DE69426396T2 - Brausekopf - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Duschkopf nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
• US-A-4 342 426 beschreibt eine solche Düse, die für die Brandbekämpfung angepaßt ist, mit einem äußeren zylindrischen Kragen und einem inneren ringförmigen Mundstück, das eine konische Oberfläche aufweist, die den Strömungsweg des Wassers um das Umlenkelement bestimmt. Das Mundstück und damit die konische Oberfläche können axial relativ zu dem Umlenkelement justiert werden, um eine Veränderung der Strömung zwischen dem Umlenkelement und dem Mundstück zu bewirken.
• Mehrere Jahre lang sind Duschköpfe im Hinblick auf niedrigen Wasserbrauch ("Sparduschen") im Bereich von 6-10 l/min. entwickelt worden. Dieser Verbrauch basiert üblicherweise auf normalen Wasserdrucken von 3-5 kp/cm². Da der Verbrauch bei solchen normalen Drücken bereits auf einem "Sparniveau" ist, bewirkt ein niedrigerer Druck, daß der Verbrauch bei niedrigen Drucken geringer als erwünscht ist. Der Wasserverbrauch wird unter die "Komfortgrenze" verringert und bewirkt eine negative Einstellung gegenüber solchen Duschköpfen.
• Duschköpfe, die ein pulsierendes Sprühen bewirken können, sind seit langem bekannt. Diese basieren auf der Verwendung eines propellerartigen Rotors innerhalb des Duschkopfes. Solche Duschköpfe können üblicherweise zwischen einem normalen Betriebszustand für ein gleichmäßiges Duschen und dem pulsierenden Duschen umgeschaltet werden.
• Solche Duschköpfe sind üblicherweise für einen hohen Wasserverbrauch konstruiert, und sie sind kompliziert.
• Bei der Entwicklung von Duschköpfen für niedrigen Wasserverbrauch ist das Ziel im wesentlichen gewesen, den niedrigen Verbrauch zu erreichen, ohne dabei die Konsequenzen in Bezug auf Wirksamkeit, Komfort sowie die Struktur des aus dem Duschkopf fließenden Wassers zu berücksichtigen. Dies hat einerseits in den meisten Fällen zu niedrigen Wassergeschwindigkeiten und einer ungünstigeren Wasserstruktur und andererseits zu Konstruktionen geführt, die eine Verstopfung aufgrund von Verunreinigungen oder Kalk im Wasser hervorrufen können.
• Basierend auf dem Stand der Technik wie in US-A-4 342 426 offenbart, schlägt die vorliegende Erfindung einen Duschkopf vor, der einen niedrigen Wasserverbrauch bei normalem Wasserdruck bewirkt, der bei geringem Wasserdruck den Wasserverbrauch in geringerem Umfang reduziert als bekannte "Sparduschen", und der zusätzlich zwischen einem normalen Betriebszustand zum Duschen und einem Betriebszustand zum pulsierenden Duschen ("Massageduschen") umgestellt werden kann, wobei der letztere Betriebszustand ohne ein rotierendes Element in dem Duschkopf erreicht wird.
• Der erfindungsgemäße Duschkopf ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Anspruches 1.
• Wenn das Mundstück annähernd bis zu einem Maximum in den Träger eingeschraubt ist und dementsprechend das Umlenkelement sich ungefähr in seinem größten Abstand von dem Mund des Kanals befindet, werden relativ große Wassertropfen mit einem relativ großen Abstand voneinander und einer großen Geschwindigkeit erzeugt, die das Umlenkelement auf einer Kegelfläche verlassen. Ein Teil des Wassers stößt auf die Wand in dem Hohlraum, und das Wasser wird von der Wand reflektiert und verläßt das Mundstück und bildet eine relativ homogene Struktur.
• Wenn das Mundstück weiter von dem Träger weggeschraubt wird, so daß das Umlenkelement näher an der Mündung des Kanals liegt, tritt an dem Umlenkelement eine verstärkte Drosselung auf, doch ist diese Position gut geeignet für niedrige Wasserdrucke, da ein relativ höherer Wasserverbrauch und eine sich angenehm anfühlende Wassergeschwindigkeit erreicht werden. Wenn das Mundstück annähernd in seine von dem Träger entfernte Endposition geschraubt ist und das Umlenkelement sich infolgedessen in einer maximalen Nähe zu dem Mundstück befindet, tritt Instabilität des Wassers auf, und es fließt in pulsierender Weise aus, d. h. die Tropfen strömen in "Clustern" aus.
