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Die
Erfindung betrifft einen Durchflussmengenregler mit einem ringförmigen Drosselkörper aus elastischem
Material, der in Gebrauchsstellung zwischen sich und einer innen-
und/oder außenliegenden
Regelprofilierung einen Steuerspalt begrenzt, welcher Steuerspalt
in seinem lichten Durchflussquerschnitt durch den sich unter der
beim Durchströmen
des Fluids bildenden Druckdifferenz verformenden Drosselkörper veränderbar
ist.
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Durchflussmengenregler
sind in verschiedenen Ausführungen
bereits bekannt. Mit Hilfe solcher Durchflussmengenregler soll die
maximale Durchflussmenge eines Fluids pro Zeiteinheit unabhängig von
eventuellen Druckschwankungen vergleichmäßigt und auf einen bestimmten
Wert festgelegt werden. Sofern es sich bei dem Fluid beispielsweise
um das in einer Trinkwasserleitung geführte Trinkwasser handelt, kann
einem solchen Durchflussmengenregler am Wasserauslauf einer sanitären Auslaufarmatur auch
ein Strahlregler nachgeschaltet sein, der einen homogenen, nicht-spritzenden
und gegebenenfalls auch perlend-weichen Wasserstrahl formen soll.
Da sich jedoch die durch den Durchflussmengenregler einer seits und
einen nachgeschalteten Strahlregler andererseits bewirkten Druckverluste
derart addieren können,
dass dem abströmseitig
angeordneten Strahlregler keine zum Wasserformen ausreichende Wassermenge
zur Verfügung
steht, kann sich der vorgeschaltete Durchflussmengenregler insbesondere
bei geringen Drücken
auch auf die Funktion des nachgeschalteten Strahlreglers nachteilig
auswirken. Ein Durchflussmengenregler kann sich daher in solchen
Gebieten, in denen regelmäßig nur
ein geringer Wasserdruck vorherrscht, derart nachteilig auf die zur
Verfügung
stehende Wassermenge auswirken, dass solche Durchflussmengenregler
in solchen Regionen praktisch nicht einsetzbar sind. Dieser Nachteil
wird eventuell noch verstärkt,
wenn zur Erhöhung des
Wasserdrucks sogenannte „booster
Pumps" eingesetzt
werden, die zu hohen Drücken
führen,
die vorherrschenden Druckunterschiede noch zusätzlich vergrößern und
den Einsatz eines vergleichmäßigenden
Durchflussmengenreglers erst recht angeraten erscheinen lassen.
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In
der vorangemeldeten, aber nachveröffentlichten
DE 10 2005 011 947 A der
Anmelderin ist bereits ein Durchflussmengenregler vorbeschrieben, der
eine Veränderung
der maximalen Durchflussleistung erlaubt. Der vorbeschriebene Durchflussmengenregler
weist in seinem Reglergehäuse
einen Durchtrittskanal auf, in dem zwei, in Längserstreckung des Durchtrittskanals
hintereinander angeordnete, jeweils aus ringförmigem Drosselkörper und zentralem
Regelkern bestehende und für
unterschiedliche Durchflussleistungen und/oder unterschiedliche
Druckbereiche ausgebildete Regeleinrichtungen vorgesehen sind. Dabei
hat die für
die geringere Durchflussleistung und/oder den geringeren Druckbereich
bestimmte Regeleinrichtung wenigstens einen By-pass-Kanal oder dergleichen
Durchtrittsöffnung,
die öffen-
und schließbar
ist und für
die höhere
Durchflussleistung bzw. für
den höheren Druckbereich
geöffnet
und für
die geringere Durchflussleistung bzw. den ge ringeren Druckbereich
geschlossen ist. Bei diesem vorbeschriebenen Durchflussmengenregler
sind also zwei Regeleinrichtungen vorgesehen, die für unterschiedliche
Durchflussleistungen und/oder verschiedene Druckbereiche bestimmt
sind. Für
die geringere Durchflussleistung bzw. den geringeren Druckbereich
ist die zumindest eine Durchtrittsöffnung an der für die geringere Durchflussmenge
bzw. den geringeren Druckbereich bestimmten Regeleinrichtung geschlossen,
so dass das Durchströmmedium,
beispielsweise Wasser, sowohl den Fließweg zwischen Regelkern und
Drosselkörper
für die
höhere
Durchflussleistung bzw. den höheren
Druckbereich als auch den Fließweg
zwischen Regelkern und Drosselkörper
der Regeleinrichtung für
die geringere Durchflussleistung bzw. den geringeren Druckbereich
passieren muss. Dabei wird die Charakteristik des vorbeschriebenen
Durchflussmengenreglers durch die, für die geringere Durchflussleistung
bzw. den geringeren Druckbereich bestimmte Regeleinrichtung festgelegt.
