DE4225421A1 - Pulsierende fluessigkeits-spruehvorrichtung - Google Patents
Pulsierende fluessigkeits-spruehvorrichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Ausgabevorrichtungen
für Flüssigkeiten und inbesondere eine derartige Vorrich
tung, die dem Benutzer erlaubt, eines einer Vielzahl von
Sprühbildern auszuwählen, von denen eines ein pulsierendes
Sprühbild ist.
Es sind Spritz- bzw. Sprühvorrichtungen unterschiedlicher
Art für den Einsatz als Brauseköpfe oder als Sprühköpfe
für Waschbecken angegeben worden. Derartige Vorrichtungen
erlauben dem Benutzer oft, die Eigenschaften des abgegebe
nen Spritz- bzw. Sprühstrahls durch Betätigen eines Hebels
oder Ringes auf der Vorrichtung einzustellen. Eine ver
breitete Technik zum Ändern der Eigenschaften des Sprüh
strahls ist, die Flüssigkeit durch eine Anordnung von Dü
sen in einem Element treten zu lassen. Eine Platte liegt
auf diesem Element auf, ist mit dem Hebel oder Ring ver
bunden und wird mit diesem betätigt. Diese Platte enthält
eine Anzahl von langgestreckten Ausschnitten mit je nach
dem Ort entlang dem Ausschnitt unterschiedlicher Querab
messung. Die Platte wird relativ zu den Düsen so bewegt,
daß die Ausschnitte den Düsen unterschiedlich große Öff
nungen darbieten, so daß das Volumen des Sprühstrahls ver
ändert wird. Bei weiterer Drehung der Platte können einige
der Düsen gesperrt, andere geöffnet werden, so daß ver
schiedene Düsen ausgewählt werden, mit denen das Sprühbild
sich ändert.
Bekannte Vorrichtungen verwenden komplizierte Zahnrad- und
Wellenkonstruktionen, um den Hebel oder Ring mit der die
Strömung steuernden Ausschnittplatte zu verbinden. Diese
komplizierten Konstruktionen erhöhen die Kosten des Pro
dukts und die Wahrscheinlichkeit von Funktionsstörungen.
Daher ist eine Sprühbildauswahlmechanik erwünscht, die im
Sinne von Kosteneinsparungen und eines zuverlässigen Ein
satzes möglichst einfach ausgebildet ist.
In zahlreichen Sprühvorrichtungen ist eine der Düsen mit
einer Kammer verbunden, in der ein Turbinenventil unter
der Kraft der Wasserströmung dreht. Bei der Drehung des
Turbinenventils öffnet und schließt eine Platte auf dem
Ventil abwechselnd verschiedene Kammerauslässe. Dabei
entsteht eine pulsierende Wasserströmung, die durch die
Auslässe austritt. Das Wasser drückt das Turbinenventil
auf die Kammeroberfläche; die dabei entstehende Reibung
hemmt die Drehung des Ventils. Bei schwacher Strömung
reicht diese Reibung oft aus, um die Ventildrehung und da
mit die Impulswirkung zu unterbinden.
Es sind verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen worden, um
die Reibung zwischen dem Turbinenventil und der Kammerwan
dung zu verringern. Bei einem von ihnen weist die Wandung
am Ort der Auslaßöffnung angehobene Bereiche auf. Die Tur
bine läuft auf der kleineren Fläche dieser Bereiche, so
daß die auf sie wirkende Reibung geringer wird. Weitere
Elemente in Form von Rippen zwischen den Bereichen führen
die Ventilplatte von einem angehobenen Bereich zum näch
sten.
Eine Flüssigkeitssprühvorrichtung wie bspw. ein Brausekopf
weist eine Einlaßanordnung auf, die mit einer Auslaßanord
nung verbunden ist. Die Einlaßanordnung weist eine Ein
richtung auf, um zulaufendes Strömungsmittel einem Ein
laßgehäuse zuzuführen, das in einer Fläche eine Austritts
öffnung enthält.
Die Auslaßanordnung liegt an einer Fläche der Einlaßanord
nung an und kann relativ zu dieser drehen. Ein Körper der
Auslaßanordnung enthält eine Vielzahl von Einlaßöffnungen,
die so liegen, daß sie bei in verschiedene Stellungen ge
drehter Auslaßanordnung mit der Öffnung in der Einlaßan
ordnung in Strömungsverbindung stehen. Der Körper weist
einen Ausgabeabschnitt auf, in dem eine gleiche Vielzahl
von Gruppen von Auslässen ausgebildet ist, um unterschied
liche Sprühbilder zu erzeugen. Die Auslaßanordnung weist
auch eine Einrichtung auf, die eine Gruppe von Strömungs
durchlässen umschließt, die jeweils einen Einlaß mit einer
Auslaßgruppe verbinden. Durch Verdrehen der Auslaßanord
nung relativ zur Einlaßanordnung kann der Benutzer die
Sprühbilder einzeln auswählen.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Sprühanordnung
weist einer der Strömungsdurchlässe eine kreisförmige Kam
mer auf, in der die Strömung einen Wirbel erzwingt. Die
Auslässe in einer der Gruppen befinden sich in einer der
Wände der Kammer und sind entlang dem Umfang derselben be
abstandet angeordnet. In der Kammer befindet sich eine Tur
bine, die der Wirbel in Drehung versetzt. Die Turbine hat
eine Fußplatte, die als Ventil dient, um Öffnungen zu der
einen Gruppe von Auslässen abwechselnd zu öffnen und zu
schließen, während die Turbine in der Kammer umläuft. Da
durch wird eine pulsierende Strömung erzeugt, die aus die
sen Auslässen austritt.
