DE2606321B1 - Pulsierende Wasserstrahlen erzeugende Massagebrause - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Massagebrause mit einer Vorrichtung zur Erzeugung pulsierender Wasserstrahlen mittels eines unmittelbar über einem mit einer Vielzahl von strahlbildenden Düsenbohrungen versehenen Brauseboden mit axialem Spiel mittels einer Nabe auf einem zentrisch am Brauseboden befestigen Lagerzapfen drehbar gelagerten, mit radialen Wandelementen und mit einer segmentförmigen Schließscheibe versehenen Ventilrotor, dem in Durchfließrichtung Wasserleitelemente vorgeordnet sind, welche in dem ihn aufnehmenden Raum eine kreisende Wasserbewe-

gung erzeugen.

Bei einem bekannten Strahlkopf dieser Art (DT-AS 10 27 364), der insbesondere für Unterwassermassage gedacht ist, sind die segmentförmigen Schließscheiben des Ventilrotors unmittelbar über der Innenfläche des die Wasseraustrittskanäle enthaltenden Brausebodens angeordnet. Bei anderen bekannten Brausen (DT-OS 23 29 258 und 23 42 612 sowie US-PS 28 78 066, 37 62 648 und 38 01 019) weisen die Ventilorgane der Ventilrotoren ebenfalls die Form von kreissegment- oder ringsegmentartigen, flachen Scheiben auf, die dicht über der inneren planebenen Fläche des mit achsparallelen Düsenbohrungen versehenen Brausebodens angeordnet und mit im wesentlichen radial verlaufenden, die Funktion von Turbinenschaufeln ausübenden Flügeln oder Wandelementen versehen sind. Bei all diesen bekannten, mit Segmentscheiben oder Ringscheiben versehenen Ventilrotoren treten, ungeachtet der unterschiedlichen, jeweils mehrfach vorhandenen schrägradial oder schrägaxial auf die Rotorflügel gerichteten Zulaufkanäle, infolge des auf die Schließscheiben der Ventilrotoren in axialer Richtung wirksamen Wasserdruckes erhebliche Lagerreibungen auf. Während sich dieses Reibungsproblem bei Schließscheiben mit diagonal-symmetrischer Flächenverteilung durch entsprechenden Aufwand, z. B. mittels reibungsarmer Spitzenoder Zapfenlagerung des Ventilrotors einigermaßen befriedigend lösen läßt, sind, wie bei einer bekannten Ausführungsform (DT-OS 23 29 258) verwirklicht, bei Schließscheiben mit diagonal unsymmetrischer Flächenverteilung zur Herabsetzung der eine starke Bremswirkung erzeugenden Reibkräfte zusätzlich zu einer kombinierten Kugel- oder Zapfenlagerung besondere Gleitscheiben erforderlich. Abgesehen von dem damit

verbundenen zusätzlichen Aufwand, kann dadurch aber nicht sichergestellt werden, daß der Ventilrotor wegen der vorhandenen großen Berührungsfläche zwischen der Innenseite des Brausebodens und der Schließfläche der Schließscheibe bzw. der Gleitscheibe und der dabei 5 ggf. wirksam werdenden Adhäsionshaftung bzw. ruhenden Reibung der Ventilrotor in jedem Falle, insbesondere auch bei schwächerem Wasserdruck, zum Laufen gebracht werden kann. Mit solchen Funktionsstörungen ist insbesondere auch bei einer anderen bekannten Ausführungsform (US-PS 38 01 019) zu rechnen, bei der das Schließorgan des Ventilrotors als Ringscheibe ausgebildet ist, die sich über etwa 180° erstreckt und die ohne jede Führungslagerung direkt flach auf der inneren planebenen Fläche des Brausebodens aufliegt.

Es ist auch schon bekannt, daß sich die »Schärfe« der Strahlimpulse durch Vergrößerung des Abstandes zwischen der Schließscheibe und der inneren Fläche des Brausebodens vermindern läßt (US-PS 28 78 066, Sp. 4 oben). Zu diesem Zweck ist bei einer bekannten Brause der in Frage stehenden Art der Ventilrotor mit einem axial verstellbaren Spitzenlager versehen, mit dem darüber hinaus ein evtl. Lagerverschleiß ebenfalls kompensierbar ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Massagebrause der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Lagerreibung des Ventilrotors auf ein Minimum reduziert ist und bei der die bekanntlich auch vom jeweils herrschenden Fließdruck bzw. von der Durchlaufmenge abhängige »Schärfe« der pulsierenden Wasserstrahlen ausgeprägter ist als bei den bekannten Massagebrausen, wobei es mit zur Aufgabe gehört, diese Ziele mit möglichst geringem Aufwand und in raumsparender, also kompakter Bauweise, zu erreichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der Rotationsebene der Schließscheibe des Ventilrotors und dem Brauseboden ein zur Schließscheibe hin offener und zumindest annähernd den Radius der Schließscheibe aufweisender Stauhohlraum vorgesehen ist, in welchen mit den Düsenbohrungen versehene Hohlzapfen des Brausebodens bis annähernd zur Rotationsebene der Schließscheibe hineinragen.