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Für die höhere Durchflussleistung
bzw. den höheren
Druckbereich ist die zumindest eine Durchtrittsöffnung an der Regeleinrichtung
für die
geringere Durchflussmenge bzw. den geringeren Druckbereich geöffnet, so
dass das Durchströmmedium,
beispielsweise Wasser, nur den Fließweg zwischen Regelkern und
Drosselkörper
der Regeleinrichtung für
die höhere
Durchflussleistung bzw. den höheren
Druckbereich, jedoch nicht den Fließweg zwischen Regelkern und
Drosselkörper
der Regeleinrichtung für
die geringere Durchflussleistung bzw. den geringeren Druckbereich
passieren kann, sondern die Regeleinrichtung für die geringere Durchflussleistung
bzw. den geringeren Druckbereich durch die Durchtrittsöffnung umgeht.
In diesem Fall wird die Charakteristik des vorbeschriebenen Durchflussmengenreglers
nur durch die Regeleinrichtung für
die höhere
Durchflussleistung bzw. den höheren
Druckbereich bestimmt. Somit kann die maximale Durchflussleistung bzw.
der vorgese hene Druckbereich einfach und schnell durch Öffnen oder
Schließen
der in
DE 10 2005
011 947 A vorgesehenen Durchtrittsöffnung verändert werden.
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Mit
dem in
DE 10 2005
011 947 A vorbeschriebenen Durchflussmengenregler lässt sich
zwar die Charakteristik verändern,
jedoch ist auch dieser Durchflussmengenregler in solchen Gebieten
weniger vorteilhaft einsetzbar, in denen zeitlich und/oder örtlich extreme
Druckunterschiede und Druckschwankungen vorherrschen.
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Es
besteht daher die Aufgabe, einen Durchflussmengenregler der eingangs
erwähnten
Art zu schaffen, der selbst bei geringen Drücken oder zeitlich und/oder örtlich extremen
Druckunterschieden des durchströmenden
Fluids stets eine hohe Funktionssicherheit gewährleistet.
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Die
erfindungsgemäße Lösung dieser
Aufgabe besteht bei dem Durchflussmengenregler der eingangs erwähnten Art
insbesondere darin, dass die Relativposition von Drosselkörper und
Regelprofilierung veränderbar
und von einer Ausgangsstellung mit einem im Vergleich zum Steuerspalt
größeren lichten
Durchflussquerschnitt infolge des anströmenden oder durchströmenden Fluids
gegen eine Rückstellkraft
in die Gebrauchsstellung bewegbar ist.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Durchflussmengenregler
ist die Relativposition von Drosselkörper und Regelprofilierung
in axialer Richtung veränderbar
und von einer Ausgangsstellung gegen eine Rückstellkraft in die Gebrauchsstellung
bewegbar. In der Gebrauchsstellung wird zwischen dem ringförmigen Drosselkörper und
der Regelprofilierung ein Steuerspalt begrenzt, dessen lichter Durchflussquerschnitt
durch den sich unter der beim Durchströmen des Fluids bildenden Druckdifferenz
verfor menden Drosselkörper
derart veränderbar
ist, dass die maximale Durchflussmenge pro Zeiteinheit vergleichmäßigt und
praktisch druckunabhängig
auf einen festgelegten Wert begrenzt werden kann. Demgegenüber ist
die Relativposition von Drosselkörper
und Regelprofilierung in der Ausgangsstellung derart verändert, dass
sich ein im Vergleich zum Steuerspalt größerer lichter Durchflussquerschnitt
einstellt. Dabei ist die Relativposition von Drosselkörper und
Regelprofilierung von der Ausgangsstellung in Folge des anströmenden oder
durchströmenden
Fluids gegen eine Rückstellkraft
in die Gebrauchsstellung bewegbar. Die Rückstellkraft kann derart bemessen
werden, dass der Drosselkörper
und die Regelprofilierung bei geringen Drücken des durchströmenden Fluids
in ihrer Ausgangsstellung verharren; da in dieser Ausgangsstellung
sich ein im Vergleich zum Steuerspalt größerer lichter Durchflussquerschnitt
zwischen Drosselkörper
und Regelprofilierung einstellt, kann das Fluid den erfindungsgemäßen Durchflussmengenregler
bei derart geringen Drücken
praktisch ungehindert passieren, bis erst mit zunehmendem Druck
die Regelfunktion des erfindungsgemäßen Durchflussmengenreglers
einsetzt. Selbst in solchen Gebieten, in denen derart geringe Drücke des
Fluids üblicherweise
nicht zu befürchten
sind, ist der erfindungsgemäße Durchflussmengenregler
vorteilhaft einsetzbar, weil durch den in der Ausgangsstellung größeren lichten
Durchflussquerschnitt auch im Fluid mitgeführte Schmutzpartikel ohne weiteres
den Spaltbereich zwischen Drosselkörper und Regelprofilierung
passieren und die Regelfunktion des erfindungsgemäßen Durchflussmengenreglers
nicht mehr beeinträchtigen
können.