Die miteinander in Berührung tretenden Flächen der Kammer
wandung und der Fußplatte der Turbine sind so texturiert,
daß die zwischen ihnen herrschende Reibung verringert
wird. Diese beiden Flächen weisen kleine vorstehende Spit
zen auf, an denen die Teile sich berühren, so daß die Be
rührungsfläche kleiner wird. Um die Reibung weiter zu ver
ringern, kann die Turbine aus einem gleitmittelgefüllten
Kunststoff gefertigt sein - bspw. einem mit Polytetra
fluorethylen und Silikon gefüllten Acetalkunststoff.
Die Stärke der Reibung wird auch durch Regeln des Strö
mungsdrucks in der Kammer eingestellt. Die Turbine neigt
zum Stillstand, wenn der Druck verhältnismäßig hoch ist;
bei zu niedrigem Druck tritt das Strömungsmittel unter der
Grundplatte der Turbine hindurch, was die Ventilwirkung
beeinträchtigt. Der Druck wird durch zweckentsprechende
Bemessung der Zu- und Ablauföffnungen der Turbinenkammer
eingestellt. Bevorzugt wird ein Verhältnis des Gesamt-
Flächeninhalts der Auslaßöffnungen zum Gesamt-Flächenin
halt der Einlaßöffnungen von 4 bis 5.
Fig. 1 zeigt teilweise geschnitten eine als Brausekopf
ausgeführte Form der erfindungsgemäßen Sprühaus
gabevorrichtung;
Fig. 2 ist eine Draufsicht des Austrittsendes des Brau
sekopfes nach Fig. 1;
Fig. 3- 4 sind Längsschnitte durch den Brausekopf in drei
Zuständen desselben, in denen er unterschiedli
che Sprühbilder abgibt;
Fig. 6 ist eine Perspektivdarstellung der Selektorplat
te des Brausekopfes;
Fig. 7 ist ein Schnitt auf der Linie 6-6 der Fig. 4;
und
Fig. 8 ist eine Perspektivdarstellung des Turbinenven
tils des vorliegenden Brausekopfes.
Der in Fig. 1 und 2 gezeigte Brausekopf 10 stellt eine
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sprühausgabevor
richtung dar. Der Brausekopf 10 weist eine Einlaßanordnung
12 und eine Auslaßanordnung 14 auf. Durch Drehen der Aus
laßanordnung 14 bezüglich der Einlaßanordnung 12 kann der
Benutzer des Brausekopfs 10 das Sprühvolumen einstellen
und eines von drei Sprühbildern auswählen, wie unten be
schrieben. Wo nichts anderes angegeben ist, sind die Bau
teile des Brausekopfes - mit Ausnahme der Metallfedern und
der Gummidichtungen - aus Kunststoff gefertigt.
Die Einlaßanordnung 12 weist ein Kugelgelenk 15 mit einer
Muffe 17 mit einem Innengewinde auf, das auf ein Rohr an
der Wand einer Duschkabine aufgeschraubt werden kann. Das
Kugelgelenk 15 enthält eine durchlaufende Öffnung 34 mit
einem Sieb 35 und einer Scheibe 36, die auf herkömmliche
Weise in ihn eingesetzt sind. Die übrigen Bauteile der
Einlaßanordnung 12 befinden sich in einer hohlen zylindri
schen Einlaßkappe 16. Die Einlaßkappe 16 hat an einem Ende
eine Öffnung 18, durch die das Kugelgelenk 15 verläuft,
und am anderen Ende an der Auslaßanordnung 14 eine größere
Öffnung 19.
Die Auslaßanordnung 14 hat einen Außenring 20 mit zwei um
laufenden Nuten in der Außenfläche. In diesen Nuten sitzen
zwei Gummiringe 21, an denen der Benutzer des Brausekopfes
diesen ergreifen kann, um die Auslaßanordnung 14 zu dre
hen. Das von der Einlaßanordnung 12 abgewandte Ende der
Auslaßanordnung 14 enthält eine große kreisrunde Öffnung,
in der mehrere Bauteile konzentrisch angeordnet sind.
Diese Bauteile erzeugen die unterschiedlichen Sprühbilder.
Das erst der Bauteile ist ein Kanalring 22 mit zylindri
scher Außenfläche, der an der Innenfläche des Außenrings
20 anliegt. Das offenliegende Ende des Kanalrings 22 ent
hält eine kreisrunde Öffnung, in der ein Streuelement 24
in Form eines Gummirings sitzt. Die Außenkante des Streu
elements 24 enthält zahnartige Nuten, die eine erste Grup
pe von Sprühauslässen 25 zwischen dem Streuelement 24 und
dem Kanalring 22 bilden. Das Streuelement 24 sitzt außen
auf einem Verteiler 28 und wird mit einer Sechskantmutter
26 in der Sollage gehalten, die auf einen auswärts vor
stehenden zylindrischen Ansatz auf dem Verteiler aufge
schraubt ist.
