EP3517211B1 - Brausekopf mit überdruckventil - Google Patents
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- EP3517211B1 EP3517211B1 EP19152805.8A EP19152805A EP3517211B1 EP 3517211 B1 EP3517211 B1 EP 3517211B1 EP 19152805 A EP19152805 A EP 19152805A EP 3517211 B1 EP3517211 B1 EP 3517211B1
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Definitions
- the invention relates to a shower head with a shower head housing, a fluid inlet into the shower head housing, a shower jet outlet from the shower head housing, a fluid guide in the shower head housing from the fluid inlet to the shower jet outlet, and a pressure relief valve coupled to the fluid guide with a movable valve body which is located at an overpressure in the Fluid guide moved from a normal position to an overpressure position.
- overpressure means a pressure that is above a normal pressure range, in which the fluid pressure in the fluid guide in normal operation when the shower head is used as intended and functions properly, taking into account normal pressure fluctuations, e.g. lies in an upstream fluid supply.
- these shower heads have a pressure relief valve which responds to an overpressure in the fluid guide in the shower head housing in order to avoid prolonged operation of the shower head in such a pressure condition.
- the pressure relief valve is pressure-coupled to the fluid guide, that is to say coupled in terms of pressure technology, so that the excess pressure in the fluid guide acts on the pressure relief valve and moves its movable valve body into the pressure relief position.
- the valve body is in its normal position, ie its position intended for the normal shower operation of the shower head.
- a ring provided with an annular groove, preferably with a substantially V-shaped cross section, is provided between an outlet-side spray disc, which is provided in the usual manner with a plurality of spray outlet openings, and an adjacent part of the shower head housing in a free annular gap, the additional outlet cross section is formed in the form of openings arranged at the bottom of the annular groove, which are closed by an elastic sealing ring, such as an O-ring, which expands elastically in the fluid guide in the shower head housing when there is excess pressure, thereby opening up the otherwise closed openings.
- an elastic sealing ring such as an O-ring
- a pressure relief valve is provided with a valve body which is arranged centrally and axially movable on the shower head and in the normal position is approximately flush with a spray disc, while it protrudes somewhat in the pressure position.
- the pressure relief valve has a leakage opening leading from the fluid guide to the jet disc, which is closed in the normal position by the movable valve body and released when an overpressure occurs.
- the valve body is biased into its closed position by means of a biasing spring.
- the invention is based on the technical problem of providing a shower head of the type mentioned at the outset, which offers improvements over the prior art mentioned above, in particular with regard to functionality with regard to the overpressure behavior.
- the invention solves this problem by providing a shower head with the features of claim 1.
- the valve body in the overpressure position is designed to be self-retaining and operated by the user and can be moved back into the normal position.
- self-holding is the property of Valve body means that if it has reached its overpressure position due to an overpressure in the fluid guide, it will remain in this position even if the overpressure in the fluid guide no longer exists.
- the return movement of the valve body from its overpressure position to its normal position is user-operated and therefore not automatic. This gives the user the opportunity to first clarify the cause of the excess pressure and, if necessary, to clean the shower head, in particular the shower jet outlet, if the excess pressure is caused by dirt particles and / or calcifications, as can often be found especially at the shower jet outlet. The user can then move the valve body back from its overpressure position to its normal position, so that the shower head is again in its normal operating state.
- the valve body acts in a position-dependent manner on a passage cross section of the fluid guide, wherein it reduces the passage cross section in the overpressure position compared to the normal position.
- the pressure relief valve does not provide for the release of an additional pressure relief opening or the corresponding increase in the overall fluid outlet cross section of the shower head in the case of overpressure compared to normal operation, but for a reduction in the passage cross section of the fluid guide from the fluid inlet to the shower spray outlet. This reduces the volume flow of fluid passed through the shower head.
- the volume flow reduction can be so strong, for example, that the fluid only exits the shower head in individual drops. This prompts the user to intervene or maintain the shower head.
- the invention reliably and reliably avoids in each of its aspects mentioned that the shower head is operated in the shower head housing with excessive pressure for a long time.
- the shower jet outlet contains a plurality of jet outlet openings
- the fluid guide has a distribution chamber upstream of the jet outlet openings.
- the valve body acts on the passage cross section of the fluid guide between the fluid inlet and the distribution chamber. The valve body can thereby reduce the passage cross section of the fluid guide at this point, if an overpressure occurs in the fluid guide, whereby the volume flow of fluid into the distribution chamber can be reduced. This allows the overpressure in the distribution chamber to be reduced via the jet outlet openings and the reduced volume flow to indicate to the user that there is an overpressure case.
- the valve body is cylindrical and movable in the axial direction in the shower head housing and has a radially projecting ring collar with at least one valve passage opening.
- the fluid guide comprises a valve chamber in which the valve body with its ring flange is guided in an axially movable manner, as well as at least one valve inlet opening opening into the valve chamber and at least one valve outlet opening opening out of the valve chamber. With its ring collar, the valve body reduces a passage cross section of the at least one valve outlet opening in the overpressure position compared to the normal position.
- the ring collar thus serves in this embodiment as a kind of movable valve closing body, which leaves the at least one valve outlet opening free when the valve body is in its normal position, and the valve outlet opening at least partially, i.e. completely or partially, blocked or closed when the valve body is in the overpressure position.
- the at least one valve inlet opening extends axially, as does the at least one valve passage opening. In the normal position of the valve body, the valve passage opening is aligned with the valve inlet opening. This represents a constructively and fluidically advantageous realization for the fluid guidance in this area.
- the shower head in the shower head housing contains a hollow cylindrical valve seat body, on which the valve body is held in a guided manner and in which the valve chamber is located.
- the at least one valve outlet opening extends with a radial directional component, optionally additionally with an axial directional component, through a cylinder jacket section of the valve seat body.
- the shower head contains a jet disk forming the shower jet outlet, and the valve body is located on the same side of the shower head housing as the jet disk. Since the spray disc side of a shower head usually represents that side of the shower head which faces the user in operation or which he can easily see in any case and which is easily accessible for him, this measure has the advantage that the user has the valve body and its respective current position recognize it well and if necessary, e.g. for moving back from its overpressure position to its normal position, can be easily handled.
