckmäßig ist es, wenn die zumindest eine, wenigstens ein Durchflussloch umgrenzende Umfangswandung als düsenförmige Ausformung des Funktionsteils ausgestaltet ist.
Damit sich der Lochquerschnitt des zumindest einen Durchflussloches unter dem Druck des zuströmenden Wassers verändert, kann es vorteilhaft sein, wenn die wenigstens eine düsenförmige Ausformung des Funktionsteils in ein Einsetzloch im Trägerteil vorsteht.
Damit sich der Lochquerschnitt des zumindest einen Durchflussloches unter dem Druck des zuströmenden Wassers verändert, kann es vorteilhaft sein, wenn das wenigstens eine Einsetzloch sich in Durchströmrichtung derart vorzugsweise konisch verjüngt, dass eine axiale Vorschubbewegung der düsenförmigen Ausformung in eine radiale Einschnürbewegung beispielsweise zumindest im freien Endbereich der Ausformung umsetzbar ist. Bewirkt der auf dem Funktionsteil zuströmseitig einwirkende Wasserdruck eine axiale Vorschubbewegung auch der zumindest einen, an das Funktionsteil angeformten düsenförmigen Ausformung, wird diese axiale Vorschubbewegung gleichzeitig in eine radiale Einschnürbewegung im Bereich der zumindest einen Ausformung derart umgesetzt, dass sich der Lochquerschnitt des Durchflussloches von einer Offenstellung in Abhängigkeit vom Druck des zuströmenden Wassers zunehmend in eine Minimalstellung reduzierten Lochquerschnitts verändert.
Eine alternative Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht vor, dass die wenigstens eine düsenförmige Ausformung eine in axialer Richtung derart nachgiebige Formgebung und damit eine derart reduzierte Bauteilsteifigkeit hat, dass eine axiale Stauchung der düsenförmigen Ausformung in eine radiale Einschnürbewegung im Bereich der Ausformung umsetzbar ist.
Damit das erfindungsgemäß verwendete Funktionselement den Volumenstrom auf einen festgelegten Maximalwert einregeln kann, ist es zweckmäßig, wenn der zuströmseitige Stirnrand der eine Ausformung aufnehmenden Einformung im Trägerteil die druckbedingte axiale Relativbewegung des Funktionsteils begrenzt. Da der zuströmseitige Stirnrand der im Trägerteil vorgesehenen Einformung die druckbedingte axiale Relativbewegung des Funktionsteils begrenzt, wird auch die Einschnürbewegung im Bereich der Ausformung derart begrenzt, dass ein minimaler Lochquerschnitt nicht weiter unterschritten werden kann.
Damit eine axiale Relativbewegung der Ausformung in eine radiale Einschnürbewegung umgesetzt werden kann, kann es vorteilhaft sein, wenn der freie Stirnrand wenigstens einer Ausformung an einem Anschlag, vorzugsweise an einem Anschlagsflansch, aufliegt.
Sofern das erfindungsgemäß verwendete Funktionselement mehrere Durchflusslöcher hat, die das zuströmende Wasser in eine entsprechende Anzahl von Einzelstrahlen aufteilen, kann dieses Funktionselement das durch das Funktionselement pro Zeiteinheit hindurchfließende Wasservolumen nicht nur auf einen festgelegten Maximalwert einregeln, vielmehr wird das zuströmende Wasser auch in eine Vielzahl von Einzelstrahlen aufgeteilt. Eine bevorzugte Weiterbildung gemäß der Erfindung sieht daher vor, dass die sanitäre Funktionseinheit als insbesondere belüfteter Strahlregler und das Funktionselement als durchflussmengenregelnder Strahlzerleger ausgestaltet sein kann.
Um den mit dem Funktionselement verbundenen Konstruktions- und Herstellungsaufwand noch zusätzlich zu reduzieren, ist es zweckmäßig, wenn das Funktionselement an ein zuströmseitiges Gehäuseteil eines Strahlreglergehäuses angeformt ist und wenn das zuströmseitige Gehäuseteil mit einem abströmseitigen Gehäuseteil vorzugsweise lösbar verbindbar ist.