Der Verteiler 28 ist in den Kanalring 22 eingeschweißt
oder eingeklebt, um ein Strömungsrichtelement 27 zu bil
den. Beide diese Elemente sind aus ABS-Kunststoff gefer
tigt. Der Verteiler 28 hat eine offenliegende Fläche 23,
durch die eine Vielzahl zweiter Auslässe 31 verläuft. Die
zweiten Auslässe 31 sind zu drei Gruppen zusammengefaßt,
die gleichbeabstandet um den ringförmigen Verteiler 28
herum verteilt angeordnet sind. Mittig im ringförmigen
Verteiler 28 befindet sich eine Lüfteranordnung 30 mit
einem Gehäuse 32 mit einer Vielzahl von dritten Auslässen
33. Die dritten Auslässe 33 sind zu einem Kreis um eine
mittige Öffnung 29 angeordnet. Wie unten genauer beschrie
ben ist, handelt es sich bei der mittigen Öffnung 29 um
einen Lufteinlaß und das Wasser strömt durch die Auslässe
33 aus.
Wie in Fig. 1 und 3 gezeigt, hat ein Einlaßgehäuse 38
einen Rohrteil 40, der in einen rohrförmigen Ansatz 39 in
der Einlaßkappe 16 eingeschraubt ist. Weiter hat das Ein
laßgehäuse 38 einen hohlen konischen Teil 42, der vom
Rohrteil 40 abgeht, und eine Innenwand 44, die am Übergang
des Rohrteils 40 zum konischen Teil 42 quer über diesen
verläuft. Die Innenwand 44 enthält eine Anzahl von Öffnun
gen 45. Ein rohrförmiges Element 46 verläuft von der Wand
44 mittig in den konischen Teil 42 hinein und bildet mit
ihm eine Kammer 50.
Das Kugelgelenk 15 verläuft durch die Öffnung 18 in der
Einlaßkappe 16, dessen Kugel 37 sich innerhalb des Rohr
teils 40 des Einlaßgehäuses 38 befindet. Die Muffe 17 ist
zwar kleiner als die Öffnung 18; die Kugel 37 hat jedoch
einen größeren Außendurchmesser, so daß sie nicht durch
die Öffnung paßt. Eine elastische Scheibe 47 zwischen der
Kugel 37 und der Einlaßkappe 16 verhindert eine Berührung
mit der Kugeloberfläche und ein Beschädigen derselben. Ein
Dichtring 48 ist im Rohrteil 40 zwischen dem Kugelgelenk
15 und der Wand 44 angeordnet und wird von einer Druckfe
der 49 auf die Kugel gedrückt. Diese Bauteileanordnung im
Rohrteil 40 des Einlaßgehäuses 38 bildet eine wasserdichte
Schwenkkupplung, mit der der Brausekopf 10 an ein Wasser
rohr angeschlossen werden kann. Das Wasser strömt vom Ku
gelgelenk 15 in den Rohrteil 40 und durch die Öffnungen 45
in die Kammer 50 im konischen Abschnitt 42.
Die Kammer 50 wird von einer ringförmigen Kopfplatte 52
geschlossen, die über dem inneren Ende des Einlaßgehäuses
38 und so auf dem offenen Ende des konischen Abschnitts 42
und des rohrförmigen Elements 46 aufliegt, daß ein flüs
sigkeitsdichter Abschluß entsteht. Bspw. können das Kunst
stoff-Einlaßgehäuse 38 und die Kopfplatte 52 miteinander
verschweißt oder verklebt sein. Weiterhin bildet die Kopf
platte 52 eine Wand der Einlaßanordnung 12, die an der
Auslaßanordnung 14 anliegt. In der Außenfläche der Kopf
platte 52 sind zwei zylindrische Hohlräume 54 ausgebildet,
die Öffnungen 56 enthalten, durch die die Kammer 50 mit
den Hohlräumen jeweils in Strömungsverbindung steht. In
jedem Hohlraum 54 befindet sich eine ringförmige Einlaß
dichtung 58, die eine Druckfeder 59 nach außen beauf
schlagt.
Wie die Fig. 1 zeigt, enthält die Kopfplatte 52 axial
beabstandet von den beiden Hohlräumen 54 einen weiteren
Hohlraum 60. Eine Kugel 62 befindet sich im Hohlraum 60
und wird von der Feder 64 nach außen gedrückt. Die Kugel
62 sitzt auf einer Selektorplatte 66 auf, die eine Innen
wandung der Auslaßanordnung 14 bildet. Wie bereits ange
merkt, lassen sich durch Drehen der Auslaßanordnung 14 re
lativ zur Einlaßanordnung 12 drei verschiedene Sprühbilder
des Brausekopfes auswählen. Im Mittelpunkt der Drehbewe
gung, an dem eines der drei Sprühbilder gewählt wird,
fällt die Kugel 62 in eine Vertiefung 63 in der Selektor
platte 66 (vergl. auch Fig. 6); diese Rastmechanik wirkt
als sensorische Rückmeldung an den Benutzer, daß der Brau
sekopf sich in dieser Stellung befindet. Die beiden ande
ren Sprühbilder werden gewählt, indem man die beiden An
ordnungen 14, 12 in entgegengesetzter Richtung in ihre Ex
tremstellungen dreht, wie unten beschrieben. Die Drehan
schläge 65 in Fig. 6 setzen auf die Wandungen auf, in de
nen die Hohlräume 54 ausgebildet sind; damit sind diese
beiden Extremstellungen definiert.