In diesem Stauhohlraum bildet sich beim Betrieb der Brause ein Wasserpolster, welches den in axialer Fließrichtung auf die Schließscheibe wirksamen Druck kompensiert, so daß der gesamte Ventilrotor, an dem die Schließscheibe starr befestigt ist, der, wie eingangs erwähnt, axiales Spiel besitzt, in axialer Richtung schwimmend positioniert ist. Durch die infolgeuessen vernachlässigbar klein werdende Lagerreibung wird nicht nur eine optimale Drehzahl des Ventilrotors und somit eine optimale Pulsfrequenz erreicht, sondern es ergibt sich auch, wie umfangreiche Versuche bestätigt haben, eine deutliche spürbare Verbesserung der Impulsschärfe und daraus resultierend auch eine wesentliche Verbesserung der Massagewirkung.

Eine sowohl funktionell als auch herstellungstechnisch, insbesondere spritzgußtechnisch optimale Bauform des Ventilrotors ist dadurch verwirklicht, daß der Ventilrotor insgesamt drei in gleichen Winkelabständen voneinander angeordnete radiale Wandelemente, sowie eine die Wandelemente umgebende Ringwand mit etwa gleicher axialer Länge aufweist und daß sich die Schließscheibe über zwei Winkelfelder der Wandelemente erstreckt Bei entsprechend dünnwandiger Ausführung, die ja bekanntlich bei Spritzgußteilen immer angestrebt wird, ergibt sich dabei der Vorteil, daß der gesamte Ventilrotor sehr leicht und dadurch mit einer geringen trägen Masse behaftet ist. Durch die Ringwand erhält der Ventilrotor einerseits eine hohe Formstabilität und andererseits sorgt diese Ringwand für ein Gleichgewicht der in radialer Richtung wirksamen Druckkräfte und trägt somit zugleich zur Verringerung der radialen Lagerreibung bei.

In weiterer Ausgestaltung unterscheidet sich die Erfindung von den bekannten Massagebrausen auch dadurch, daß in axialem Abstand vom und in Fließrichtung vor dem Ventilrotor um einen koaxial zur Rotordrehachse angeordneten zylindrischen Zapfen ein im Mündungsbereich eines radialen oder tangentialen Zulaufkanals teilweise abgedeckter Ringkanal angeordnet ist, dessen Boden zumindest teilweise schräg zur Symmetrieachse auf die Rotationsebene des Ventilrotors gerichtet ist.

Während bei den bekannten Massagebrausen der eingangs genannten Art zur Erzeugung der kreisenden Wasserbewegung bzw. für den rotierenden Antrieb des Ventilrotors jeweils besondere scheibenförmige oder zylindrische Teile mit jeweils mehreren schrägaxial bzw. schrägradial verlaufenden Wasserleitbohrungen erforderlich sind, deren Herstellung wenigstens z.T. sehr aufwendig ist, kann der erfindungsgemäß vorgesehene Ringkanal direkt in den Brausekopf eingeformt sein, wobei ein zusätzlicher Vorteil darin zu sehen ist, daß sich seine geometrisch einfache Form sehr einfach realisieren läßt. Außerdem benötigt dieser Ringkanal keinen zusätzlichen Raum, so daß sich eine in axialer Richtung geringe Bauhöhe erzielen läßt. Außerdem hat sich erwiesen, daß die in dem Ringkanal entstehenden Fließgeräusche wesentlich geringer sind als die Geräusche, die bei den bekannten jeweils mehrfach vorhandenen düsenarigen Leitkanälen entstehen.

Um eine optimale Antriebswirkung für den Ventilrotor zu erzielen, ist es zweckmäßig, wenn der Ringkanal eine geringere radiale Weite als die Wandelemente des Ventilrotors aufweist und sein mittlerer Radius zumindest annähernd dem mittleren Radius der Wandelemente entspricht.

Außerdem hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der oder die radial in den Ringkanal mündenden Zulaufkanäle in axialer Richtung flach und in Umfangsrichtung breit ausgebildet sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind den Ansprüchen 7—11 zu entnehmen.