• Die Tatsache, daß die das Umlenkelement umgebende Oberfläche im wesentlichen kegelförmig ist und von der Bodenfläche in dem Mundstück nach außen konvergiert, ist für die Art der Strömung um das Umlenkelement wichtig.
• Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Merkmal entwickelt worden, das sich als besonders vorteilhaft herausgestellt hat, nämlich daß der Schaft wenigstens in dem von dem Umlenkelement entfernt angeordneten Bereich konisch ist. Daß der Schaft kegelförmig ist, hat einen direkten Einfluß auf den Querschnitt der Wasserströmung im oberen Bereich des Kanals. Dieser Querschnitt ist minimal, wenn das Mundstück maximal in den Träger eingeschraubt ist. Gleichzeitig befindet sich das Umlenkelement in seinem maximalen Abstand von der Mündung des Kanals. Deshalb tritt der Hauptteil der Drosselung in dem oberen Bereich des Kanals auf. Deren Wirkung sind die oben erwähnten relativ großen Wassertropfen. Wenn hingegen das Mundstück relativ zum Träger maximal nach außen geschraubt ist, ist dieser Querschnitt an seinem Maximum. Gleichzeitig befindet sich das Umlenkelement mit minimalen Abstand von dem Kanal. Deshalb tritt der Hauptteil der Drosselung an dem Umlenkelement auf. Dies ermöglicht eine akzeptable Wassergeschwindigkeit und einen akzeptablen Wasserverbrauch, auch wenn das zugeführte Wasser niedrigen Druck hat.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer in der beigefügten Zeichnung gezeigten Ausgestaltung näher erläutert.
• Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Duschkopf in einem axialen Schnitt durch die Mitte des Mundstückes. Der Maßstab der Fig. 1 ist ungefähr 2 : 1.
• Fig. 2 zeigt in einem größeren Maßstab (ca. 4 : 1) das in dem Duschkopf enthaltene Umlenkelement.
• Der in Fig. 1 gezeigte Schnitt schneidet auch einen Kanal 2' zur Zufuhr von Wasser in dem Träger 2, von dem nur ein Abschnitt nahe dem Duschkopf gezeigt ist. Man erkennt, daß der Träger in bekannter Weise als Handgriff geformt oder mit Mitteln zur Befestigung an einem Wandhalter versehen sein kann, möglicherweise als Kombination von Handgriff und Befestigungsmitteln.
• Der Duschkopf umfaßt ein Mundstück 1, das mit Hilfe eines Gewindes 10 in einen Träger 2 eingeschraubt ist. Das Gewinde wird auch verwendet, um die axiale Position des Mundstücks 1 relativ zum Träger 2 zu justieren. Ein Anschlag 11 kann vorgesehen sein, um die Möglichkeit einer solchen Justage zu begrenzen. Fig. 1 zeigt Rippen 15 an dem Mundstück 1, auf dessen Umfang verteilt, um einen guten Griff beim Drehen des Mundstückes relativ zum Träger 2 zu ermöglichen. Fig. 1 zeigt auch einen Dichtring 14 nahe dem Gewinde 10, doch ist dieser Ring von geringer Bedeutung und kann entfallen.
• Der Träger 2 enthält einen Kanal 2' für die Wasserzufuhr.
• Das Mundstück 1 hat einen inneren Hohlraum 9, der für die Abgabe von Wasser offen ist und am Boden ungefähr zylindrisch ist. Durch einen axialen Kanal 8 ist der Hohlraum 9 in Verbindung mit dem inneren Kanal 2' in dem Träger 2.