Wie die Fig. 3-6 zeigen, enthält die Selektorplatte 66
der Auslaßanordnung zwei Gruppen von Austrittsöffnungen
67, 68 und 69. Jede Gruppe von Öffnungen liegt so, daß sie
beim Drehen der Auslaßanordnung mit einer der Gummieinlaß
dichtungen 58 in Strömungsverbindung gebracht wird. Die
Fig. 3 zeigt einen ersten Wasserdurchlaß durch die Selek
torplatte 66. In jeder Gruppe steht eine der Öffnungen 67
in der Selektorplatte in Strömungsverbindung mit einem ra
dial querverlaufenden Kanal 70 auf jeder Seite der ring
förmigen Selektorplatte 66. Die äußersten Enden der Kanäle
70 sind mit Stopfen 72 verschlossen, während ihre innersten
Enden in eine durch die Selektorplatte 66 verlaufende Zen
tralöffnung münden. Durch die Kanäle 70 kann durch die
Öffnungen 67 in die Selektorplatte 66 eintretendes Wasser
zur Zentralöffnung strömen. In einer anderen Drehzuordnung
der Auslaßanordnung, wie in Fig. 4 gezeigt, fluchten die
Dichtungen 58 der Einlaßanordnung 12 mit den Öffnungen 68
jeder Gruppe. Diese Öffnungen stehen in Strömungsverbin
dung mit einem zweiten Kanal 74, der winklig auswärts
durch die Selektorplatte 66 verläuft. Die Kanäle 70, 74
und 76 bilden Teile von drei unterschiedlichen Strömungs
wegen durch die Auslaßanordnung 14.
Die andere, von der Einlaßanordnung 12 abgewandte Seite
der Selektorplatte 66 liegt auf den inneren Enden des
Kanalrings 22 und des Verteilers 28 auf, die das Strö
mungsrichtelement 27 bilden, und ist mit ihnen verschweißt
oder verklebt. Die Kombination des Kanalrings 22 und des
Verteilers 22 bildet einen Ringkanal 80, der von der Se
lektorplatte 66 verschlossen wird, um eine kreisrunde
Turbinenkammer 82 zu bilden, wie ebenfalls in Fig. 7 ge
zeigt. Die Turbinenkammer 82 wird umschlossen von der
ringförmigen Wand 86 des Verteilers 28 und der inneren
ringförmigen Wand 88 des Kanalrings 22. Die zweiten Flüs
sigkeitsauslässe 31 befinden sich in einer querverlaufen
den Auslaßwandung 89 des Kanalrings 22, so daß eine Strö
mungsverbindung von der Turbinenkammer 82 zum Äußeren des
Brausekopfes 10 entsteht. Die Innenfläche der Auslaßwand
89 ist auf eine mittlere Oberflächenrauhigkeit von 3,05 µm
(120 mikroinch) ± 10% bearbeitet, wie im Standard Hand
book for Mechanical Engineers, Eighth Edition, 1978, Mc-
Graw-Hill Book Company, angegeben. Dadurch weist diese
Innenfläche eine Textur aus eng beabstandeten Spitzen auf.
Eine angehobene Habe 87 auf der Außenwand 89 verläuft um
die Innenwand 87 herum.
Wie in den Fig. 7 und 8 gezeigt, sitzt in der Kammer ein
ringförmiges Turbinenventil 84 auf der Innenfläche der
Außenwand 89 auf und wird von den beiden Wänden 86 und 88
um eine Zentralachse des Brausekopfs 10 drehbar gehaltert.
Bei dem Turbinenventil 84 handelt es sich um ein einteili
ges Formteil vorzugsweise aus einem mit Silikon und Poly
tetrafluorethylen (PTFE) gefüllten Acetalkunststoff. Das
Kunststoff-Turbinenventil enthält bspw. 2% Silikon und
15% Polytetrafluorethylen wie der Kunststoff der Lubri
comp-Serie der Fa. LNP Engineering Plastics, Exton, Penn
sylvania, V. St. A. Das Silikon und das PTFE wirken als
Gleitmittel, das die Reibung zwischen dem Turbinenventil
und den Kammerwandungen verringert. Das Turbinenventil 84
hat eine flache, allgemein C-förmige Fußplatte 90, die in
einer radialen Zentralebene liegt und über ca. 232° um
ihre Zentralachse verläuft. Eine halbkreisförmige gekrümm
te Wand 92 ist einteilig an die gegenüberliegenden Enden
der Fußplatte angeformt und verläuft um die übrigen 128°
des Turbinenventils 84 herum. Die Kante 94 der Wand 92
verläuft koplanar mit der Innenfläche 95 der Fußplatte 90,
so daß die gegenüberliegende Außenfläche 96 letzterer von
der Wandkante 94 beabstandet liegt. Die Außenfläche 96 hat
eine Oberflächenrauhigkeit entsprechend dem Standardindex
SPE-SPI No. 5 für Kunststoffe der Society of Plastics En
gineers und der Society of the Plastics Industry. Die Fuß
platte 90 ist also auf ihrer Außenfläche 96 mit feinen,
eng beabstandeten Spitzen versehen.