Der erfindungsgemäße Durchflussmengenregler
zeichnet sich daher über alle
Druckbereiche hinweg durch eine hohe Funktionssicherheit aus.
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Um
die Relativfunktion von Drosselkörper und
Regelprofilierung verändern
zu können,
ist es vorteilhaft, wenn der Drosselkörper und/oder die Regelprofilierung
im Durchflussmengenregler axial verstellbar angeordnet ist.
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Der
Drosselkörper
kann beispielsweise auf dem durchströmenden Fluid derart aufschwimmen, dass
sich der Drosselkörper
in Richtung zur Regelprofilierung bewegt. Eine bevorzugte Ausführungsform
gemäß der Erfindung
sieht jedoch vor, dass die Regelprofilierung an einem vom Drosselkörper in
Gebrauchsstellung umgriffenen Regelkern vorgesehen ist, der im Durchflussmengenregler
verschieblich geführt
und unter dem Druck des anströmenden
Fluids in die Gebrauchsstellung bewegbar ist.
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Eine
funktionssichere Betriebsweise des erfindungsgemäßen Durchflussmengenreglers
wird begünstigt,
wenn in dem Durchflussmengenregler ein Führungszapfen vorsteht, der
von dem daran verschieblich geführten
Regelkern umgriffen ist.
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Dabei
sieht eine bevorzugte Ausführungsform
gemäß der Erfindung
vor, dass der Regelkern ring- und/oder scheibenförmig ausgestaltet ist und/oder
eine Führungsöffnung hat.
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Möglich ist
auch, dass an dem Regelkern ein in Durchströmrichtung orientierter Führungszapfen vorgesehen
ist, der in einer zuströmseitig
und/oder abströmseitig
angeordneten Führungsöffnung verschieblich
geführt
ist.
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Eine
bevorzugte Weiterbildung gemäß der Erfindung
sieht vor, dass als Rückstellkraft
zumindest eine Federwendel vorgesehen ist. Diese Federwendel kann
beispielsweise als Druckfeder ausgestaltet sein, die den Regelkern
bei nachlassendem Druck des durchströmenden Fluids wieder zurück in die Ausgangsstellung
bewegt.
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Dabei
ist es zweckmäßig, wenn
zumindest eine Federwendel den Führungszapfen
umgreift und mit ihrem einen Stirnende den Regelkern vorzugsweise
abströmseitig
beaufschlagt.
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Eine
Ausführungsform
gemäß der Erfindung sieht
vor, dass am Regelkern abströmseitig
eine Aufnahmehülse
vorgesehen ist, die den den Regelkern beaufschlagenden Stirnendbereich
der Federwendel in sich aufnimmt.
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Eine
Weiterbildung gemäß der Erfindung
von eigener schutzwürdiger
Bedeutung sieht vor, dass der Drosselkörper auf einem sich in Durchströmrichtung
erweiternden Aufweitdorn angeordnet und darauf durch den Druck des
anströmenden
Fluids unter Aufdehnen gegen seine Eigenelastizität von der
Ausgangsstellung in die Gebrauchsstellung bewegbar ist. Dabei kann
der Aufweitdorn in einem abströmseitigen
Teilbereich die Regelprofilierung tragen. Zusätzlich oder stattdessen kann
es vorteilhaft sein, wenn der Drosselkörper in Gebrauchsstellung von
einer die Regelprofilierung tragenden Umfangswandung umgrenzt oder
umhüllt
ist. Bei dieser Weiterbildung wird der Drosselkörper von der Gebrauchsstellung
in die Ausgangsstellung durch die in ihm selbst gespeicherte, elastische
Energie zurückbewegt,
die der Drosselkörper
aufnimmt, wenn er durch den Druck des anströmenden Fluids von der Ausgangsstellung
in die Gebrauchsstellung gebracht wird und sich dabei aufgrund des
Aufziehens auf den Aufweitdorn radial dehnen muss. In der Gebrauchsstellung befindet
sich der Drosselkörper
somit in radial gedehntem Zustand. Wirkt auf den Drosselkörper das Fluid
nicht mehr ein, zieht sich der Drosselkörper zusammen und rutscht durch
den schrägen
Außenumfang
des sich in Durchströmrichtung
erweiternden Aufweitdorns nach oben in die Ausgangsstellung.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
gemäß der Erfindung
besteht darin, dass der Durchflussmengenregler Bestandteil einer
sanitären
Einbaueinheit ist. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die sanitäre Einbaueinheit
einen belüfteten
oder unbelüfteten
Strahlregler hat, der dem Durchflussmengenregler abströmseitig
nachgeschaltet ist. Da der erfindungsgemäße Durchflussmengenregler bei
geringen Drücken
praktisch keinen Strömungswiderstand
bildet, steht auch bei geringen Drücken eine ausreichende Menge
des Fluids zur Verfügung,
um im nachgeschalteten Strahlregler zu einem homogenen, nicht-spritzenden
und gegebenenfalls perlenden Wasserstrahl geformt zu werden.