Möglich ist aber auch, dass das Funktionselement und vorzugsweise dessen Funktionsteil als ein in das Einsetzgehäuse und insbesondere in ein zuströmseitiges Gehäuseteil einsetzbares Einsetzteil ausgestaltet ist und dass am Einsetzgehäuse beziehungsweise am Gehäuseteil und/oder am Umfangsrand des als Einsetzteil zuströmseitigen ausgebildeten Funktionselementes beziehungsweise Funktionsteils wenigstens eine Dichtnase oder dergleichen Dichtvorsprung vorgesehen ist, der zwischen Einsetzgehäuse beziehungsweise Gehäuseteil einerseits und dem Funktionselement beziehungsweise seinem Funktionsteil (5) andererseits radial abdichtet. Diese zumindest eine Dichtnase verhindert eine Leckage zumindest eines Wasseranteils am erfindungsgemäßen sanitären Einbauteil vorbei.
Zweckmäßig ist es, wenn in das abströmseitige Gehäuseteil zumindest ein Einsetzteil einer Strahlreguliereinrichtung einsetzbar ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht vor, dass die Auslaufstirnseite des abströmseitigen Gehäuseteils eine als Strömungsgleichrichter ausgestaltete wabenzellenartige Lochstruktur, eine Gitterstruktur oder eine Netzstruktur bildet.
Weiterbildungen gemäß der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen. Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen gemäß der Erfindung noch näher anhand der Zeichnung dargestellt.
Es zeigt:
1 eine als Strahlregler ausgestaltete und hier in einer teilweise aufgeschnittenen Perspektivdarstellung gezeigte sanitäre Funktionseinheit mit einem Einsetzgehäuse, in dessen Gehäuseinnenraum ein als Strahlzerleger dienendes Funktionselement vorgesehen ist, das ein abströmseitiges Trägerteil und ein zuströmseitiges Funktionsteil aus demgegenüber elastischem Material aufweist, an welchem Funktionsteil mehrere, jeweils ein Durchflussloch umgrenzender Ausformungen angeformt sind, die jeweils derart in eine zuströmseitige Einformung im Trägerteil vorstehen, dass eine axiale Vorschubbewegung in eine radiale Einschnürbewegung im freien Endbereich einer jeden Ausformung umsetzbar ist,
2 die Funktionseinheit aus 1 in einer auseinandergezogenen Perspektivdarstellung ihrer Bestandteile,
3 das mit dem als Strahlzerleger ausgebildeten Funktionselement verbundene zuströmseitige Gehäuseteil des Strahlreglers gemäß den 1 bis 2 in einer Draufsicht auf die Zuströmseite,
4 das mit dem als Strahlzerleger dienenden Funktionselement verbundene zuströmseitige Gehäuseteil aus 3 in einem Längsschnitt durch Schnittebene IV-IV in 3,
5 einen Detail-Längsschnitt des in 4 gezeigten Funktionselements in der Offenstellung seiner Durchflusslöcher,
6 das mit dem Funktionselement verbundene zuströmseitige Gehäuseteil der sanitären Funktionseinheit gemäß den 1 bis 3 in einer Draufsicht auf die Zuströmseite,
7 das mit dem als Strahlzerleger dienenden Funktionselement verbundene zuströmseitige Gehäuseteil in einem Längsschnitt durch Schnittebene VII-VII aus 6,
8 einen Detail-Längsschnitt des bereits in 7 gezeigten Funktionselements in der Minimalstellung seiner Durchflusslöcher,
9 eine mit 1 bis 8 vergleichbar ausgestaltete und hier ebenfalls in einer teilweise aufgeschnittenen Perspektivdarstellung gezeigte sanitäre Funktionseinheit, bei der die an das Funktionsteil des Funktionselements angeformten düsenförmigen Ausführungen eine in axialer Richtung derart nachgiebige Formgebung und damit eine derart reduzierte Bauteilsteifigkeit aufweisen, dass eine axiale Stauchung der düsenförmigen Ausformungen in eine radiale Einschnürbewegung im Bereich dieser Ausformungen umsetzbar ist,
10 die sanitäre Funktionseinheit aus 9 in einer auseinandergezogenen Perspektivdarstellung ihrer Bestandteile,
11 das mit dem Funktionselement verbundene zuströmseitige Gehäuseteil der sanitären Funktionseinheit gemäß den 9 und 10 in einer Draufsicht auf die Zuströmseite,
12 das mit dem Funktionselement verbundene zuströmseitige Gehäuseteil der als Strahlregler ausgebildeten sanitären Funktionseinheit gemäß den 9 und 10 in einem Längsschnitt durch Schnittebene XII-XII in 11,
13 einen Detail-Längsschnitt des als Strahlzerleger ausgebildeten Funktionselements aus 12 in der Offenstellung seiner Durchflusslöcher,
14 das mit dem als Strahlzerleger dienenden Funktionselement verbundene zuströmseitige Gehäuseteil der als Strahlregler ausgebildeten sanitären Funktionseinheit gemäß den 9 und 10 in einer Draufsicht auf die Zuströmseite,
15 das mit dem als Strahlzerleger ausgebildeten Funktionselement verbundene Gehäuseteil aus 14 in einem Längsschnitt durch Schnittebene XV-XV in 14 und
16 einen Detail-Längsschnitt des als Strahlzerleger dienenden Funktionselements aus 14 und 15 in der Minimalstellung seiner Durchflusslöcher.