Eine Vielzahl von radial verlaufenden Flügeln 98 ist ein
teilig und in Umfangsrichtung beabstandet an die Fußplatte
90 und die gekrümmte Wand 92 angeformt und symmetrisch um
die Zentralachse des Turbinenventils 84 verteilt. Im zu
sammengesetzten Zustand - vergl. Fig. 7 - liegt die Außen
fläche 96 der Fußplatte 90 an der Innenfläche der Auslaß
wand 89 des Kanalrings 22 an.
Der Kanalring 22 hat eine kreisförmige Außenwand 100 auf
Abstand zur Zwischenwand 88; vier radiale Stege 102 ver
laufen zwischen in verschiedenen Winkellagen zwischen der
Zwischen- und der Außenwand. Die Wände bzw. Stege 88, 100
und 102 bilden im Kanalring 22 zwei Paare von Wannen 106,
108 aus. Eine tangentil gerichtete Düse 110 bildet einen
Durchlaß zwischen den beiden Wannen 106 und der Turbinen
kammer 82. Wie unten beschrieben, strömt Wasser von den
Wannen 106 durch die Düsen 110 und trifft auf die Flügel
60, so daß es das Turbinenventil 84 (in der Darstellung
der Fig. 7) im Uhrzeigersinn dreht. Die anderen Wannen 108
haben in der Außenwand Austrittsöffnungen 112, wie die
Fig. 5 und 6 zeigen. Diese Austrittsöffnungen 112 stehen
in Strömungsverbindung mit den Nuten in der Außenfläche
des Streuelements 24.
Wie die Fig. 3 zeigt, wird die Lüfteranordnung 30 vom kap
penartigen Lüftergehäuse 32, einem herkömmlichen Sieb 114
und einer Lüfterlochplatte 116 im Lüftergehäuse gebildet.
Das Lüftergehäuse 32 hat ein Außengewinde, das mit einem
Innengewinde in der Zentralöffnung im Verteiler 28 ver
schraubt werden kann. Die Kombination Lochplatte 116/Sieb
114 bewirkt, daß in die Zentralöffnung 29 im Lüftergehäuse
32 eintretende Luft mit dem Wasser vermischt wird, das
durch Löcher 117 in der Platte 116 ein- und dann aus den
dritten Auslässen 33 austritt.
Die Ein- und die Auslaßanordnungen 12, 14 werden von einem
Mittelpfosten 120 zusammengehalten. Das Außengewinde auf
einem Ende 122 des Mittelpfostens 120 kann mit dem Innen
gewinde im inneren Rohrelement 46 des Einlaßgehäuses 38
verschraubt werden. Das andere Ende 124 des Mittelpfostens
120 ist nach außen aufgeweitet und greift in eine kreis
runde Ausnehmung in der Oberfläche der Zentralöffnung im
Verteiler 28 ein, um die Austrittsanordnung 14 auf der
Einlaßanordnung 12 zu halten. Im zusammengebauten Zustand
drückt die Selektorplatte 66 die Einlaßdichtungen 56 in
die Vertiefungen 54 in der Kopfplatte 52. Die Federn 59
beaufschlagen die Einlaßdichtungen 58 auf die angrenzenden
Flächen 71 der Selektorplatte 66 hinzu und schließen auch
die Vertiefungen 54 dicht ab, so daß ein wasserdichter
Durchlaß von der Ein- zur Auslaßanordnung entsteht.
Der Mittelpfosten 120 hat eine zentrale Öffnung 126, die
in Längsrichtung vom aufgeweiteten Ende 124 her verläuft
und einen Sechseckquerschnitt hat, in den ein Festzieh
werkzeug eingesetzt werden kann. Zwei Öffnungen 128 ver
laufen an Orten entlang der Längsausdehnung des Pfostens
120 quer durch diesen hindurch, so daß sie im zusammenge
setzten Brausekopf in Strömungsverbindung mit Querkanälen
70 in der Selektorplatte 66 stehen.
Der beschriebene Brausekopf 10 wird an eine Wasserversor
gung angeschlossen, indem man den Anschlußteil 17 des Ku
gelgelenks 15 auf das Ende eines Versorgungsrohrs (nicht
gezeigt) aufschraubt. Das Wasser strömt aus dem Rohr in
das Kugelgelenk 15, wobei es durch das Sieb 35 und die
Scheibe 36 in die Öffnung 34 eintritt. Es strömt aus der
Öffnung 34 in den Rohrteil 40 des Einlaßgehäuses 38 und
dann weiter durch die Feder 49 und die Öffnungen 45 in den
Hohlraum 50, den der konische Teil 42 des Einlaßgehäuses
38 und die Kopfplatte 52 bilden. Aus dem Hohlraum 50
strömt das Wasser weiter durch die Öffnungen 56 in der
Kopfplatte 52, durch die Federn 59 und dann durch die Öff
nungen in den Einlaßdichtungen 58 aus der Einlaßanordnung
12 hinaus. Mit dem Verlassen der Einlaßdichtungen 58 tritt
das Wasser in die Auslaßanordnung 14 ein.