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Dabei
wird die Handhabung sowie die Montage und Demontage vereinfacht,
wenn der Durchflussmengenregler und der Strahlregler der sanitären Einbaueinheit
vorzugsweise lösbar
miteinander verbunden sind.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
gemäß der Erfindung
sieht vor, dass der Strahlregler einen Strahlzerleger hat, der vorzugsweise
als Diffusor ausgebildet ist. Zwar kann der Strahlzerleger beispielsweise
auch als Lochplatte ausgestaltet sein, die eine Vielzahl kleiner,
Einzelstrahlen bildender Durchflusslöcher hat; ein als Diffusor
ausgestatteter Strahlzerleger vermag jedoch auch bei niedrigen Drücken den
Wasserstrahl vergleichsweise gut zu belüften.
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Eine
platzsparende Ausführungsform,
die sich durch eine vergleichsweise geringe Einbauhöhe auszeichnet,
sieht vor, dass am Diffusor des abströmseitig nachgeschalteten Strahlreglers
der Führungszapfen
vorsteht oder die Führungsöffnung vorgesehen
ist.
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Weitere
Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele
in Ver bindung mit den Ansprüchen
sowie der Zeichnung. Die einzelnen Merkmale können je für sich oder zu mehreren bei
einer Ausführungsform
gemäß der Erfindung
verwirklicht sein.
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Es
zeigt:
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1 u. 2 einen
als Flip-Flop-Regler ausgestalteten Durchflussmengenregler in seiner Ausgangsstellung,
in welcher ein zentraler Regelkern von einem ihn umgreifenden ringförmigen Drosselkörper aus
elastischem Material abgerückt
ist, wobei der Durchflussmengenregler in einem Längsschnitt (vgl. 1)
und in einer Draufsicht auf die Zuströmseite (vgl. 2)
gezeigt ist,
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3 u. 4 den
Durchflussmengenregler aus 1 und 2 in
seiner Gebrauchsstellung, in welcher der zentrale Regelkern zwischen
sich und dem ihn ringförmig
umgreifenden Drosselkörper
einen Steuerspalt begrenzt,
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5 u. 6 einen
Durchflussmengenregler in seiner Ausgangs- oder Ruhestellung, der
mit einem abströmseitig
vorgesehenen Strahlregler eine sanitäre Einbaueinheit bildet, wobei
vom Strahlregler ein axialer Führungszapfen
vorsteht, an dem der Regelkern des Durchflussmengenreglers verschieblich geführt ist,
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7 u. 8 den
Durchflussmengenregler aus 4 und 6 in
seiner Gebrauchsstellung,
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9 u. 10 eine
ebenfalls aus Strahlregler und Durchflussmengenregler bestehende
sanitäre
Einbaueinheit, wobei der Strahlregler und der in seiner Ausgangsstellung
dargestellte Durchflussmengenregler zwar funktionell getrennt, aber
lösbar miteinander
verbunden sind,
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11 u. 12 den
Durchflussmengenregler aus 9 und 10 in
seiner Gebrauchsstellung,
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13 u. 14 einen
in seiner Ausgangsstellung gezeigten Durchflussmengenregler, dessen Regelkern
mit Hilfe eines einstückig
angeformten Führungszapfens
verschieblich geführt
ist, der eine Führungsöffnung in
einem abströmseitig
nachgeschalteten Strahlregler durchsetzt,
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15 u. 16 den
Durchflussmengenregler aus 13 und 14 in
seiner Gebrauchsstellung,
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17 u. 18 einen
mit 13 bis 16 vergleichbaren
Durchflussmengenregler in seiner Ausgangsstellung, wobei an den
Regelkern koaxial zum Führungszapfen
eine Aufnahmehülse einstückig angeformt
ist, die den den Regelkern abströmseitig
beaufschlagenden Stirnendbereich einer als Rückstellkraft dienenden Druckfeder
aufnimmt,
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19 u. 20 den
Durchflussmengenregler aus 17 und 18 in
seiner Gebrauchsstellung,
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21 u. 22 einen
Durchflussmengenregler in seiner Gebrauchsstellung, dessen elastischer
Drosselkörper
auf einen sich in Durchströmrichtung
konisch erweiternden Aufweitdorn angeordnet ist, wobei der Drosselkörper auf
dem Aufweitdorn durch den Druck des anströmenden Fluids unter Aufdehnen
gegen seine Eigenelastizität
von der Ausgangsstellung in die Gebrauchsstellung bewegbar ist,
in welcher der Drosselkörper
von einer Umfangswandung umgrenzt oder umhüllt ist, die eine Regelprofilierung
trägt,
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23 u. 24 den
Durchflussmengenregler aus 21 und 22 in
seiner Ausgangsstellung, in welcher der Drosselkörper auf dem Aufweitdorn von
der die Regelprofilierung tragenden Umfangswandung abgerückt ist
und der sich derart zusammengezogen hat, dass sich ein im Vergleich zum
Steuerspalt größerer lichter
Durchflussquerschnitt ergibt,
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25 einen
mit 1 bis 4 vergleichbaren Durchflussmengenregler,
der mit einem abströmseitig
angeordneten Rückschlagventil
eine Einbaueinheit bildet, wobei der Durchflussmengenregler und
das Rückschlagventil
in ihrer unbelasteten Ausgangsstellung dargestellt sind,
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26 die
Einbaueinheit aus 25 in der vom Fluid durchströmten Gebrauchsstellung
von Durchflussmengenregler und Rückschlagventil
und
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27 die
als Leistungskurve dargestellte Durchflussleistung pro Zeiteinheit
verschiedener Durchflussmengenregler, wobei der Kurvenverlauf A die
Durchflussleistung einer ungeregelten Fluidleitung, der Kurvenverlauf
B die Durchflussleistung einer mit einem üblichen Durchflussbegrenzer
eingeengten Fluidleitung, der Kurvenverlauf C die Durchflussleistung
eines handelsüblichen
Durchflussmengenreglers und der Kurvenverlauf D die Durchflussleistung
eines erfindungsgemäß ausgestalteten Durchflussmengenreglers
zeigt.