- the valve body projects from the outside of the jet disk in the overpressure position, while it does not project from the outside of the jet disk in the normal position, i.e. is aligned with it or alternatively is set back relative to it.
- the user can very easily recognize from the position of the valve body relative to the spray disc whether there is an overpressure drop or not.
- the pressure relief valve comprises a magnet arrangement which holds the valve body in the normal position by a magnetic force, the magnetic force being able to be overcome by an overpressure in the fluid guide, but not by the pressure forces of any normal fluid pressure fluctuations in the fluid guide in the normal, error-free manner Operation of the shower head.
- the strength of the magnetic force decreases with increasing distance of the valve body from the normal position to an irrelevance value in the overpressure position.
- the term irrelevance value means that the value of the magnetic force in the overpressure position is zero or in any case so low that the magnetic force is then no longer able to remove the valve body automatically by overcoming the usual frictional forces and any remaining fluid pressure forces To move the overpressure position back to its normal position when the overpressure drop is no longer present, ie the overpressure in the fluid guide has been reduced.
- the magnetic force has no relevance for the return movement of the valve body from its overpressure position to the normal position. The user can therefore decide for himself when he wants to move the valve body back to its normal position, for which he accordingly can operate. In the normal position, the valve body then holds again through the action of the magnetic force.
- the shower head shown comprises a shower head housing 1, a fluid inlet 2 into the shower head housing 1, a shower jet outlet 3 from the shower head housing 1, a fluid guide 4 in the shower head housing from the fluid inlet 2 to the shower jet outlet 3 and a pressure relief valve 5.
- the pressure relief valve 5 is pressure-coupled to the fluid guide 4, ie a fluid pressure which prevails in the fluid guide 4 in a corresponding area to which the pressure relief valve 5 is operatively coupled acts on the pressure relief valve 5 1 and 2 built-in pressure relief valve 5 is in the 3 to 7 illustrated in more detail. It is understood that this pressure relief valve can also be used in other shower heads.
- the pressure relief valve 5 contains a movable valve body 6 which, in the event of an overpressure in the fluid guide 4, changes from a normal position N S , as shown in FIGS 3 to 5 is shown, moved to an overpressure position U S , as in the 6 and 7 and in the installed state of the 1 and 2 is shown.
- the valve body 6 is designed such that it remains self-holding in the overpressure position U S and can be moved back to the normal position N S when operated by the user. This means that the valve body 5, if it has assumed its overpressure position due to an overpressure in the fluid guide 4, remains in the overpressure position U S until the user moves it back into the normal position N S , even if in the meantime the overpressure in the fluid guide 4 is no longer available.
- the pressure relief valve 5 has a magnet arrangement 7 for this purpose, which holds the valve body 6 in the normal position N S by a magnetic force F M that can be overcome by an excess pressure from the fluid guide 4, the strength of the magnetic force F M also increasing distance of the valve body 6 from the normal position N S to an irrelevance value in the overpressure position U S decreases.
- the pressure relief valve contains, instead of such a magnet arrangement, another conventional holding force source, which acts on the valve body in the normal position N S with a holding force which can be overcome by the excess pressure in the fluid guide 4 and which no longer acts on the valve body 6 in the pressure position U S, or in any case is not so strong that it could move the valve body 6 back to the normal position N S even when the excess pressure is no longer present.
- another conventional holding force source which acts on the valve body in the normal position N S with a holding force which can be overcome by the excess pressure in the fluid guide 4 and which no longer acts on the valve body 6 in the pressure position U S, or in any case is not so strong that it could move the valve body 6 back to the normal position N S even when the excess pressure is no longer present.
- the magnet arrangement 7 is formed by two interacting magnets 7a, 7b, of which a first magnet 7b is arranged in or on the valve body 6 and a second magnet 7a in or on a part of the pressure relief valve 5 which remains stationary.
- the two magnets 7a, 7b can, for example, be permanent magnets and provide the magnetic force F M as a magnetic attraction between the two magnets 7a, 7b, which, as usual, rapidly decreases in strength with increasing distance between the two magnets 7a, 7b.
- the magnets 7a, 7b are suitably chosen so that in the normal position N S of the valve body 6, in the they have their smallest distance, the magnetic force F M in the strength required to hold the valve body 6 in its normal position N S provide, while the magnetic force F M in the overpressure position U S of the valve body 6, in which the two magnets 7a, 7b their maximum Have distance, has practically dropped to zero or in any case so far that it is no longer able to move the valve body 6 back to the normal position N S against any frictional forces and any fluid pressure forces that may be present.
- valve body 6 acts in a position-dependent manner on a passage cross section D Q of the fluid guide 4 in such a way that it reduces the passage cross section D Q in the overpressure position U S compared to the normal position N S.
- the valve body 6 is cylindrical and movable in the axial direction A R in the shower head housing 1, the axial direction A R as usual being understood to mean the direction parallel to a longitudinal center axis of the cylindrical valve body 6, as well as its opposite direction.
- the valve body 6 has a radially projecting ring collar 8 with at least one valve passage opening 9.
- the fluid guide 4 comprises a valve chamber 10, in which the valve body 6 is movably guided with its ring collar 8.
- the fluid guide 4 has at least one valve inlet opening 11 opening into the valve chamber 10 and at least one valve outlet opening 12 opening out of the valve chamber 10.
- the valve body 6 With its ring collar 8, the valve body 6 reduces the passage cross section D Q of the at least one valve outlet opening 12 when the valve body 6 is in the overpressure position U S , compared to the operating state when the valve body 6 is in the normal position N S. In other words, in the example shown, the valve body 6 reduces the passage cross section D Q of the fluid guide 4 in the region of the at least one valve outlet opening 12. In alternative embodiments, the valve body acts at another point on the fluid guide 4 on its passage cross section D Q in the sense of a reduction when excess pressure occurs a.
- the reduction can be that the passage cross-section D Q is completely blocked, ie reduced to zero, or alternatively to a desired other reduced cross-sectional value between the value zero and a maximum value that the Passage cross section D Q has at the relevant point of the fluid guide 4 when the valve body 6 is in the overpressure position U S.