In den 1 bis 8 einerseits und den 9 bis 16 andererseits sind zwei verschiedene Ausführungen 1, 100 einer sanitären Funktionseinheit und ihrer wesentlichen Bestandteile dargestellt. Die sanitären Funktionseinheiten 1, 100 weisen ein Einsetzgehäuse 2 auf, das unmittelbar oder – wie hier – mit Hilfe eines nicht weiter gezeigten Auslaufmundstücks am Wasserauslauf einer sanitären Auslaufarmatur montierbar ist. Im Gehäuseinnenraum des Einsetzgehäuses 2 ist ein als Strahlzerleger ausgebildetes Funktionselement 3 vorgesehen, das eine Vielzahl von Durchflusslöchern 4 hat, die das zuströmende Wasser in eine entsprechende Vielzahl von Einzelstrahlen aufteilen.
Zumindest ein Durchflussloch 4 und vorzugsweise – wie hier – alle Durchflusslöcher 4 des Funktionselements 3 sind von einer Umfangswandung umgrenzt, die unter dem Druck des zuströmendes Wassers derart gegen eine Rückstellkraft formveränderbar ist, dass das zumindest eine Durchflussloch 4 einen variablen Lochquerschnitt hat, der in Abhängigkeit vom Druck des zuströmenden Wassers zwischen einer Offenstellung und einer Minimalstellung mit demgegenüber reduziertem Lochquerschnitt veränderbar ist. Dabei ist hier die rückstellende Bauteilsteifigkeit der wenigstens einen, zumindest ein Durchflussloch 4 umgrenzenden Umfangswandung und/oder die Eigenelastizität des für die zumindest eine Umfangswandung verwendeten Materials als Rückstellkraft vorgesehen. Mit zunehmenden Wasserdruck wird somit der Lochquerschnitt ebenfalls derart zunehmend reduziert, dass unabhängig vom Wasserdruck ein bestimmter festgelegter maximaler Volumenstrom nicht überschritten wird. Bei abnehmendem Wasserdruck wird der Lochquerschnitt wieder zunehmend vergrößert, so dass bei einem geringen Anfangsdruck der der Offenstellung entsprechende Lochquerschnitt zur Verfügung steht. Das als Strahlzerleger ausgebildete Funktionselement 3 macht somit einen zusätzlichen Durchflussmengenregler entbehrlich und kann zudem das zuströmende Wasser in eine Vielzahl von Einzelstrahlen aufteilen, wobei das Funktionselement 3 die kompakte und einfache Ausgestaltung der hier dargestellten Einbauteile 1, 100 wesentlich begünstigt.
Das durchflussregelnde Funktionselement 3 weist eine Vielzahl von Durchflusslöchern 4 auf, die strömungsgünstig und/oder düsenförmig ausgeführt sind. Durch die hohe Anzahl von Durchflusslöchern 4 im Funktionselement 3 und/oder durch die strömungsgünstige Ausgestaltung dieser Durchflusslöcher 4 wird ein geräuschbildender Strömungsabriss in diesem Bereich der Funktionseinheiten 1, 100 verhindert und somit eine unerwünschte Geräuschbildung vermieden. Das Funktionselement 3 der sanitären Funktionseinheiten 1, 100 vereint somit die Funktion einer wirkungsvollen Strahlzerlegung einerseits und einer wirkungsvollen Durchflussmengenregulierung andererseits in sich.