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In
den 1 bis 24 ist ein Durchflussmengenregler
in den Ausführungen 1, 2, 3, 4, 5 und 20 dargestellt.
Diese Durchflussmengenregler nach 1, 2, 3, 4, 5 und 20 sind
dazu bestimmt, die durch eine Leitung durchströmende oder vorzugsweise aus
einer Leitung ausströmende
maximale Durchflussmenge eines Fluids pro Zeiteinheit zu vergleichmäßigen und
auf einen vorgegebenen Wert festzulegen. Die hier dargestellten
Durchflussmengenregler 1, 2, 3, 4, 5 und 20 sind
Bestandteil einer sanitären
Einbaueinheit, die beispielsweise in ein nicht weiter dargestelltes
Auslaufmundstück
eingesetzt und auf diese Weise am Wasserauslauf einer sanitären Wasserauslaufarmatur
montiert werden kann.
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Die
Durchflussmengenregler 1, 2, 3, 4, 5 und 20 weisen
einen ringförmigen
Drosselkörper 6 aus elastischem
Material auf, der in einer in den 3, 4; 7, 8; 11, 12; 15, 16; 19, 20 und 21, 22 gezeigten
Gebrauchsstellung zwischen sich und einer innen- und/oder außenliegenden
Regelprofilierung 21 einen Steuerspalt 8 begrenzt.
Dieser Steuerspalt 8 ist in seinem lichten Durchflussquerschnitt
durch den sich unter der beim Durchströmen des Fluids bildenden Druckdifferenz
verformenden und mit steigendem Druck zunehmend in die Regelprofilierung 21 einformenden
Drosselkörper 6 veränderbar.
Aus einem Vergleich der 1 bis 20 einerseits
und der 21 bis 24 andererseits
wird deutlich, dass die Regelprofilierung 21 in Relation
zum Drosselkörper 6 innen
und/oder außen
angeordnet sein kann. Während
bei den Durch flussmengenreglern 1, 2, 3, 4 und 5 gemäß den 1 bis 20 die
Regelprofilierung 21 am Außenumfang eines vom Drosselkörper 6 umgriffenen
Regelkerns 7 angeordnet ist, ist die Regelprofilierung 21 bei
dem in 21 bis 24 dargestellten
Durchflussmengenregler 20 am Innenumfang einer den Drosselkörper umgrenzenden
oder umhüllenden
Wandung 22 vorgesehen.
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Aus
den 1 bis 20 ist erkennbar, dass der Drosselkörper 6 und
der davon umgriffene Regelkern 7 in ihrer Relativposition
zueinander zwischen einer in 1, 2; 5, 6; 9, 10; 13, 14 und 17, 18 dargestellten
Ausgangsstellung und einer in 3, 4; 7, 8; 11, 12; 15, 16 und 19, 20 gezeigten
Gebrauchsstellung bewegbar sind. Während der Drosselkörper 6 in
der Gebrauchsstellung zwischen sich und dem Regelkern den Steuerspalt 8 umgrenzt,
ist die Relativposition von Drosselkörper 6 und Regelkern 7 in
der Ausgangsstellung derart verändert,
dass sich ein im Vergleich zum Steuerspalt 8 größerer lichter
Durchflussquerschnitt einstellt. Dabei ist die Relativposition von Drosselkörper 6 und
Regelkern 7 von der Ausgangsstellung infolge des anströmenden oder
durchströmenden
Fluids gegen eine Rückstellkraft
in die Gebrauchsstellung bewegbar. Die Rückstellkraft kann derart bemessen
werden, dass der Drosselkörper 6 und
der Regelkern 7 bei einem geringen Druck des zuströmenden Fluids
in ihrer Ausgangsstellung verharren; da in dieser Ausgangsstellung
sich ein im Vergleich zum Steuerspalt 8 größerer lichter
Durchflussquerschnitt zwischen Drosselkörper 6 und Regelkern 7 einstellt,
kann das Fluid den Durchflussmengenregler 1, 2, 3, 4 oder 5 bei
geringen Drücken praktisch
ungehindert passieren, bis erst mit zunehmendem Druck die Regelfunktion
des Durchflussmengenreglers 1, 2, 3, 4 oder 5 einsetzt.