- valve chamber 10 the at least one valve inlet opening 11 and the at least one valve outlet opening 12 can e.g. all be formed on the pressure relief valve 5.
- the valve chamber 10 is of annular cylindrical shape, alternatively it can have another shape, e.g. a fully cylindrical shape.
- a plurality of valve inlet openings 11 and valve through openings 9 are provided, e.g. each arranged equidistantly in the circumferential direction.
- both the at least one valve inlet opening 11 and the at least one valve passage opening 9 purely axial, ie parallel to the axial direction A R, wherein the at least 9 in alignment with the at least extends to a valve passage opening a valve inlet port 11 when the valve body 6 in the normal position N S is located.
- the at least one valve inlet opening and / or the at least one valve passage opening runs at least in sections at an angle or perpendicular to the axial direction A R. The flush transition from the respective valve inlet opening 11 to the respective valve passage opening 9 enables the fluid to pass through the at least one valve inlet opening 11 into the valve chamber 10 through the at least one valve passage opening 9 in the normal position N S of the valve body 6.
- valve body 6 lies in the normal position N S with its respective valve passage opening 9 with no or at most a short distance from the respective valve inlet opening 11 in an associated end region of the valve chamber 10.
- the valve body 6 with its ring collar 8 is located in the other end region of the valve chamber 10 and consequently at a noticeable distance from the valve inlet opening (s) 11, so that the one or more valve inlet openings 11 are not blocked off by the valve body 6 even in the event of overpressure.
- the pressure relief valve 5 contains a hollow cylindrical valve seat body 13, on which the valve body 6 is held and in which is the valve chamber 10.
- the at least one valve outlet opening 12 with a radial directional component extends outward through a cylinder jacket section 13a of the valve seat body 13.
- the valve seat body 13 is made from several assembled parts, in alternative versions it is made in one piece. In the example shown, it is provided in an end region with an external thread 14 with which it can be screwed into an internal thread of an articulated sleeve 15 of the shower head 1, as shown. Furthermore, in the example shown, the valve seat body 13 has an external thread 16 in an axially central region, to which a shower outlet part 1 a of the shower head housing 1 is screwed. In alternative embodiments, the valve seat body 13 can be connected to the shower head housing in another conventional manner.
- the shower outlet part 1a is made in a flat shower design, which means that the shower head is 1 and 2 Particularly suitable as a flat overhead shower, as is known per se for use in sanitary shower rooms or shower facilities.
- the shower outlet part 1 a is articulated via a ball joint 16 to a shower head connection part 1 b, via which the shower head can be connected to a fluid supply and which forms the fluid inlet 2.
- the shower head is not configured in this flat design, but of another conventional design, for example a bell-shaped design.
- a sieve element 17 is optionally arranged as a dirt / particle sieve in the fluid guide section of the shower head connection part 1b between the fluid inlet 2 and the at least one valve inlet opening 11.
- the shower outlet part 1a has, apart from the pressure relief valve 5, a structure which is known per se and which ends on the fluid outlet side with a jet disk 18 which forms the shower jet outlet 3 and which is provided with one or usually a plurality of jet outlet openings 19 which, in a predeterminable configuration, have a circular or square shape, for example Exit surface of the jet disc 18 are arranged away.
- the fluid guide 4 as in the example shown, has a distribution chamber 20 upstream of the jet outlet openings 19, from which the jet outlet openings 19 open and into which the at least one valve outlet opening 12 opens.
- the valve body 6 thus acts on the passage cross section D Q of the fluid guide 4 between the fluid inlet 2 and the distribution chamber 20, here specifically between the valve chamber 10 and the distribution chamber 20.
- valve body 6 is located on the same side of the shower head housing 1 as the spray disc 18 forming the spray spray outlet 3. In the exemplary embodiment shown, the valve body 6 is specifically located in a central region of the spray disc 18. In alternative embodiments, the valve body 6 is in relation to the spray disc 18 arranged off-center.
- the valve body 6 projects from the outside of the jet disk 18 in the overpressure position U S.
- the shower head is in the 1 and 2 shown.
- the valve body 6 does not protrude from the outside of the spray disc 18, ie it is positioned in a recessed manner in the interior of the shower head housing 1 or is essentially flush with the outside of the spray disc 18.
- the latter is implemented in the example shown, ie in the normal position N S, an outer side 6a of the valve body 6 is aligned with an outer side 13b of the valve seat body 13, which in turn is essentially flush with the outside of the jet disk 18.
- a center pin 13c is formed on the valve seat body 13, which delimits the annular valve chamber 10 radially inward and can act as an additional guide for the valve body 6, for which purpose the valve body 6 in an associated section 6c axially between its ring collar 8 on the foot side and a head section 6b, which ends with the outside 6a, is designed to be correspondingly hollow-cylindrical.
- a pressure channel 21 is formed which is in fluid communication with the valve chamber 10 and leads axially forward to an end face 22 of the valve body head section 6b.
- the pressure channel 21 contains one or more radial gaps running axially or with an axial direction component, which e.g. can each be formed by an axial or axial groove component on the outside of the center pin 13c and / or on the inside of the hollow cylindrical valve body section 6c.
- a continuous annular gap in the circumferential direction can be provided as the pressure channel 21, or spacing webs running axially or with an axial direction component can be provided on at least one of these two opposing surfaces, between which there are intermediate spaces forming the pressure channel 21.
- the center pin 13c simultaneously serves to hold the second magnet 7a, while the first magnet 7b is arranged in the head section 6b of the valve body 6.
- the magnets 7a, 7b can be inserted there into corresponding bores, which can be closed, for example, by the center pin 13c with a sealing screw 23 and, on the part of the valve body 6, with a cover cap 24 that defines the outside 6a of the valve body 6.
- these magnetic insert bores can remain unlocked or be closed in some other way.
- the respective valve outlet opening 12 opens out of the valve chamber 10 in a lower region in the figures and extends radially outwards and axially forwards or outwards, i.e. downwards in the figures, through the relevant cylinder jacket section 13a of the valve seat body 13, which in this area e.g. may be tapered as shown.
- a plurality of valve outlet openings 12 are provided equidistantly distributed in the circumferential direction.