Aus einem Vergleich der 5 und 8 einerseits und der 13 und 16 andererseits, welche die im Funktionselement 3 vorgesehenen Durchflusslöcher 4 in ihrer Offenstellung und in ihrer, einen demgegenüber reduzierten Lochquerschnitt aufweisenden Minimalstellung zeigen, wird deutlich, dass ein auf die Zuströmseite des Funktionselements 3 wenigstens im Bereich der Durchflusslöcher 4 in Durchströmrichtung einwirkender Wasserdruck eine Höhenreduktion des Funktionselements 3 bewirkt, die in eine radiale Einschnürbewegung der Durchflusslöcher 4 umsetzbar ist.
Das als Strahlzerleger ausgebildete Funktionselement 3 der hier dargestellten Funktionseinheiten 1, 100 ist dazu zumindest zweiteilig ausgestaltet und weist ein Funktionsteil 5 aus elastischem Material und/oder mit einer partiell reduzierten Bauteilsteifigkeit sowie ein, das Funktionsteil 5 tragendes Trägerteil 6 aus einem demgegenüber formstabilen Material auf. Das Funktionsteil 5 hat einen scheiben- oder plattenförmigen Grundkörper, an dessen Abströmseite eine Vielzahl von düsenförmiger Ausformungen 7 vorstehen, die jeweils eine, ein Durchflussloch 4 umgrenzende Umfangswandung bilden. Jeder dieser düsenförmigen Ausformungen 7 steht in ein Einsetzloch 8 im Trägerteil 6 vor. Durch die Anzahl der Durchflusslöcher 4 im Funktionselement 3 und/oder durch die Formgebung der die Ausformungen 7 in sich aufnehmenden Einsetzlöcher 8 des Trägerteils 6 lässt sich der Volumenstrom des in den sanitären Funktionseinheiten 1, 100 verwendeten Funktionselements 3 verändern. In den 1, 2, 4 und 7 ist erkennbar, dass das Trägerteil 6 des Funktionselements 3 wenigstens ein Ausgleichsloch 20 aufweisen kann, das den zwischen Funktionsteil 5 und Trägerteil 6 angeordneten Zwischenraum mit dem auf der Abströmseite des Funktionselements 3 angeordneten Bereich des Gehäuseinnenraums der Funktionseinheit 1 verbindet. Dieses zumindest eine Ausgleichsloch 20 wirkt einem übermäßig festem Anhaften des hier als Belag ausgebildeten Funktionsteils 5 am Trägerteil 6 entgegen, welches Anhaften andernfalls die Rückstellbewegung des Funktionsteils 5 in die Offenstellung des Funktionselementes 3 behindern könnte. Durch das zumindest eine Ausgleichsloch 20 kann auch solches Leckwasser abfließen, das sich im Zwischenraum zwischen Funktionsteil 5 und Trägerteil 6 befindet. Das Funktionsteil 5 des in der Funktionseinheit 1 verwendeten Funktionselements 3 kann beispielsweise aus Silikon oder aus einem anderen elastischen Werkstoff hergestellt sein, welcher Werkstoff eine vergleichsweise geringe Werkstoffsteifigkeit aufweist.
In den 1 bis 8 und insbesondere in den 5 und 8 ist erkennbar, dass jedes Einsetzloch 8 in Durchströmrichtung derart vorzugsweise konisch verjüngt, dass eine axiale Vorschubbewegung der düsenförmigen Ausformungen 7 in eine radiale Einschnürbewegung zumindest im freien Endbereich dieser Ausformungen 7 umsetzbar ist. Die ein Einsetzloch 8 umgrenzende Umfangswandung des Trägerteils 6 verjüngt sich dazu an ihrem abströmseitigen Endbereich derart konisch, dass die Umfangswandung in diesem Teilbereich des Einsetzlochs 8 eine Auflaufschräge 9 bildet, die bei einer druckbedingten axialen Vorschubbewegung des Funktionsteils 5 sowie der an ihn angeformten Ausformungen 7 die freien Endbereiche einer jeden Ausformung 7 im Sinne einer Einschnürbewegung nach innen einformt.