Der Weg des Wassers durch die Auslaßanordnung 14 hängt von
der Ausrichtung derselben bezüglich der Einlaßanordnung 12
ab. In drei verschiedenen Drehstellungen der Auslaßanord
nung 14 bezüglich der Einlaßanordnung 12 sind die Öffnun
gen der beiden Einlaßdichtungen 58 mit unterschiedlichen
der drei Öffnungen 67, 68 und 69 in jeder Hälfte der Se
lektorplatte 66 der Auslaßanordnung ausgerichtet. Wie in
den Fig. 3, 4 und 5 dargestellt, stehen die Öffnungen 67,
68 und 69 in Strömungsverbindung mit separaten Kanälen
durch die Auslaßanordnung 14, um drei verschiedene Sprüh
bilder auszubilden, die der Brausekopf 10 abgibt. Neben
den drei Winkelstellungen zwischen der Aus- und der Ein
laßanordnung 14, 12 gibt, in denen die Öffnungen in den
Anordnungen miteinander fluchten, gibt es auch Zwischen
stellungen, in denen das Wasser in geringerer Menge von
der Ein- zur Auslaßanordnung strömt. Durch Auswahl dieser
Zwischenstellungen kann der Benutzer den Wasserdurchsatz
des Brausekopfs 10 regulieren.
In der in Fig. 3 gezeigten Winkelstellung der Auslaßanord
nung 14 bezüglich der Einlaßanordnung 12 fluchten die Ein
laßdichtungen 58 mit dem ersten Paar Öffnungen 67 in der
Selektorplatte 66. In diesem Zustand strömt das von den
Einlaßdichtungen 58 kommende Wasser durch die beiden Quer
kanäle 70 in der Selektorplatte 66 zur Mitte des Brause
kopfes 10. Von dort strömt es weiter durch die Queröffnun
gen 128 im Pfosten 120 in die Längsöffnung 126 und tritt
aus dem aufgeweiteten Ende 124 in die Lüfteranordnung 30
aus. Das Wasser strömt weiter durch die Öffnungen 117 nahe
dem äußeren Umfang der Lüfterplatte 116, die allgemein mit
den dritten Auslässen 33 im Lüftergehäuse 32 ausgerichtet
sind. Beim Hindurchtreten zwischen dem Sieb 114 und der
Lüfterplatte 116 vermischt es sich mit der durch die Zen
tralöffnung 29 im Lüftergehäuse 32 eintretenden Luft zu
einem weichen schaumigen Wasserstrahl, der aus jedem Aus
laß 33 austritt. Dieser schaumige Strahl bildet eines der
vom Benutzer wählbaren Sprühbilder.
Die Fig. 4 zeigt eine weitere Relativstellung von Einlaß- und
Austrittsanordnung 12, 14. Hierbei strömt das von den
Einlaßdichtungen 58 kommende Wasser durch ein weiteres
Paar Öffnungen 68 in der Selektorplatte 66 der Auslaßan
ordnung 14. Diese Öffnungen 68 stehen jeweils in Strö
mungsverbindung mit einem Satz zweiter Kanäle 74, die
winklig durch die Selektorplatte 66 verlaufen und in Strö
mungsverbindung mit dem ersten Satz Wannen 106 im Kanal
ring 22 stehen. Wie die Fig. 7 und auch 4 zeigen, strömt
das in die beiden Wannen 106 eintretende Wasser seitlich
um den Kanalring 22 herum und durch die tangentialen Düsen
110 in die Turbinenkammer 82. Die Düsen 110 liegen winklig
bezüglich einer von der Mitte des Verteilers 28 abverlau
fenden radialen Linie, um in der Kammer 82 einen Wirbel zu
erzeugen. Der Wasserstrahl aus einer Düse 110 trifft auf
die Flügel 60, so daß das Turbinenventil 84 in der Kammer
82 umläuft. Bei dieser Drehung dreht sich die Fußplatte 90
über die Öffnungen zu den zweiten Auslässen 31 im Vertei
ler 28. Die Auslaßöffnungen werden dadurch abwechselnd ge
öffnet und geschlossen, so daß ein pulsierender Wasser
strom entsteht. Dieser pulsierende Wasserstrom ist ein
weiteres der vom Brausekopf 10 erzeugten Sprühbilder.
Beim Durchströmen der Kammer 82 wird das Turbinenventil 84
auf die Innenfläche der Verteiler-Außenwand 89 gedrückt.
Diese Kraft will die Drehbewegung des Turbinenventils 84
hemmen. Wie jedoch bereits erwähnt, sind die aufeinander
liegenden Oberflächen des Turbinenventils 84 und der Wan
dung 89 mit einer speziellen Oberflächenrauhigkeit bzw.
Textur ausgeführt, die so gewählt ist, daß die Reibung
zwischen diesen Bauteilen verringert wird. Insbesondere
hat die Oberfläche der Austrittswand 89 eine mittlere
Rauhigkeit von 3,05 µm (120 microinch), was zu einer An
ordnung von Oberflächenerhebungen bzw. Spitzen führt, auf
denen die Fußplatte 90 des Ventils gleitet. Entsprechend
hat die Oberfläche 96 des Turbinenventils 84 eine etwas
glatter texturierte Oberfläche entsprechend einer Stan
dard-Oberflächenqualität für Kunststoffe, die in der In
dustrie mit SPE-SPI No. 5 bezeichnet ist. Diese texturier
ten Oberflächen weisen feine, eng beabstandete Spitzen
auf, an denen die beiden Bauteile einander berühren, so
daß der Inhalt der Berührungsfläche und damit die Reibung
zwischen ihnen verringert ist. Weiterhin ist das Turbinen
ventil 84 aus einem mit Silikon und Polytetrafluorethylen
gefüllten Acetalkunststoff gefertigt, um die Reibung bei
drehendem Turbinenventil weiter zu verringern.