- the number of valve outlet openings 12 may correspond to the number of valve through openings 9 or be different from this.
- valve body 6 with its ring collar 8 is located on the inner or rear, ie upper, end area of the valve chamber 10 in the figures, the respective valve passage opening 9 being flush with the associated valve inlet opening 11 and the pressure channel 21 opening in this area.
- the valve outlet openings 12 are completely released without the valve body 6 having the passage cross section D Q determined by the overall configuration of the shower head Fluid guide 4 limited.
- fluid supplied via the fluid inlet 2 consequently reaches the shower jet outlet 3 via the fluid guide 4, where it emerges as a corresponding shower jet. More precisely, the fluid flows here via the valve inlet openings 11 and the valve passage openings 9 into the valve chamber 10 and from there via the valve outlet openings 12 into the distribution chamber 20, from where it distributes itself onto the jet outlet openings 19.
- an overpressure occurs in the fluid guide 4, for example in the distribution chamber 20, this leads to a corresponding overpressure in the valve chamber 10 of the overpressure valve 5 pressure-coupled to the fluid guide 4.
- the overpressure in the valve chamber 10 also pushes the fluid into the pressure channel 21, as a result of which presses the fluid with the corresponding overpressure against the end face 22 of the valve body 6.
- the magnet arrangement 7 is designed in such a way that the magnetic force F M it provides in the normal position N S of the valve body 6 is smaller than the oppositely acting fluid overpressure force that the fluid under pressure on the valve body 6 exerts on its end face 22.
- valve body 6 detaches itself from the normal position N S against the magnetic force F M and moves axially forward or outward following the fluid overpressure force, ie downwards in the figures, up to its overpressure position U S , which is opposite the normal position N S Represents end position of the valve body 6.
- This extension movement of the valve body 6 against the magnetic force F M and against any frictional forces and against the ambient pressure acting on the outside 6a of the valve body 6 can additionally be supported by an entraining effect of a residual flow of fluid in the valve chamber 10 if the system is designed accordingly.
- the pressure relief valve 5 also responds when the shower head is connected to a fluid supply whose fluid supply pressure is greater than that for which the shower head is designed.
- the valve body 6 In the overpressure position U S, the valve body 6 with its ring collar 8 completely or alternatively partially blocks the respective valve outlet opening 12, as is shown, for example, in FIGS Fig. 2 and 5 can be seen.
- the valve body 6 in this overpressure position U S reduces the passage cross section D Q of the fluid guide 4 at this point to zero or in any case to a lower value than the effective passage cross section of the fluid guide 4 in normal operation.
- the consequence of this is that the volume flow of the fluid at the shower outlet 3 is correspondingly reduced. This can easily be recognized by the user by the fact that the shower jet stops or the shower head at the shower outlet 3 only drips.
- the user can recognize the overpressure case that has occurred because the valve body 6 has moved into its extended overpressure position U S and therefore projects forward or outward from the outside of the jet disk 18.
- the valve body 6 can be made at least in its area protruding from the jet disk 18 in a color contrasting from the surrounding jet disk area. This can make it even easier for the user to recognize that the pressure relief valve 5 has responded.
- the fluid can no longer flow or at least no longer flow into the distribution chamber 20 in a significant amount, so that any excess pressure initially present there due to the escape of the remaining fluid Can remove shower outlet 3.
- the user can now take the necessary measures For example, clean the shower head as a whole or at least at the shower outlet 3, ie eliminate the cause of the overpressure that has occurred.
- the valve body 6 initially remains in its overpressure position U S , since the two magnets 7a, 7b are now so far apart that they no longer exert any or any significant magnetic force on the valve body 6, ie the magnet arrangement 7 is not able to withdraw the valve body 6 automatically into the normal position N S.
- valve body 6 After the user has eliminated the cause of the excess fluid pressure, he pushes the valve body 6 back into its normal position N S , for example by pressing with a finger against the outside 6a of the valve body 6.
- the valve body 6 in the example shown forms with its head section 6b a valve pin, which the user can push back from the extended overpressure position U S to the retracted normal position N S.
- the magnet arrangement 7 then holds the valve body 6 in its normal position N S with its magnetic force F M.
- the valve body 6 in the normal position N S completely clears the passage cross section D Q of the fluid guide 4, in the example shown by completely clearing the valve outlet openings 12. The shower head is thus ready for use again.
- the invention provides a shower head with an advantageous pressure relief valve function. Damage to the shower head can be avoided by the integrated pressure relief valve.
- the pressure relief valve can ensure a reduction in the fluid volume flow, so that the excess pressure can be reduced by the remaining leakage of fluid from the shower head, preferably via the shower jet outlet, without fluid escaping at the pressure relief valve itself.
- the user can easily recognize an overpressure case, eliminate the causes of the overpressure and then bring the valve body back from its overpressure position to its normal position under its own control.
- the shower head according to the invention can be used both for any types of sanitary showers and for non-sanitary showers, if and to the extent There is a need to protect the shower head from any fluid overpressure in the fluid guide.
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Description
- Die Erfindung bezieht sich auf einen Brausekopf mit einem Brausekopfgehäuse, einem Fluideinlass in das Brausekopfgehäuse, einem Brausestrahlaustritt aus dem Brausekopfgehäuse, einer Fluidführung im Brausekopfgehäuse vom Fluideinlass zum Brausestrahlaustritt und einem an die Fluidführung druckangekoppelten Überdruckventil mit einem beweglichen Ventilkörper, der sich bei einem Überdruck in der Fluidführung von einer Normalstellung in eine Überdruckstellung bewegt.