Bei dem in den 9 bis 16 gezeigten Ausführungsbeispiel 100 weisen die düsenförmigen Ausformungen 7 demgegenüber eine in axialer Richtung derart nachgiebige Formgebung und somit zusätzlich auch eine derart reduzierte Bauteilsteifigkeit auf, das eine axiale Stauchung der düsenförmigen Ausformungen 7 in eine radiale Einschnürbewegung im Bereich der Ausformungen 7 umsetzbar ist. In den 13 und 16 ist erkennbar, dass die Ausformungen 7 dazu eine etwa mittige Einschnürung 10 haben, die bei einer axialen Stauchung der Ausformungen 7 ein Einknicken der freien Endbereiche der Ausformungen 7 und eine radiale Einschnürbewegung im Bereich ihrer mittigen Einschnürungen 10 vorgeben. Um eine axiale Stauchung der an das Funktionsteil 5 angeformten Ausformungen 7 zu begünstigen, liegt der freie Stirnrand einer jeden Ausformung 7 an einem hier als Anschlagsflansch 11 ausgebildeten Anschlag des Trägerteils 6 auf.
Aus einem Vergleich der 5 und 8 einerseits und der 13 und 16 andererseits ist erkennbar, dass der zuströmseitige Stirnrand 12 des eine Ausformung 7 aufnehmenden Einsatzlochs 8 im Trägerteil 6 einen Anschlag bildet, welcher die druckbedingte axiale Relativbewegung des Funktionsteils 5 begrenzt. Während das Funktionsteil 5 sich in der Offenstellung des Lochquerschnitts mit Abstand oberhalb des als Anschlag dienenden Stirnrandes 12 befindet, liegt das Funktionsteil 5 in der Minimalstellung des Lochquerschnitts auf diesem Stirnrand 12 auf, wodurch die Einschnürbewegung begrenzt wird.
In den 1 und 9 ist erkennbar, dass die Funktionseinheiten 1, 100 hier als belüfteter Strahlregler ausgebildet sind. Dabei ist das Trägerteil 6 des als Strahlzerleger ausgebildeten Funktionselements 3 an ein zuströmseitiges Gehäuseteil 13 des Einsetzgehäuses 2 einstückig angeformt. Das zuströmseitige Gehäuseteil 13 ist mit einem abströmseitigen Gehäuseteil 14 hier lösbar verbindbar; möglich ist aber auch, die Gehäuseteile 13 und 14 beispielsweise durch Verkleben oder Ultraschallschweißen unlösbar miteinander zu verbinden. Das vom Trägerteil 6 getragene Funktionsteil 5, das von der Zuströmseite aus in das Gehäuseteil 13 eingelegt ist und auch als elastischer Belag ausgebildet sein kann, weist an seinem Umfangsrand eine Dichtnase 21 auf, die ein unerwünschtes Eindringen von Leckwasser in den zwischen Funktionsteil 5 und Trägerteil 6 befindlichen Zwischenraum verhindern soll.
Die vom Funktionselement 3 gebildeten Einzelstrahlen werden derart beschleunigt, dass auf der Abströmseite des Funktionselements 3 ein Unterdruck entsteht. Durch den auf der Abströmseite des Funktionselements 3 erzeugten Unterdruck wird Umgebungsluft in den Gehäuseinnenraum angesaugt, die dort mit den Einzelstrahlen vermischbar ist. Die mit Umgebungsluft durchmischten Einzelstrahlen werden anschließend mit Hilfe des zumindest einen Einsetzteiles 15, 16 einer Strahlreguliereinrichtung abgebremst, welche Einsetzteile 15, 16 von der Zuströmseite aus in das hülsenförmige abströmseitige Gehäuseteil 14 eingesetzt sind. Diese Einsetzteile 15, 16 der Strahlreguliereinrichtung können eine Gitter- oder Netzstruktur aus sich an Kreuzungsknoten kreuzenden Stegen aufweisen. Nach Passieren eines abströmseitigen Strömungsgleichrichters 17, der die Auslaufstirnseite des Gehäuseteiles 14 bildet und eine wabenzellenartige Lochstruktur oder ebenfalls eine Gitter- oder Netzstruktur aufweisen kann, tritt das ausströmende Wasser als homogener, nicht-spritzender und perlend-weicher Gesamtstrahl aus.