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Um
die Relativposition von Drosselkörper 6 und
Regelkern 7 verändern
zu können,
ist hier der Regelkern 7 im Durchfluss mengenregler 1, 2, 3, 4 und 5 verschieblich
geführt
und unter dem Druck des anströmenden
Fluids in die Gebrauchsstellung bewegbar. Dabei wird der Regelkern 7 abströmseitig von
einer hier als Druckfeder ausgestalteten Federwendel 9 beaufschlagt,
die als Rückstellkraft
dient.
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Die
hier dargestellten Ausführungen 1, 2, 3, 4 oder 5 des
Durchflussmengenreglers stimmen in ihren wesentlichen Funktionen
und Merkmalen überein.
Sie unterscheiden sich lediglich darin, wie der Regelkern 7 im
Durchflussmengenregler geführt
ist.
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So
steht bei den in den 1 bis 12 dargestellten
Ausführungen 1, 2 und 3 ein
Führungszapfen 10 in
den Durchflussmengenregler vor, der von dem daran verschieblich
geführten
Regelkern 7 umgriffen ist. Dieser Regelkern 7 ist
hier ring- oder
scheibenförmig
ausgestaltet und hat eine zentrale Führungsöffnung 11, die der
Führungszapfen 10 durchsetzt.
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Bei
den in den 13 bis 20 dargestellten
Ausführungen 4 und 5 ist
an dem Regelkern 7 ein in Durchströmrichtung orientierter Führungszapfen 12 vorgesehen,
der in einer abströmseitig
angeordneten Führungsöffnung 13 verschieblich
geführt
ist.
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Bei
den 1 bis 20 ist gut zu erkennen, dass
die als Rückstellkraft
dienende Federwendel 9 den Führungszapfen 10 beziehungsweise 12 umgreift
und mit ihrem einen Stirnende den Regelkern 7 abströmseitig
beaufschlagt. Dabei weist der Regelkern 7 des in den 17 bis 20 dargestellten
Durchflussmengenreglers 5 abströmseitig eine Aufnahmehülse 14 auf,
die den den Regelkern 7 beaufschlagenden Stirnendbereich
der Federwendel 9 in sich aufnimmt. Die axiale Längsstreckung
dieser Aufnahmehülse 14 ist
so bemessen, dass der abströmseitige Stirnendbereich
der Aufnahmehülse 14 als
Anschlag für
den Regelkern 7 in seiner Gebrauchsstellung dient.
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Bei
dem in den 21 bis 24 dargestellten
Durchflussmengenregler 20 ist der Drosselkörper 6 auf
einem Aufweitdorn 23 angeordnet, der sich in Durchströmrichtung
des Fluids konisch erweitert und über die Prallfläche eines
Diffusors 16 in den Durchflussmengenregler vorsteht. Auf
diesem Aufweitdorn 23 ist der Drosselkörper 6 durch den Druck
des anströmenden
Fluids unter Aufdehnen gegen die Eigenelastizität seines elastischen Materials
von der in 23 und 24 gezeigten
Ausgangsstellung in die in 21 und 22 dargestellte
Gebrauchsstellung bewegbar. In der Gebrauchsstellung wirkt der Drosselkörper 6 des
Durchflussmengenreglers 20 mit der außenliegenden Regelprofilierung 21 zusammen,
die am Innenumfang einer den Drosselkörper umgebenden Wandung 22 vorgesehen
ist.
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Bei
dem Durchflussmengenregler 20 gemäß den 21 bis 24 wird
der ringförmige
Drosselkörper 6 nicht
durch eine Federwendel von seiner Gebrauchsstellung in die Ausgangsstellung
zurückbewegt,
sondern durch die im Drosselkörper
selbst gespeicherte elastische Energie, die der Drosselkörper aufnimmt,
wenn er durch den anstehenden Druck des Fluids von der Ausgangsstellung
in die Gebrauchsstellung gebracht wird und sich dabei aufgrund des
Aufziehens auf den konischen Aufweitdorn 23 radial dehnen
muss.
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In
seiner Gebrauchsstellung befindet sich der Drosselkörper 6 somit
in radial gedehntem Zustand. Steht kein Fluid mehr an und wirkt
auf den Drosselkörper 6 kein
weiterer Druck, zieht sich der Drosselkörper zusammen und rutscht durch
den schrägen
Außenumfang
des konischen Aufweitdorns 23 nach oben in seine Ausgangsstellung
zurück.