- Es ist bei derartigen Brauseköpfen bekannt, dass nach gewisser Betriebszeit der Fluiddruck im Brausekopfgehäuse aufgrund von Schmutzpartikeln und/oder Verkalkungen, die insbesondere am Brausestrahlaustritt zu Querschnittsverengungen oder gar Verstopfungen von Strahlaustrittsöffnungen führen können, in unerwünschter Weise über einen normalen Fluidbetriebsdruckbereich hinaus ansteigen kann, d.h. es tritt ein Überdruckzustand auf. Dieses Problem tritt z.B. verstärkt bei Brauseköpfen auf, die am Brausestrahlaustritt Strahlaustrittsöffnungen von vergleichsweise kleinem Durchmesser aufweisen und/oder die in Sanitärbrausen mit relativ kalkhaltigem Wasser verwendet werden. Mit Überdruck ist hierbei vorliegend ein Druck gemeint, der über einem Normaldruckbereich liegt, in welchem der Fluiddruck in der Fluidführung im Normalbetrieb bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Brausekopfs und fehlerfreier Funktionsweise desselben unter Berücksichtigung üblicher Druckschwankungen z.B. in einer vorgelagerten Fluidzuführung liegt.
- Daher verfügen diese Brauseköpfe über ein Überdruckventil, das bei einem Überdruck in der Fluidführung im Brausekopfgehäuse anspricht, um einen längeren Betrieb des Brausekopfs in einem solchen Überdruckzustand zu vermeiden. Dazu ist das Überdruckventil an die Fluidführung druckangekoppelt, d.h. drucktechnisch angekoppelt, so dass der Überdruck in der Fluidführung auf das Überdruckventil wirkt und dessen beweglichen Ventilkörper in die Überdruckstellung bewegt. Solange sich der Fluiddruck in der Fluidführung im Normaldruckbereich befindet und noch kein Überdruck aufgetreten ist, befindet sich der Ventilkörper in seiner Normalstellung, d.h. seiner für den normalen Brausebetrieb des Brausekopfs gedachten Stellung.
- Bei einem in der Patentschrift
AT 252 826 B - Bei einem in der Offenlegungsschrift
DE 10 2015 003 607 A1 offenbarten weiteren Brausekopf dieser Art ist ein Überdruckventil mit einem Ventilkörper vorgesehen, der zentrisch und axialbeweglich am Brausekopf angeordnet ist und in Normalstellung etwa bündig zu einer Strahlscheibe abschließt, während er in Überdruckstellung etwas vorsteht. Das Überdruckventil besitzt eine von der Fluidführung nach außen zur Strahlscheibe führende Leckageöffnung, die vom beweglichen Ventilkörper in Normalstellung geschlossen und bei einem auftretenden Überdruck freigegeben wird. Der Ventilkörper ist mittels einer Vorspannfeder in seine Schließstellung vorgespannt. - Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Brausekopfs der eingangs genannten Art zugrunde, der gegenüber dem oben erwähnten Stand der Technik Verbesserungen insbesondere hinsichtlich Funktionalität in Bezug auf das Überdruckverhalten bietet.
- Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Brausekopfs mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
- Bei diesem Brausekopf ist gemäß einem Aspekt der Erfindung der Ventilkörper in der Überdruckstellung selbsthaltend und nutzerbetätigt in die Normalstellung rückbewegbar ausgeführt. Mit dem Begriff selbsthaltend ist hierbei vorliegend die Eigenschaft des Ventilkörpers gemeint, dass er, wenn er durch einen Überdruck in der Fluidführung in seine Überdruckstellung gelangt ist, in dieser auch dann verbleibt, wenn der Überdruck in der Fluidführung nicht mehr besteht. Die Rückbewegung des Ventilkörpers von seiner Überdruckstellung in seine Normalstellung erfolgt nutzerbetätigt und damit nicht selbsttätig. Dies gibt dem Benutzer die Möglichkeit, zunächst die Ursache für den Überdruck abzuklären und ggf. den Brausekopf, insbesondere den Brausestrahlaustritt, zu reinigen, wenn der Überdruck durch Schmutzpartikel und/oder Verkalkungen bedingt ist, wie sie häufig vor allem am Brausestrahlaustritt vorliegen können. Danach kann der Benutzer den Ventilkörper wieder von seiner Überdruckstellung in seine Normalstellung zurückbewegen, so dass sich der Brausekopf wieder in seinem normalen Betriebszustand befindet.
- Gemäß einem zusätzlichen oder alternativen Aspekt der Erfindung wirkt der Ventilkörper stellungsabhängig auf einen Durchlassquerschnitt der Fluidführung, wobei er den Durchlassquerschnitt in der Überdruckstellung gegenüber der Normalstellung verkleinert. Das Überdruckventil sorgt gemäß diesem Erfindungsaspekt im Überdruckfall verglichen mit dem Normalbetrieb nicht für das Freigeben einer zusätzlichen Überdrucköffnung bzw. das entsprechende Erhöhen des gesamten Fluidaustrittsquerschnitts des Brausekopfs, sondern für eine Verringerung des Durchlassquerschnitts der Fluidführung vom Fluideinlass zum Brausestrahlaustritt. Dies verringert den Volumenstrom an durch den Brausekopf hindurchgeführtem Fluid. Die Volumenstromreduktion kann beispielsweise so stark sein, dass das Fluid nur noch in einzelnen Tropfen aus dem Brausekopf austritt. Dadurch wird der Benutzer zum Eingreifen bzw. zur Wartung des Brausekopfs veranlasst.
- Somit wird durch die Erfindung in jedem ihrer genannten Aspekte in einer vorteilhaften Weise zuverlässig vermieden, dass der Brausekopf längere Zeit mit zu hohem Druck im Brausekopfgehäuse betrieben wird.
- In einer Weiterbildung der Erfindung beinhaltet der Brausestrahlaustritt eine Mehrzahl von Strahlaustrittsöffnungen, und die Fluidführung weist eine Verteilkammer stromaufwärts der Strahlaustrittsöffnungen auf. Der Ventilkörper wirkt auf den Durchlassquerschnitt der Fluidführung zwischen dem Fluideinlass und der Verteilkammer. Der Ventilkörper kann dadurch den Durchlassquerschnitt der Fluidführung an dieser Stelle verringern, wenn in der Fluidführung ein Überdruck auftritt, wodurch der Volumenstrom an Fluid in die Verteilkammer reduziert werden kann. Damit kann der Überdruck in der Verteilkammer über die Strahlaustrittsöffnungen abgebaut und dem Benutzer durch den verringerten Volumenstrom angezeigt werden, dass ein Überdruckfall vorliegt.