Anhand der Zeichnung wird nun im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Massagebrause mit den zur Erzeugung pulsierender Wasserstrahlen vorgesehenen Einzelteilen in perspektivischer Explosionsdarstellung,

F i g. 2 den Brausekopf in Ansicht A

F i g. 3 einen Teilschnitt B-B in F i g. 2

F i g. 4 einen Querschnitt entlang der Linie C-C des vervollständigten Brausekopfes der F i g. 2.

Um den Vorteil der Möglichkeit einer sehr kompakten Bauweise aufzuzeigen, ist die Vorrichtung zur Erzeugung pulsierender Wasserstrahlen am gezeichneten Ausführungsbeispiel in einem Brausekopf 1 einer Handbrause verwirklicht, der mittels einer Nabe 2 auf einem zylindrischen Zapfen 3 drehbar und mittels einer aus einer Rastscheibe 4 und einem Federbolzen 5 bestehenden Rastvorrichtung in drei verschiedenen Winkelstellungen fixierbar ist Der Brausekopf 1 weist auf seinem Umfang in einer ortogonal zur Achse des Zapfens 3 liegenden Ebene noch zwei weitere, nicht

dargestellte Brausestrahler unterschiedlicher Strahlcharakteristik auf. Wie aus Fig.4 ersichtlich ist, ist der Zapfen 3 in einer feststehend im stirnseitigen Ende eines nur teilweise dargestellten Handgriffteiles 6 angeordneten Scheibe 7 befestigt. Diese Scheibe 7 ist mit einem axialen Durchbruch 8 versehen, mit dem in den jeweiligen Rastpositionen des Brausekopfes 1 Verbindungskanäle zu den einzelnen Strahlern in Verbindung gebracht werden.

Die Vorrichtung zur Erzeugung pulsierender Wasserstrahlen besteht im wesentlichen aus einem in der Nabe 2 des Brausekopfes 1 angeordneten Ringkanal 9, einer Deckscheibe 10, einem Ventilrotor 11, sowie einem becherartig ausgebildeten Strahlkörper 12, die alle konzentrisch zu einer die Drehachse 13 des Brausekopfes 1 rechtwinklig schneidenden Achse 14 angeordnet sind. Die Achse 14 ist zugleich die Symmetrieachse einer zylindrischen Sackbohrung 15, in deren Boden der Ringkanal 9 angeordnet ist. Diese Sackbohrung 15 ist mit einem Innengewinde 16 ausgerüstet, in welches der mit einem dazu passenden Außengewinde 17 versehene zylindrische Teil 18 des Strahlkörpers 12 einschraubbar ist. Der Ringkanal 9 besitzt einen rechteckigen Querschnitt (s. Fig.4) und erstreckt sich über einen Winkel α von etwa 355°. Sein Anfang wird von einer radialen parallel zur Achse 14 verlaufenden Wandfläche 19 gebildet. Der im übrigen planebene ringförmige Boden 20 des Ringkanals 9 weist in seinem Endbereich eine sich über einen Winkel β von etwa 90° erstreckende unter einem Neigungswinkel von etwa 45° verlaufende Leitfläche 21 auf. Das Zentrum des Ringkanals 9 wird von einer zylindrischen Nabe 22 gebildet, die eine axiale Sackbohrung 23 aufweist. In der Nähe der Wandfläche 19 münden in den Ringkanal 9 zwei axial übereinanderliegende in axialer Richtung flache und in Umfangsrichtung breite Zulaufkanäle 24 und 25, die in der in F i g. 4 dargestellten Winkelstellung des Brausekopfes 1 mit dem Durchbruch 8 der Scheibe 7 in Verbindung stehen.

Die Deckscheibe 10, die die Form eines sich über einen Winkel γ von etwa 90° erstreckenden Kreissegmentes aufweist und einen in die Sackbohrung 23 der Nabe 22 passenden zentrischen Zapfen 26 besitzt, ist mit einem konzentrischen Distanzring 27 ausgerüstet, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser der Sackbohrung 15 des Brausekopfes 1 entspricht. Wie aus den F i g. 1 und 4 ersichtlich ist, ist der Zapfen 26 der Deckscheibe 10 an einem zungenartigen Mittelstück 28 der Deckscheibe 10 befestigt, dessen Kontur auf den Umfang der Nabe 22 des Ringkanals 9 abgestimmt ist. Die einstückig mit dem Zapfen 26 und dem Distanzring hergestellte Deckscheibe 10 ist axial an den Distanzring 27 angeformt. Damit die Distanzscheibe 10 bündig versenkt in der den Ringkanal 9 umgebenden Ringschulter 29 untergebracht werden kann, ist diese Ringschulter 29 mit einer der Dicke der Deckscheibe 10 entsprechenden, sich ebenfalls über den Winkel γ erstreckenden Vertiefung 30 versehen. Entsprechend ist auch die Nabe 22 um die Dicke der Deckscheibe 10 kürzer als die Gesamttiefe des übrigen Teiles des Ringkanals 9.