Die Stärke der Reibung wird weiter unter Kontrolle gehal
ten durch Regulieren des Strömungsdrucks in der Turbinen
kammer 82. Bei verhältnismäßig hohem Druck neigt das Tur
binenventil 84 zum Stillstand, während bei zu niedrigem
Druck das Wasser unter der Fußplatte 90 der Turbine hin
durchtritt, was die Ventilwirkung beeinträchtigt. Die re
lativen Abmessungen der Einlaßdüsen 110 sowie die Anzahl
und die Größe der zweiten Auslässe 31 werden so gewählt,
daß sich in der Turbinenkammer 82 ein Druck ergibt, bei
dem die Anordnung bestimmungsgemäß arbeitet. Ein Verhält
nis des Gesamt-Flächeninhalts der Aus- zu dem der Einlaß
öffnungen von 4 bis 5 ist bevorzugt.
Die Fig. 5 und 7 zeigen die dritte Winkelstellung der Aus
trittsanordnung 14 bezüglich der Einlaßanordnung 12, in
der die Öffnungen in den Einlaßdichtungen 58 mit dem drit
ten Paar Öffnungen 69 in der Selektorplatte 66 ausgerichtet
sind. Diese Öffnungen 69 stehen in Strömungsverbindung mit
einem zweiten Satz der auswärts verlaufenden Kanäle 76,
die in die anderen beiden Wannen 108 im Kanalring 22 mün
den. Das Wasser strömt durch die Wannen 108 und die Aus
trittsöffnungen 112 im äußeren Umfang des Bodens jeder
Wanne. Wie insbesondere die Fig. 5 zeigt, stehen die Aus
trittsöffnungen 112 in Strömungsverbindung mit den Ausläs
sen 25, die die sägezahnartigen Nuten im Streuelement 24
bilden. Dadurch erhält man eine große Anzahl sehr dünner
Strahlen, die das dritte Sprühbild des Brausekopfes 10
bilden.
Obgleich die vorliegende Erfindung bisher an einem an eine
Wasserleitung angesetzten Brausekopf beschrieben worden
ist, lassen ihre neuartigen Konzepte sich in Hand-Brause
köpfe und in andere Sprühausgabevorrichtungen aufnehmen.
Claims (18)
1. Flüssigkeitssprühvorrichtung mit einem Gehäuse mit
einem Einlaß und einem Auslaß für die Flüssigkeit, einer
Einrichtung im Gehäuse, die einen Strömungsweg vom Ein- zum
Auslaß bildet, und einer Pulsiereinrichtung innerhalb
des Strömungswegs, um die Flüssigkeitsströmung vom Ein- zum
Auslaß zyklisch zu unterbrechen und die Ausgabe eines
pulsierenden Sprühstrahls aus der Vorrichtung zu bewirken,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Pulsiereinrichtung eine Einrichtung, die eine kreisförmige
Kammer bildet, in der die vom Ein- zum Auslaß strömende
Flüssigkeit zwangsweise einen Wirbel erzeugt, eine Viel
zahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Öffnungen in
einer Wand der Kammer, die den Auslaß bilden, eine Innen
fläche der Wand mit einer texturierten Oberfläche sowie
eine Turbine aufweist, die in der Kammer dem Wirbel dreh
bar angeordnet ist, wobei die Turbine eine Fußplatte hat,
die als Ventil dient, um die Öffnungen bei der Bewegung
der Turbine in der Kammer abwechselnd zu schließen und zu
öffnen, eine mit der Innenfläche der Wand in Berührung
stehende Fläche der Fußplatte ebenfalls eine texturierte
Oberfläche hat und die Texturen der Oberflächen so gewählt
sind, daß die Reibung zwischen der Turbine und der Wand
der Kammer reduziert wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Textur der Innenfläche
der Wand eine mittlere Rauhigkeit von im wesentlichen
3,05 µm (120 microinch) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Textur der Turbine
im wesentlichen der mit SPE-SPI No. 5 bezeichneten Stan
dard-Oberfläche für Kunststoffe entspricht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Turbine aus einem
gleitmittelgefüllten Kunststoff gefertigt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, da
durch gekennzeichnet, daß die Turbine
aus einem mit Silikon und/oder Polytetrafluorethylen ge
füllten Kunststoff gefertigt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der in der Turbine
verwendete Kunststoff ein Acetalkunststoff ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß das Ver
hältnis des Gesamt-Flächeninhalts der Auslaßöffnungen der
Kammer zum Gesamt-Flächeninhalt der Einlaßöffnungen zur
Kammer 4 bis 5 beträgt.