- In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Ventilkörper zylindrisch und in Axialrichtung im Brausekopfgehäuse beweglich ausgeführt und weist einen radial abstehenden Ringkragen mit mindestens einer Ventildurchgangsöffnung auf. Die Fluidführung umfasst eine Ventilkammer, in welcher der Ventilkörper mit seinem Ringflansch axialbeweglich geführt ist, sowie mindestens eine in die Ventilkammer einmündende Ventileinlassöffnung und mindestens eine aus der Ventilkammer ausmündende Ventilauslassöffnung. Der Ventilkörper verkleinert mit seinem Ringkragen einen Durchlassquerschnitt der mindestens einen Ventilauslassöffnung in der Überdruckstellung verglichen mit der Normalstellung. Der Ringkragen dient somit in dieser Ausführung als eine Art beweglicher Ventilschließkörper, der die mindestens eine Ventilauslassöffnung freilässt, wenn sich der Ventilkörper in seiner Normalstellung befindet, und die Ventilauslassöffnung mindestens teilweise, d.h. vollständig oder partiell, blockiert bzw. verschließt, wenn sich der Ventilkörper in der Überdruckstellung befindet.
- In einer Ausgestaltung der Erfindung verläuft die mindestens eine Ventileinlassöffnung axial, ebenso die mindestens eine Ventildurchgangsöffnung. In der Normalstellung des Ventilkörpers fluchtet die Ventildurchgangsöffnung mit der Ventileinlassöffnung. Dies stellt eine konstruktiv und strömungstechnisch vorteilhafte Realisierung für die Fluidführung in diesem Bereich dar.
- In einer Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet der Brausekopf im Brausekopfgehäuse einen hohlzylindrischen Ventilsitzkörper, an dem der Ventilkörper geführt beweglich gehalten ist und in dem sich die Ventilkammer befindet. Die mindestens eine Ventilauslassöffnung erstreckt sich mit radialer Richtungskomponente, optional zusätzlich mit axialer Richtungskomponente, nach außen durch einen Zylindermantelabschnitt des Ventilsitzkörpers hindurch. Auch diese Konstruktionsmaßnahme ist strömungstechnisch und funktionell für das Überdruckventil von Vorteil.
- In einer Weiterbildung der Erfindung beinhaltet der Brausekopf eine den Brausestrahlaustritt bildende Strahlscheibe, und der Ventilkörper befindet sich auf einer gleichen Seite des Brausekopfgehäuses wie die Strahlscheibe. Da die Strahlscheibenseite eines Brausekopfs üblicherweise diejenige Seite des Brausekopfs darstellt, die dem Benutzer im Betrieb zugewandt ist oder die er jedenfalls leicht einsehen kann und die für ihn leicht zugänglich ist, hat diese Maßnahme den Vorteil, dass der Benutzer den Ventilkörper und seine jeweilige momentane Stellung gut erkennen und ihn bei Bedarf, z.B. zum Zurückbewegen von seiner Überdruckstellung in seine Normalstellung, leicht handhaben kann.
- In einer Ausgestaltung der Erfindung steht der Ventilkörper in der Überdruckstellung von der Außenseite der Strahlscheibe vor, während er in der Normalstellung nicht von der Außenseite der Strahlscheibe vorsteht, d.h. mit dieser fluchtet oder alternativ gegenüber dieser zurückgesetzt ist. Dadurch kann der Benutzer sehr einfach an der Stellung des Ventilkörpers relativ zur Strahlscheibe erkennen, ob ein Überdruckfall vorliegt oder nicht.
- In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst das Überdruckventil eine Magnetanordnung, die den Ventilkörper durch eine Magnetkraft in der Normalstellung hält, wobei die Magnetkraft von einem Überdruck in der Fluidführung überwunden werden kann, hingegen nicht von den Druckkräften etwaiger normaler Fluiddruckschwankungen in der Fluidführung im normalen, fehlerfreien Betrieb des Brausekopfs. Dabei nimmt die Magnetkraft in ihrer Stärke mit zunehmender Entfernung des Ventilkörpers von der Normalstellung bis auf einen Irrelevanzwert in der Überdruckstellung ab. Mit dem Begriff Irrelevanzwert ist hierbei vorliegend gemeint, dass der Wert der Magnetkraft in der Überdruckstellung gleich null oder jedenfalls so gering ist, dass die Magnetkraft auch dann nicht mehr in der Lage ist, den Ventilkörper unter Überwindung üblicher Reibungskräfte und etwaiger restlicher Fluiddruckkräfte selbsttätig von seiner Überdruckstellung in seine Normalstellung zurückzubewegen, wenn der Überdruckfall nicht mehr vorliegt, d.h. der Überdruck in der Fluidführung abgebaut ist. Mit anderen Worten hat die Magnetkraft keine Relevanz für die Rückbewegung des Ventilkörpers von seiner Überdruckstellung in die Normalstellung. Der Benutzer kann daher selbst entscheiden, wann er den Ventilkörper wieder in seine Normalstellung zurückbewegen will, wozu er diesen entsprechend betätigen kann. In der Normalstellung hält der Ventilkörper dann wieder durch die Wirkung der Magnetkraft.
- Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben, wobei zusätzlich weitere vorteilhafte erfindungsgemäße Ausführungsformen erwähnt und erläutert werden. Hierbei zeigen:
- Fig. 1
- eine Längsschnittansicht eines Brausekopfs,
- Fig. 2
- eine Detaillängsschnittansicht eines mittigen Bereichs des Brausekopfs von
Fig. 1 , - Fig. 3
- eine Längsschnittansicht eines im Brausekopf von
Fig. 1 verwendbaren Überdruckventils mit einem Ventilkörper in Normalstellung, - Fig. 4
- eine Perspektivansicht des Überdruckventils von
Fig. 3 , - Fig. 5
- eine Detailansicht eines Bereichs V in
Fig. 3 , - Fig. 6
- die Ansicht von
Fig. 3 mit dem Ventilkörper in Überdruckstellung und - Fig. 7
- eine Seitenansicht des Überdruckventils in der Überdruckstellung von
Fig. 6 . - Der in den
Fig. 1 und 2 gezeigte Brausekopf umfasst ein Brausekopfgehäuse 1, einen Fluideinlass 2 in das Brausekopfgehäuse 1, einen Brausestrahlaustritt 3 aus dem Brausekopfgehäuse 1, eine Fluidführung 4 im Brausekopfgehäuse vom Fluideinlass 2 zum Brausestrahlaustritt 3 sowie ein Überdruckventil 5. Das Überdruckventil 5 ist an die Fluidführung 4 druckangekoppelt, d.h. ein Fluiddruck, der in der Fluidführung 4 in einem entsprechenden Bereich herrscht, an den das Überdruckventil 5 wirktechnisch angekoppelt ist, wirkt auf das Überdruckventil 5. Das in den Brausekopf derFig. 1 und 2 eingebaute Überdruckventil 5 ist in denFig. 3 bis 7 näher veranschaulicht. Es versteht sich, dass dieses Überdruckventil auch in anderen Brauseköpfen verwendet werden kann. - Das Überdruckventil 5 beinhaltet einen beweglichen Ventilkörper 6, der sich bei einem Überdruck in der Fluidführung 4 von einer Normalstellung NS, wie sie in den
Fig. 3 bis 5 gezeigt ist, in eine Überdruckstellung US bewegt, wie sie in denFig. 6 und 7 sowie im Einbauzustand derFig. 1 und 2 gezeigt ist. - In entsprechenden Ausführungsformen der Erfindung ist der Ventilkörper 6 derart ausgeführt, dass er in der Überdruckstellung US selbsthaltend verbleibt und nutzerbetätigt in die Normalstellung NS rückbewegt werden kann. Dies bedeutet, dass der Ventilkörper 5, wenn er aufgrund eines Überdrucks in der Fluidführung 4 seine Überdruckstellung eingenommen hat, in der Überdruckstellung US verbleibt, bis der Benutzer ihn wieder in die Normalstellung NS zurückbewegt, auch wenn zwischenzeitlich der Überdruck in der Fluidführung 4 nicht mehr vorliegt.
- Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Überdruckventil 5 hierzu eine Magnetanordnung 7 auf, die den Ventilkörper 6 durch eine Magnetkraft FM, die von einem Überdruck von der Fluidführung 4 überwindbar ist, in der Normalstellung NS hält, wobei die Magnetkraft FM in ihrer Stärke mit zunehmender Entfernung des Ventilkörpers 6 von der Normalstellung NS bis auf einen Irrelevanzwert in der Überdruckstellung US abnimmt. In alternativen Ausführungsformen beinhaltet das Überdruckventil anstelle einer solchen Magnetanordnung eine andere herkömmliche Haltekraftquelle, die den Ventilkörper in der Normalstellung NS mit einer vom Überdruck in der Fluidführung 4 überwindbaren Haltekraft beaufschlagt, die in der Überdruckstellung US nicht mehr auf den Ventilkörper 6 wirkt oder jedenfalls nicht so stark ist, dass sie den Ventilkörper 6 selbst bei nicht mehr vorhandenem Überdruck in die Normalstellung NS zurückbewegen könnte.
- Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Magnetanordnung 7 von zwei zusammenwirkenden Magneten 7a, 7b gebildet, von denen ein erster Magnet 7b im bzw. am Ventilkörper 6 und ein zweiter Magnet 7a in oder an einem stationär bleibenden Teil des Überdruckventils 5 angeordnet ist. Die beiden Magnete 7a, 7b können z.B. Permanentmagnete sein und die Magnetkraft FM als eine magnetische Anziehungskraft zwischen den beiden Magneten 7a, 7b bereitstellen, die wie üblich mit wachsendem Abstand der beiden Magnete 7a, 7b in ihrer Stärke rasch abnimmt. Die Magnete 7a, 7b sind passend so gewählt, dass sie in der Normalstellung NS des Ventilkörpers 6, in der sie ihren geringsten Abstand haben, die Magnetkraft FM in der zum Halten des Ventilkörpers 6 in seiner Normalstellung NS erforderlichen Stärke bereitstellen, während die Magnetkraft FM in der Überdruckstellung US des Ventilkörpers 6, in der die beiden Magnete 7a, 7b ihren maximalen Abstand haben, praktisch auf null oder jedenfalls so weit abgefallen ist, dass sie nicht mehr in der Lage ist, den Ventilkörper 6 gegen allfällige Reibungskräfte und ggf. vorliegende Fluiddruckkräfte in die Normalstellung NS zurückzubewegen.
- In entsprechenden Ausführungsformen der Erfindung wirkt der Ventilkörper 6 stellungsabhängig auf einen Durchlassquerschnitt DQ der Fluidführung 4 dahingehend, dass er den Durchlassquerschnitt DQ in der Überdruckstellung US verglichen mit der Normalstellung NS verkleinert.
- Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Ventilkörper 6 zylindrisch und in Axialrichtung AR im Brausekopfgehäuse 1 beweglich ausgeführt, wobei unter Axialrichtung AR wie üblich die zu einer Längsmittenachse des zylindrischen Ventilkörpers 6 parallele Richtung zu verstehen ist, ebenso deren entgegengesetzte Richtung. Der Ventilkörper 6 weist einen radial abstehenden Ringkragen 8 mit mindestens einer Ventildurchgangsöffnung 9 auf. Die Fluidführung 4 umfasst eine Ventilkammer 10, in welcher der Ventilkörper 6 mit seinem Ringkragen 8 beweglich geführt ist. Außerdem weist die Fluidführung 4 mindestens eine in die Ventilkammer 10 einmündende Ventileinlassöffnung 11 und mindestens eine aus der Ventilkammer 10 ausmündende Ventilauslassöffnung 12 auf. Der Ventilkörper 6 verkleinert mit seinem Ringkragen 8 den Durchlassquerschnitt DQ der mindestens einen Ventilauslassöffnung 12, wenn sich der Ventilkörper 6 in der Überdruckstellung US befindet, verglichen mit dem Betriebszustand, wenn sich der Ventilkörper 6 in der Normalstellung NS befindet. Mit anderen Worten verkleinert der Ventilkörper 6 im gezeigten Beispiel den Durchlassquerschnitt DQ der Fluidführung 4 im Bereich der wenigstens einen Ventilauslassöffnung 12. In alternativen Ausführungen wirkt der Ventilkörper an einer anderen Stelle der Fluidführung 4 auf deren Durchlassquerschnitt DQ im Sinn einer Verkleinerung bei auftretendem Überdruck ein. Die Verkleinerung kann darin bestehen, dass der Durchlassquerschnitt DQ vollständig abgesperrt, d.h. auf null reduziert, wird oder alternativ auf einen gewünschten anderen reduzierten Querschnittswert zwischen dem Wert null und einem maximalen Wert, den der Durchlassquerschnitt DQ an der betreffenden Stelle der Fluidführung 4 besitzt, wenn sich der Ventilkörper 6 in der Überdruckstellung US befindet.