Den sanitären Funktionseinheiten 1, 100 ist ein Vorsatzsieb 18 vorgeschaltet, das auf der Zuströmseite des Gehäuseteils 17 mit diesem verbunden ist. Die im durchflussregelnden Funktionselement 3 vorgesehenen und jeweils ein Durchflussloch 4 umgrenzenden Umfangswandungen sind unter dem Druck des zuströmenden Wassers derart gegen eine Rückstellkraft formveränderbar, dass die Durchflusslöcher 4 in Abhängigkeit vom Druck des zuströmenden Wassers einen sich immer wieder ändernden Lochquerschnitt haben. Durch diese Gymnastizierung des zumindest in einem Teilbereich 5 aus elastischem Material hergestellten Funktionselements 3 wird einer Verkalkung und Verschmutzung in diesem Bereich der Funktionseinheiten 1, 100 entgegengewirkt. Da das Funktionsteil 5 in der Minimalstellung des Lochquerschnitts auf dem als Anschlag dienenden Stirnrand 12 des Trägerteils 6 aufliegt, wird die Einschnürbewegung der Durchflusslöcher 4 begrenzt und ein vollständiges Verschließen dieser Durchflusslöcher 4 vermieden.
Bezugszeichenliste

1: Sanitäre Funktionseinheit (gemäß den 1 bis 8)
2: Einsetzgehäuse
3: Funktionselement
4: Durchflussloch
5: (zuströmseitiges) Funktionsteil (des Funktionselements 3)
6: Trägerteil
7: Ausformung
8: Einsetzloch
9: Auflaufschrägen
10: Einschnürung
11: Anschlagsflansch
12: (als Anschlag dienender) Stirnrand
13: (zuströmseitiges) Gehäuseteil
14: (abströmseitiges) Gehäuseteil
15: Einsetzteil (der Strahlreguliereinrichtung)
16: Einsetzteil (der Strahlreguliereinrichtung)
17: (abströmseitiger) Strömungsgleichrichter
18: Vorsatzsieb
20: Ausgleichsloch (im Funktionsteil 5)
21: Dichtnase
100: Sanitäre Funktionseinheit (gemäß den 9 bis 16)

Claims

Sanitäre Funktionseinheit (1, 100) mit einem Einsetzgehäuse (2), das (2) in seinem Gehäuseinnenraum ein durchflussregelndes Funktionselement (3) mit zumindest einem Durchflussloch (4) hat, welches (4) von einer Umfangswandung umgrenzt ist, die unter dem Druck des zuströmenden Wassers derart gegen eine Rückstellkraft formveränderbar ist, dass das zumindest eine Durchflussloch (4) einen variablen Lochquerschnitt hat, der in Abhängigkeit vom Druck des zuströmenden Wassers zwischen einer Offenstellung und einer Minimalstellung mit demgegenüber reduziertem Lochquerschnitt veränderbar ist, wobei das Funktionselement (3) zumindest zweiteilig ausgestaltet ist und mindestens ein, die wenigstens eine, zumindest ein Durchflussloch (4) umgrenzende Umfangswandung sowie den zuströmseitigen Randbereich der zumindest einen Umfangswandung umfassendes Funktionsteil (5) und ein, das wenigstens eine Funktionsteil (5) tragendes Trägerteil (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerteil (6) aus einem gegenüber dem zuströmseitigen Funktionsteil (5) formstabilen Material hergestellt ist und/oder eine zumindest partiell demgegenüber höhere Bauteilsteifigkeit hat, und dass das Funktionsteil (5) einen scheiben- oder plattenförmigen Grundkörper hat und abströmseitig eine Mehrzahl von Ausformungen (7) aufweist.
Sanitäre Funktionseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Druckfeder oder dergleichen Federelement als Rückstellkraft dient und dass die Rückstellkraft des zumindest einen Federelements auf wenigstens zwei, in Durchflussrichtung voneinander beabstandete Teilbereiche der formnachgiebigen Umfangswandung übertragbar ist.