In dieser Ausgangsstellung weist der sich in ungedehntem Zustand
befindliche Drosselkör per 6 einen
gegenüber
der Gebrauchsstellung reduzierten Außenumfang auf, so dass sich
ein im Vergleich zum Steuerspalt 8 größerer lichter Durchflussquerschnitt
einstellt.
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Damit
im Wasser mitgeführte
Schmutzpartikel die Regelfunktion des Durchflussmengenreglers und
der ihm nachgeschalteten sanitären
Funktionseinheiten nicht gefährden
können,
ist den Durchflussmengenreglern 2, 3, 4, 5 und 20 gemäß den 5 bis 24 ein
Vorsatzsieb 30 vorgeschaltet, das in einer zuströmseitigen
Siebaufnahme der Mengenregler 2, 3, 4, 5, 20 verrasstet
oder dergleichen vorzugsweise lösbar
gehalten ist. Um insbesondere bei niedrigen Drücken dem Wasser keinen zusätzlichen hohen
Widerstand entgegenzusetzen, sollten die Sieböffnungen des Vorsatzsiebes 30 einen
entsprechend großen
lichten Durchflussquerschnitt bieten und einen dementsprechend großen Durchmesser haben.
Der Gefahr, dass bei einem entsprechend großen Durchmesser der Sieböffnungen
auch dementsprechend große
Schmutzpartikel das Vorsatzsieb 30 passieren können, wird
in vorteilhafter Weise dadurch begegnet, dass durch den in der Ausgangsstellung
größeren lichten
Durchflussquerschnitt auch im Fluid mitgeführte Schmutzpartikel ohne weiteres den
Spaltbereich zwischen Drosselkörper 6 und
Regelkern 7 passieren und die Regelfunktion des Durchflussmengenreglers
nicht mehr beeinträchtigen können.
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Aufgrund
ihrer in Ausgangsstellung praktisch selbstreinigenden Funktionsweise
sind die hier dargestellten Durchflussmengenregler 1, 2, 3, 4, 5 oder 20 selbst
in solchen Gebieten vorteilhaft einsetzbar, in denen derart geringe
Drücke
des Fluids normalerweise nicht zu befürchten sind, – aber im
Wasser mitgeführte
Schmutzpartikel nicht ausgeschlossen werden können.
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Wie
die in den 5 bis 24 dargestellten
Ausführungen 2, 3, 4, 5 und 20 zeigen,
kann dem Durchflussmengenregler ein be lüfteter oder auch unbelüfteter Strahlregler 15 abströmseitig
nachgeschaltet sein, wobei der Durchflussmengenregler einerseits
und der Strahlregler 15 andererseits vorzugsweise lösbar miteinander
zu einer sanitären
Einbaueinheit verbunden sind.
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Die
in den 5 bis 24 dargestellten Strahlregler 15 weisen
einen zuströmseitigen
Strahlzerleger auf, der den anströmenden Wasserstrom in eine
Vielzahl von Einzelstrahlen unterteilt. Dieser Strahlzerleger ist
hier als Diffusor 16 ausgebildet, der eine Belüftung der
Einzelstrahlen auch bei geringen Druckverhältnissen begünstigt.
Möglich
ist aber auch, statt des Diffusors 16 eine hier nicht weiter
dargestellte Lochplatte als Strahlzerleger vorzusehen.
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Während bei
der in den 5 bis 8 dargestellten
Ausführung 2 an
den Diffusor 16 des abströmseitig nachgeschalteten Strahlreglers
ein Führungszapfen 10 vorsteht,
an welchem Führungszapfen 10 der
Regelkern 7 des vorgeschalteten Durchflussmengenreglers 2 verschieblich
geführt
ist, ist am Diffusor 16 der in den 13 bis 16 dargestellten
Ausführung
die Führungsöffnung 13 vorgesehen, die
der am Regelkern 7 vorstehende Führungszapfen 12 verschieblich
durchsetzt. In den 13 bis 16 ist
gut zu erkennen, dass sich an die Führungsöffnung 13 zuströmseitig
eine Führungshülse 17 anschließt, deren
zuströmseitiges
Stirnende dem Regelkern 7 als Anschlag in dessen Gebrauchsstellung
dient.
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Die
hier dargestellten Durchflussmengenregler 1, 2, 3, 4, 5 und 20 sind
auch in Verbindung mit anderen sanitären Funktionseinheiten vorteilhaft
einsetzbar. So ist in den 25 und 26 ein
mit 1 bis 4 vergleichbarer Durchflussmengenregler 1 dargestellt,
dem abströmseitig
ein als Rückschlagventil
ausgebildeter Rückflussverhinderer 24 nachgeschaltet ist.