8. Feldsprühvorrichtung, gekennzeichnet
durch eine Einlaßanordnung mit einer ersten Kammer, einer
Einrichtung zum Verbinden der ersten Kammer mit einer
Flüssigkeitsversorgung, einem Paar Flüssigkeitskanäle in
der Wand der Kammer, die aus der Anordnung herausführen,
und einer separaten, eine Öffnung enthaltenden Dichtein
richtung in jedem Kanal, die von einer Feder in Austritts
richtung beaufschlagt wird, durch eine Auslaßanordnung,
die an der Einlaßanordnung anliegt und drehbar mit ihr
verbunden ist, wobei die Auslaßanordnung einen Körper mit
einer Vielzahl von Paaren von Einlässen aufweist, die
paarweise in Strömungsverbindung so angeordnet sind, daß
sie mit den beiden Flüssigkeitskanälen in Strömungsver
bindung stehen, wenn die Auslaßanordnung in unterschied
liche Stellungen bezüglich der Einlaßanordnung gedreht
wird, wobei der Körper einen Austrittsteil aufweist, in
dem eine gleiche Vielzahl von Gruppen von Auslässen ausge
bildet ist, und jede Gruppe von Auslässen ein anderes
Flüssigkeitssprühbild erzeugt, und durch eine Einrichtung,
die einen Satz Flüssigkeitsdurchlässe bildet, die jeweils
einen Einlaß mit einer Gruppe von Auslässen verbinden.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß einer der Flüssigkeits
durchlässe eine kreisförmige zweite Kammer aufweist, in
der eine Flüssigkeitsströmung durch den Durchlaß zwangs
weise einen Wirbel erzeugt, daß Auslässe der einen Gruppe
durch eine Wand der zweiten Kammer verlaufen und in dieser
in Umfangsrichtung beabstandet sind, und daß die Vorrich
tung weiterhin eine Turbine aufweist, die in der zweiten
Kammer von dem Wirbel drehbar angeordnet ist, wobei die
Turbine eine Fußplatte aufweist, die als Ventil wirkt, um
bei der Bewegung der Turbine in der zweiten Kammer die
Auslässe der einen Gruppe abwechselnd abzudecken und of
fenzulegen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Einlaßanordnung eine
Kappe mit einem mittig angeordneten rohrförmigen Ansatz,
ein Einlaßgehäuse in der Kappe mit einem rohrförmigen Ele
ment, das im Eingriff mit dem rohrförmigen Ansatz steht,
und einen hohlen konischen Teil aufweist, der von einem
Ende des rohrförmigen Elements absteht, wobei die Einrich
tung zum Anschließen der Vorrichtung an eine Flüssigkeits
versorgung sich in dem rohrförmigen Element befindet, eine
Kopfplatte quer über das vom rohrförmigen Element abge
wandte Ende des konischen Teils verläuft und einen Durch
laß enthält, daß die Auslaßanordnung eine Selektorplatte,
die drei Flüssigkeitskanäle enthält, die jeweils in Strö
mungsverbindung mit dem Kanal in der Kopfplatte stehen,
wenn die Auslaßanordnung in eine von unterschiedlichen
Winkelstellungen bezüglich der Einlaßanordnung gedreht
wird, wobei jeder Flüssigkeitskanal eine Auslaßöffnung
aufweist, und ein Strömungsrichtelement aufweist, das an
der Selektorplatte anliegt und zwei Flüssigkeitswege ent
hält, die jeweils mit der Auslaßöffnung eines anderen der
Flüssigkeitskanäle in der Selektorplatte in Strömungs
verbindung stehen und eine Anzahl von Auslässen aufweisen,
die ein Sprühbild erzeugen, wobei einer der Wege eine Kam
mer, in der eine Flüssigkeitsströmung zwangsweise einen
Wirbel erzeugt, und Auslaßöffnungen in einer Wand der
zweiten Kammer aufweist, und daß ein Pfosten vorgesehen
ist, der mit der Ein- sowohl als auch der Auslaßanordnung
so in Eingriff steht, daß die Anordnungen relativ zueinan
der drehen können, wobei der Pfosten ein von einem Ende
her verlaufende Längsöffnungen und eine Queröffnung ent
hält, die einen Flüssigkeitskanal mit der Längsöffnung
verbindet, und ein Belüfter an einem Ende des Pfostens
angeordnet ist und Flüssigkeit von ihm aufnimmt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Fläche der Wand
der zweiten Kammer eine texturierte Oberfläche hat, um die
Reibung zwischen der Turbine und der Wand zu verringern.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Textur der Oberfläche
der Wand eine mittlere Oberflächenrauhigkeit von im we
sentlichen 3,05 µm (120 microinches) hat.
13. Vorrichtung nach Anspruch 9, 10, 11 oder 12, da
durch gekennzeichnet, daß derjenige
Teil der Turbine, der in Berührung mit der Wand der zweiten
Kammer kommt, eine texturierte Oberfläche hat, um die Rei
bung zwischen der Turbine und der Wand zu verringern.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, da
durch gekennzeichnet, daß die Fuß
platte der Turbine eine texturierte Oberfläche hat, um die
Reibung zwischen der Turbine und der Wand zu verringern.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Textur der Fußplatte im
wesentlichen der mit SPE-SPI No. 5 bezeichneten Standard-
Oberfläche für Kunststoffe entspricht.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, da
durch gekennzeichnet, daß die Turbine
aus einem gleitmittelgefüllten Kunststoff gefertigt ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, da
durch gekennzeichnet, daß die Turbine
aus einem mit Polytetrafluorethylen gefüllten Kunststoff
gefertig ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, da
durch gekennzeichnet, daß die Turbine
aus einem mit Silkon und Polytetrafluorethylen gefüllten
Acetalkunststoff gefüllt ist.
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