Sanitäre Funktionseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die rückstellende Bauteilsteifigkeit der Umfangswandung des zumindest einen Durchflussloches (4) und/oder die Eigenelastizität des für die zumindest eine Umfangswandung verwendeten Materials als Rückstellkraft vorgesehen ist.
Sanitäre Funktionseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf die Zuströmseite des Funktionselements (3) wenigstens im Bereich des zumindest einen Durchflussloches (4) in Durchströmrichtung einwirkender Wasserdruck eine Höhenreduktion des Funktionselementes (3) bewirkt, die in eine radiale Einschnürbewegung der wenigstens einen, zumindest ein Durchflussloch (4) umgrenzenden Umfangswandung umsetzbar ist.
Sanitäre Funktionseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine, wenigstens ein Durchflussloch (4) umgrenzende Umfangswandung als düsenförmige Ausformung (7) des Funktionsteils (5) ausgestaltet ist.
Sanitäre Funktionseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine düsenförmige Ausformung (7) des Funktionsteils (5) in ein Einsetzloch (8) im Trägerteil (6) vorsteht.
Sanitäre Funktionseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Einsetzloch (8) sich in Durchströmrichtung derart vorzugsweise konisch verjüngt, dass eine axiale Vorschubbewegung der düsenförmigen Ausformung (7) in ein radiale Einschnürbewegung im Bereich der Ausformung (7) umsetzbar ist.
Sanitäre Funktionseinheit nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine düsenförmige Ausformung (7) eine in axialer Richtung derart nachgiebige Formgebung hat, dass eine axiale Stauchung der düsenförmigen Ausformung (7) in eine radiale Einschnürbewegung im Bereich der Ausformung (7) umsetzbar ist.
Sanitäre Funktionseinheit nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die in eine radiale Einschnürbewegung der zumindest einen, wenigstens ein Durchflussloch (4) umgrenzenden Umfangswandung umsetzbare Relativbewegung zwischen dem Funktionsteil (5) und dem Trägerteil (7) des Funktionselements (3) durch zumindest einen Anschlag, insbesondere einen Anschlagsflansch (11) begrenzt ist.
Sanitäre Funktionseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zuströmseitige Stirnrand (12) des eine Ausformung (7) aufnehmenden Einsetzloches (8) im Trägerteil (6) die druckbedingte axiale Relativbewegung des Funktionsteils (5) begrenzt.
Sanitäre Funktionseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die sanitäre Funktionseinheit (1, 100) als insbesondere belüfteter Strahlregler und das Funktionselement (3) als durchflussmengenregelnder Strahlzerleger ausgestaltet ist.
Sanitäre Funktionseinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (3) und insbesondere dessen Trägerteil (6) an ein zuströmseitiges Gehäuseteil (13) des Einsetzgehäuses (2) angeformt ist und dass das zuströmseitige Gehäuseteil (13) mit einem abströmseitigen Gehäuseteil (14) vorzugsweise lösbar verbindbar ist.
Sanitäre Funktionseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (3) und vorzugsweise dessen Funktionsteil (5) als ein in das Einsetzgehäuse und insbesondere in ein zuströmseitiges Gehäuseteil (13) einsetzbares Einsetzteil ausgestaltet ist und das am Einsetzgehäuse (2) beziehungsweise am zuströmseitigen Gehäuseteil (13) und/oder am Umfangsrand des als Einsetzteil ausgebildeten Funktionselementes (3) beziehungsweise Funktionsteiles (5) wenigstens eine Dichtnase (21) oder dergleichen Dichtvorsprung vorgesehen ist, der zwischen Einsetzgehäuse (2) beziehungsweise Gehäuseteil (13) einerseits und dem Funktionselement (3) beziehungsweise seinem Funktionsteil (5) andererseits radial abdichtet.
Sanitäre Funktionseinheit nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass in das abströmseitige Gehäuseteil (14) zumindest ein Einsetzteil (15, 16) einer Strahlreguliereinrichtung einsetzbar ist.
Sanitäre Funktionseinheit nach einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslaufstirnseite des abströmseitigen Gehäuseteils (14) eine als Strömungsgleichrichter (17) ausgestaltete wabenzellenartige Lochstruktur, eine Gitterstruktur oder eine Netzstruktur bildet.