• Eine konische Fläche 7 ist in dem gezeigten Beispiel an einem in den Hohlraum 9 eingefügten Ring 7' gebildet. Der Ring 7', der aus Kunststoff bestehen kann, kann in einer Preßpassung befestigt sein, es ist aber auch möglich, den Ring durch Schweißen, z. B. durch Ultraschallschweißen, zu befestigen, wenn auch das Mundstück 1 aus Kunststoff besteht. Der Ring 7' kann auch in ein Gewinde geschraubt sein. Die Fläche 7 kann durch das Mundstück 1 selbst gebildet sein, doch aufgrund der Richtung der Aufweitung der Fläche 7 wird es aus herstellungstechnischen Gründen als einfacher angesehen, daß die Fläche 7 an einem getrennten Ring angeordnet ist. So kann das Mundstück 1 unter Verwendung eines direkt entfernbaren Kernes gegossen werden.
• Der Träger 2 enthält einen Vorsprung 2" mit einer Gewindebohrung 2"', und in die Bohrung 2"' ist ein Ende 3' eines Schaftes 3 geschraubt, wobei das Ende 3' ein Gewinde 3 " hat. An seinem distalen Ende in dem Hohlraum 9 trägt der Schaft 3 ein ungefähr scheibenförmiges Umlenkelement 6, das an der dem Kanal 8 zugewandten Seite mit einer umlaufenden Rille 6' um das Ende des Schaftes 3 ausgebildet ist. Die Rille 6' ist durch eine gestrichelte Linie in Fig. 2 dargestellt. Zwischen der Peripherie des Umlenkelementes 6 und der konischen Fläche 7 befindet sich ein ringförmiger Spalt 4, der durch Schrauben des Mundstückes 1 axial relativ zum Träger 2 verändert wird. Der Schaft 3 hat einen kleineren Durchmesser als der Kanal 8, so daß Wasser in einen ringförmigen Raum zwischen dem Schaft 3 und der Wand des Kanals 8 fließen kann. Das dem Umlenkelement 6 zugewandte Ende des Kanals 8 kann konisch divergieren. Die axial äußerste Fläche 6 ' an dem Umlenkelement 6 ist mit einer Kuppelform gezeigt, doch wird nicht angenommen, daß diese Oberfläche einen wesentlichen Einfluß auf den Fluß des Wassers hat.
• Zusammen mit dem Umlenkelement 6 bildet die Fläche 7 eine ringförmige Kammer 7", deren Form und Größe verändert wird, wenn das Mundstück 1 axial relativ zu dem Träger 2 geschraubt wird, und die Kammer 7" beeinflußt das Wasser in unterschiedlicher Weise, abhängig von ihrer Form und Größe.
• Die konische Fläche 7 muß nicht auf ihrer gesamten Länge kegelförmig sein. Die Fläche 7 kann am weitesten außen, zum Hohlraum 9 hin, ungefähr zylindrisch sein. Der Kanal 8 kann hauptsächlich zylindrisch sein, doch in der Nähe der Kammer 7" kann der Kanal 8 einen kegelförmigen Abschnitt 8" haben.
• Ein Merkmal, das sich als vorteilhaft herausgestellt hat, ist, daß der Schaft 3 zumindest in dem am weitesten innen in dem Kanal 8 (am nächsten zum Vorsprung 2") liegenden Bereich kegelförmig ist oder einen Querschnitt hat, der in anderer Weise so variiert, daß der Querschnitt zum festen Ende 3' des Schaftes 3 hin am größten ist. Unter der Voraussetzung, daß der Kanal 8 in diesem Bereich einen konstanten Querschnitt hat, wird erreicht, daß der Strömungsquerschnitt des Wassers innerhalb des Kanals 8 verändert wird, wenn das Mundstück 1 axial relativ zum Träger geschraubt wird.
• Wenn das Mundstück 1 annähernd maximal in den Träger eingeschraubt ist, und das Umlenkelement. 6 infolgedessen sich ungefähr in seinem größten Abstand von der äußeren Mündung des Kanals 8 befindet, werden relativ große Wassertropfen in einer relativ weiten Abfolge und mit großer Geschwindigkeit gebildet und verlassen das Umlenkelement 6 auf einer Kegelfläche. Ein Teil des Wassers trifft auf die Wand in dem Hohlraum 9 und das Wasser wird von der Wand reflektiert und verläßt das Mundstück 1 und bildet eine recht homogene Struktur.