Dabei zeigt 25 die aus Durchflussmengenregler 1 und
Rückflussverhinderer 24 bestehende
sanitäre
Einbaueinheit in der vom Fluid unbelasteten Ausgangsstellung, in
welcher der Durchflussmengenregler 1 einen im Vergleich
zum Steuerspalt 8 größeren lichten
Durchflussquerschnitt aufweist und in welcher der Rückflussverhinderer 24 sich
in seiner Schließposition
befindet. Demgegenüber
ist diese sanitäre
Einbaueinheit in 26 in ihrer Gebrauchsstellung
dargestellt, in welcher der Drosselkörper 6 zwischen sich
und der Regelprofilierung 21 den Steuerspalt 8 begrenzt
und in welcher der Rückflussverhinderer 24 sich
in seiner Offenstellung befindet. Da beispielsweise bei Schlauchbrausen
auf der Zuflussseite der Einbaueinheit der Fall eintreten kann,
dass auf der Abflussseite der Druck höher ist als auf der Zuflussseite,
ist bei dem Durchflussmengenregler 1 der Rückflussverhinderer 24 nachgeschaltet,
der einen Rückstrom
des Fluids entgegen der üblichen
Durchströmrichtung
verhindert.
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Mit
Hilfe der hier dargestellten Durchflussmengenregler 1, 2, 3, 4, 5 und 20 lässt sich
die maximale Durchflussmenge des pro Zeiteinheit durchströmenden Fluids
vergleichmäßigen und
auf einen bestimmten Wert festlegen. Da die hier dargestellten Durchflussmengenregler 1, 2, 3, 4, 5 und 20 in
ihrer Ausgangs- oder Ruhestellung dem zuströmenden Wasser oder dergleichen
Fluid nur einen vergleichsweise geringen Widerstand entgegensetzen,
sind die Durchflussmengenregler auch in solchen Gebieten vorteilhaft
einsetzbar, in denen zeitlich und/oder örtlich extreme Druckunterschiede
und Druckschwankungen vorherrschen. Selbst in solchen Regionen, die
sich durch einen konstant hohen Wasserdruck auszeichnen, sind die
hier dargestellten Durchflussmengenregler vorteilhaft einsetzbar,
weil in der Ausgangsstellung dieser Durchflussmengenregler die im Fluid
mitgeführten
Schmutzpartikel den Spaltbereich passieren und die Funktion des
Durchflussmengen reglers nicht mehr beeinträchtigen können.
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In 27 ist
die Durchflussleistung pro Zeiteinheit eines der hier dargestellten
Durchflussmengenregler 1, 2, 3, 4, 5 und 20 im
Vergleich zu anderen Ausführungsbeispielen
dargestellt. Der Kurvenverlauf A zeigt die Durchflussleistung einer
ungeregelten Fluidleitung. Um beispielsweise einen durch Normen festgelegten,
maximal zulässigen
Durchfluss bei vorgegebenem Druck einhalten zu können, und um die Durchflussleistung
pro Zeiteinheit einer solchen Fluidleitung zu reduzieren, kann in
die Fluidleitung ein beispielsweise als einfache Drosselscheibe
ausgebildeter Durchflussbegrenzer zwischengeschaltet sein; der Kurvenverlauf
B zeigt die Durchflussleistung einer, durch einen derartigen Durchflussbegrenzer
gedrosselten Fluidleitung. Die Durchflussleistung pro Zeiteinheit
kann mit Hilfe eines Durchflussmengenreglers auf einen bestimmten
druckunabhängigen Maximalwert
einregelt werden; der Kurvenverlauf C zeigt die Durchflusscharakteristik
eines handelsüblichen
Durchflussmengenreglers gemäß dem Stand der
Technik, wobei die im Vergleich zu einer ungeregelten Fluidleitung
stark reduzierte Durchflussleistung bei geringen Drücken des
Fluids gut erkennbar ist. Demgegenüber zeigt der Kurvenverlauf
D die Durchflussleistung eines der hier dargestellten Durchflussmengenreglers 1, 2, 3, 4, 5 oder 20.
Im Vergleich zu den Leistungskurven A und C ist gut zu erkennen,
dass die hier dargestellten Durchflussmengenregler 1, 2, 3, 4, 5 oder 20 die
Durchflussleistung pro Zeiteinheit bei geringen Drücken nicht
nennenswert beeinträchtigen,
um bei Erreichen eines bestimmten Wasserdrucks auf eine festgelegte
maximale Durchflussleistung pro Zeiteinheit einzuregeln, die selbst
bei weiter steigendem Druck des Fluids beibehalten und nicht überschritten
wird.
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Die
hier dargestellten Durchflussmengenregler 1, 2, 3, 4, 5 oder 20 lassen
sich beispielsweise auch in sanitären Versorgungsleitungen und
insbesondere in Gas- und vorzugsweise in Wasserleitungen vorteilhaft
einsetzen.