Der Ventilrotor 11 besteht aus einem äußeren Ring 3t, drei radialen Wandlementen 32, 33 und 34, einer Nabe 35 und einem die Schließscheibe bildenden Boden 36, der sich über das Wandelement 34 vom Wandelement 32 zum Wandelement 33 erstreckt. Auch dieser Ventilrotor 11 besteht aus einem einstückig gespritzten Kunststoffteil. Der Boden 36 ist zwischen den Wandelementen 32,33 und 34 angeordnet, so daß seine in F i g. 1 sichtbare Unterseite mit der unteren Stirnfläche 37 des Ringes 31 in einer gemeinsamen Ebene liegt. Die Nabe 35 ist so geformt, daß sie etwa 0,2 mm aus der unteren Ebene des Bodens 36 herausragt. Der Außendurchmesser des Ringes 31 ist kleiner als der Innendurchmesser des Distanzringes 27 der Deckscheibe 10 und im übrigen so bemessen, daß der Ventilrotor 11 mit geringem radialem Spiel im zylindrischen Teil 18 des Strahkörpers 12 untergebracht werden kann.

Der dünnwandige Boden 38 des Strahlkörpers 12 ist mit einer Vielzahl von parallel zur Achse 14 verlaufenden Düsenbohrungen 39 versehen, die, wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, in drei gleich großen Gruppen mit gleichen mittleren Winkelabständen verteilt angeordnet und mittels nach innen vorspringenden Hohlzapfen 40 über die Dicke des Bodens 38 hinaus verlängert sind. In der Mitte des Bodens 38 befindet sich ein nach innen gerichteter zylindrischer Ansatz 41, mit einem Lagerzapfen 42 und einer Ringschulter 43, die in der gleichen Ebene liegt wie die Enden der Hohlzapfen 40. (Siehe F ig. 4).

Zusammengesetzt nehmen die beschriebenen Teile die in F i g. 4 dargestellte Lage ein. Die Deckscheibe 10, deren Zapfen 26 mit leichtem Preßsitz in der Sackbohrung 23 der Nabe 22 des Ringkanals 9 sitzt, deckt den im übrigen auslaufseitig offenen Ringkanal 9 in dessen Anfangsbereich ab. Der Distanzring 27 sitzt auf der den Ringkanal 9 umgebenden Ringschulter 29 auf und bildet einen dünnen kreisförmigen Hohlraum 27'. Der Ventilrotor 11 sitzt mit seiner Nabe 35 auf dem Lagerzapfen 42 des bis zum Distanzring 27 eingeschraubten Strahlkörpers 12. Dabei ist ersichtlich, daß der die Schließscheibe bildende Boden 36 des Ventilrotors 11 durch die verlängerte Nabe 35 von den Enden der die Düsenbohrungen 39 enthaltenden Hohlzapfen 40 einen der genannten Verlängerung der Nabe 35 entsprechenden Abstand aufweist und daß sich zwischen der Rotationsebene des Bodens 36 des Ventilrotors 11 und der Innenfläche des Bodens 38 ein Stauhohlraum 44 befindet, in den die Hohlzapfen 40 hineinragen. Des weiteren ist erkennbar, daß der Ventilrotor 11 zum Ringkanal 9 hin axial frei beweglich gelagert ist.