• Wenn das Mundstück 1 relativ zum Träger 2 weiter herausgeschraubt ist, so daß das Umlenkelement 6 näher an der Mündung des Kanals liegt, tritt eine vermehrte Drosselung in dem Spalt 4 an dem Umlenkelement 6 auf. Diese Position ist gut geeignet für niedrige Wasserdrücke, weil ein relativ hoher Wasserverbrauch und eine sich angenehm anfühlende Wassergeschwindigkeit erreicht werden.
• Wenn das Mundstück 1 ungefähr in seine Endposition aus dem Träger 2 herausgeschraubt ist, so daß das Umlenkelement 6 sich in maximaler Nähe zu dem Mundstück 1 befindet, wird die Strömung instabil und das Wasser fließt pulsierend aus und gibt das Gefühl einer Massage.
• Die Tatsache, daß die das Umlenkelement 6 umgebende Oberfläche 7 hauptsächlich konisch ist und von der Bodenfläche des Mundstückes 1 nach außen konvergiert, beeinflußt die Art der Ausströmung des Wassers um das Umlenkelement 6.
• Ein Dichtring 12, als O-Ring dargestellt, ist in einem Ringraum zwischen dem Träger 2 und dem Mundstück 1 eingefügt. Der Ring verhindert Druckabfall durch Leckage und verhindert auch das Eindringen von Wasser in den zwischen dem Träger 2 und dem Mundstück 1 dargestellten Hohlraum und die Schaffung von hygienischen Bedingungen dadurch, daß das Wasser lange Zeit in dem Hohlraum bleibt.
• Die in Fig. 2 gezeigt Rinne 6' hat eine solche Querschnittsform, daß sie nahe am Schaft am tiefsten ist. Dies stellt ein nicht einschränkendes Beispiel dar. Die Rinne hat einen gekrümmten Querschnitt, die Form kann aber variieren.
• Man erkennt, daß die jeweiligen Komponenten in dem Duschkopf aus Kunststoff oder Metall bestehen können, mit Ausnahme des O-Ringes 12 und des optionalen Dichtringes 14, die aus synthetischem oder natürlichem Gummi bestehen können. Der Träger 2 und das Mundstück 1 können z. B. gegossen sein, doch wird es als am günstigsten angesehen, daß der Schaft 3 und das Umlenkelement 6 in einem Stück durch mechanische Bearbeitung, d. h. im wesentlichen durch Drehen und Gewindeschneiden, hergestellt werden.

Claims (4)

1. Duschkopf mit einem Mundstück (1) mit einem zentralen, axialen Durchgangskanal (8) für den Durchfluß von Wasser, einem rotationssymmetrischen Umlenkelement (6) für das Wasser, das in der Nähe der äußeren Mündung des Kanals angeordnet ist, wobei das Mundstück (1) mit einem Träger (2), durch den das Wasser zugeführt wird, in Gewindeeingriff steht und dazu eingerichtet ist, um relativ zu dem Träger axial justiert zu werden, wobei das Umlenkelement (6) von einem Schaft (3) getragen ist, der sich mit radialem Spiel axial in den Kanal (8) erstreckt und an dem Träger (2) befestigt ist, wodurch eine axiale Einstellung des Mundstückes (1) relativ zu dem Träger (2) eine Veränderung der Strömung zwischen dem Umlenkelement (6) und dem Mundstück (1) verursacht, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkelement (6) an der dem Träger (2) zugewandten Seite eine ringförmige umlaufende Rinne (6') mit einem gekrümmten Boden aufweist, und daß der Bereich des Mundstückes (1) um das Umlenkelement (6) oder unmittelbar axial innerhalb von diesem eine konische Oberfläche (7) bildet, die axial nach außen konvergiert und in der Nähe ihres axial äußeren Endes in eine im wesentlichen zylindrische Oberfläche übergeht.

2. Duschkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konische Oberfläche (7) auf einem getrennten Ring (7') angeordnet ist.

3. Duschkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (3) wenigstens in dem am weitesten vom Umlenkelement (6) befindlichen Bereich konisch ist, wodurch die Oberfläche des Schaftes zum Umlenkelement hin konvergiert, derart, daß der Durchflußquerschnitt des Wassers durch axiale Bewegung des Mundstücks (1) relativ zu dem Träger (2) verändert wird.

4. Duschkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (1) einen Hohlraum (9) um das Umlenkelement (6) und axial außerhalb desselben bildet.