Insgesamt ist auch erkennbar, daß die gesamte Vorrichtung zur Erzeugung pulsierender Wasserstrahlen aus lediglich drei separaten Teilen besteht, wenn man davon ausgeht, daß der Ringkanal Bestandteil des ohnehin vorhandenen Brausekopfes 1 ist und daß sich diese Teile in sehr kompakter Bauweise auf verhältnismäßig kleinem Raum unterbringen lassen. Darüber hinaus ist aus Fig.4 ersichtlich, daß die Breite des Ringkanals 9 etwa um '/3 kleiner ist als die radiale Länge der Wandelemente 32, 33, 34 des Ventilrotors 11 und daß der mittlere Radius des Ringkanals 9 zumindest annähernd dem mittleren Radius dieser Wandelemente 32,33 und 34 entspricht. Durch diese Ausgestaltung wird eine besonders günstige Antriebswirkung des durch den Ringkanal 9 in kreisende Bewegung versetzten Wassers auf den Ventilrotor 11 erzielt, wobei zugleich durch den im Stauhohlraum 44 auftretenden, der axialen Hauptfließrichtung entgegenwirkenden Staudruck der Ventilrotor 11 praktisch schwimmend in seiner Rotationsebene gehalten wird, so daß äußerst minimale Lagerreibungen am Lagerzapfen 42 und der Ringschulter 43 auftreten können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Massagebrause mit einer Vorrichtung zur Erzeugung pulsierender Wasserstrahlen mittels eines unmittelbar über einem mit einer Vielzahl von strahlbildenden Düsenbohrungen versehenen Brauseboden mit axialem Spiel mittels einer Nabe auf einem zentrisch am Brauseboden befestigen Lagerzapfen drehbar gelagerten, mit radialen Wandelementen und mit einer segmentförmigen Schließscheibe versehenen Ventilrotor, dem in Durchfließrichtung Wasserleitelemente vorgeordnet sind, welche in dem ihn aufnehmenden Raum eine kreisende Wasserbewegung erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Rotationsebene der Schließscheibe (36) des Ventilrotors (11) und dem Brauseboden (38) ein zur Schließscheibe (36) hin offener und zumindest annähernd den Radius der Schließscheibe (36) aufweisenden Stauhohlraum (44) vorgesehen ist, in welchen mit den Düsenbohrungen (39) versehene Hohlzapfen (40) des Brausebodens (38) bis annähernd zur Rotationsebene der Schließscheibe (36) hineinragen.

2. Massagebrause nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilrotor (11) insgesamt drei in gleichen Winkelabständen voneinander angeordnete radiale Wandelemente (32, 33, 34) sowie eine die Wandelemente (32,33,34) umgebende Ringwand (31) mit etwa gleicher axialer Länge aufweist und daß sich die Schließscheibe (36) über zwei Winkelfelder der Wandelemente (32, 33, 34) erstreckt.

3. Massagebrause nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in axialem Abstand von und in Fließrichtung vor dem Ventilrotor (11) um einen koaxial zur Rotordrehachse (14) angeordneten zylindrischen Zapfen (22) ein im Mündungsbereich eines radialen oder tangentialen Zulaufkanals (24, 25) teilweise abgedeckter Ringkanal (9) angeordnet ist, dessen Boden (20) zumindest teilweise schräg zur Symmetrieachse (14) auf die Rotationsebene des Ventilrotors (11) gerichtet ist.

4. Massagebrause nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal (9) eine geringere radiale Weite als die Wandelemente (32, 33, 34) des Ventilrotors (11) aufweist und sein mittlerer Radius zumindest annähernd dem mittleren Radius der Wandelemente (32,33,34) entspricht.

5. Massagebrause nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die radial in den Ringkanal (9) mündenden Zulaufkanäle (24, 25) in axialer Richtung flach und in Umlaufrichtung breit ausgebildet sind.

6. Massagebrause nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (20) des in Strömungsrichtung gesehen im Mündungsbereich des oder der Zulaufkanäle (24,25) beginnenden und sich etwa über 357° erstreckenden Ringkanals (9) in seinem Endbereich eine gegenüber der Rotationsebene des Ventilrotors (11) um etwa 45° geneigte Leitfläche (21) aufweist.

7. Massagebrause nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal (9) im Boden einer zylindrischen Sackbohrung (15) eines Brausekopfes (1) angeordnet und mittels einer einen in sich geschlossenen, dem Innendurchmesser der Sackbohrung (15) angepaßten Distanzring (27) aufweisenden, segmentförmigen Deckscheibe (10) im Mündungsbereich des oder der Zulaufkanäle (24, 25) abgedeckt ist und daß der Brauseboden (38) einstückig mit einer den Stauraum (44) radial begrenzenden und den Ventilrotor (11) umschließenden, in die Sackbohrung (15) einschraubbaren Ringwand (18) versehen ist.

8. Massagebrause nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckscheibe (10) einen in eine zentrische Bohrung (23) des die innere Mantelfläche des Ringkanals (9) bildenden Zapfens (22) ragenden Zapfen (26) aufweist.

9. Massagebrause nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckscheibe (10) sich über einen Zentriwinkel (γ) von etwa 90° erstreckt.

10. Massagebrause nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenbohrungen (39) in an sich bekannter Weise in drei in gleichen mittleren Winkelabständen auf der inneren Ringfläche des Brausebodens (38) verteilten Gruppen angeordnet sind.