- Die Ventilkammer 10, die mindestens eine Ventileinlassöffnung 11 und die mindestens eine Ventilauslassöffnung 12 können z.B. sämtlich am Überdruckventil 5 ausgebildet sein. Im gezeigten Beispiel ist die Ventilkammer 10 von ringzylindrischer Form, alternativ kann sie eine andere Form besitzen, z.B. eine vollzylindrische Form. In entsprechenden Ausführungen sind jeweils eine Mehrzahl von Ventileinlassöffnungen 11 und Ventildurchgangsöffnungen 9 vorgesehen, z.B. jeweils in Umfangsrichtung äquidistant angeordnet.
- In entsprechenden Ausführungen verlaufen sowohl die mindestens eine Ventileinlassöffnung 11 als auch die mindestens eine Ventildurchgangsöffnung 9 rein axial, d.h. parallel zur Axialrichtung AR, wobei die mindestens eine Ventildurchgangsöffnung 9 fluchtend zur mindestens einen Ventileinlassöffnung 11 verläuft, wenn sich der Ventilkörper 6 in der Normalstellung NS befindet. In alternativen Ausführungen verläuft die mindestens eine Ventileinlassöffnung und/oder die mindestens eine Ventildurchgangsöffnung mindestens abschnittsweise schräg oder senkrecht zur Axialrichtung AR. Der fluchtende Übergang von der jeweiligen Ventileinlassöffnung 11 zur jeweiligen Ventildurchgangsöffnung 9 ermöglicht es dem Fluid, in der Normalstellung NS des Ventilkörpers 6 über die mindestens eine Ventileinlassöffnung 11 ungehindert durch die mindestens eine Ventildurchgangsöffnung 9 hindurch in die Ventilkammer 10 zu gelangen.
- Im gezeigten Beispiel liegt der Ventilkörper 6 in der Normalstellung NS mit seiner jeweiligen Ventildurchgangsöffnung 9 ohne oder mit allenfalls geringem Abstand der jeweiligen Ventileinlassöffnung 11 in einem zugehörigen Stirnendbereich der Ventilkammer 10 gegenüber. Im Überdruckzustand US befindet sich der Ventilkörper 6 mit seinem Ringkragen 8 im anderen Stirnendbereich der Ventilkammer 10 und folglich mit merklichem Abstand von der oder den Ventileinlassöffnungen 11 entfernt, so dass auch im Überdruckfall die eine oder mehreren Ventileinlassöffnungen 11 vom Ventilkörper 6 nicht abgesperrt werden.
- In entsprechenden Ausführungsformen beinhaltet das Überdruckventil 5 einen hohlzylindrischen Ventilsitzkörper 13, an dem der Ventilkörper 6 geführt gehalten ist und in dem sich die Ventilkammer 10 befindet. Dabei erstreckt sich die mindestens eine Ventilauslassöffnung 12 mit radialer Richtungskomponente nach außen durch einen Zylindermantelabschnitt 13a des Ventilsitzkörpers 13 hindurch.
- Im gezeigten Beispiel ist der Ventilsitzkörper 13 aus mehreren zusammengefügten Teilen gefertigt, in alternativen Ausführungen ist er einteilig gefertigt. Im gezeigten Beispiel ist er in einem Stirnendbereich mit einem Außengewinde 14 versehen, mit der er in ein Innengewinde einer Gelenkhülse 15 des Brausekopfs 1 eingeschraubt sein kann, wie gezeigt. Weiter besitzt der Ventilsitzkörper 13 im gezeigten Beispiel in einem axial mittigen Bereich ein Außengewinde 16, an dem ein Brauseaustrittsteil 1a des Brausekopfgehäuses 1 angeschraubt ist. In alternativen Ausführungen ist der Ventilsitzkörper 13 in einer anderen herkömmlichen Weise mit dem Brausekopfgehäuse verbindbar.
- Im gezeigten Beispiel ist der Brauseaustrittsteil 1a in einer Flachbrausen-Bauweise gefertigt, wodurch sich der Brausekopf der
Fig. 1 und 2 insbesondere als flache Kopfbrause eignet, wie sie zur Verwendung in sanitären Duschräumen bzw. Duscheinrichtungen an sich bekannt ist. Der Brauseaustrittsteil 1a ist über ein Kugelgelenk 16 an einen Brausekopfanschlussteil 1b gelenkig angekoppelt, über den der Brausekopf an eine Fluidzuführung angeschlossen werden kann und der den Fluideinlass 2 bildet. In alternativen Ausführungen ist der Brausekopf nicht in dieser Flachbauweise konfiguriert, sondern von einer anderen herkömmlichen Bauart, z.B. einer glockenförmigen Bauart. Optional ist, wie gezeigt, im Fluidführungsabschnitt des Brausekopfanschlussteils 1b zwischen dem Fluideinlass 2 und der wenigstens einen Ventileinlassöffnung 11 ein Siebelement 17 als Schmutz-/Partikelsieb angeordnet. - Der Brauseaustrittsteil 1a besitzt einen abgesehen vom Überdruckventil 5 an sich bekannten Aufbau, der fluidaustrittsseitig mit einer den Brausestrahlaustritt 3 bildenden Strahlscheibe 18 abschließt, die mit einer oder meist einer Vielzahl von Strahlaustrittsöffnungen 19 versehen ist, die in einer vorgebbaren Konfiguration über eine beispielsweise kreisrunde oder viereckige Austrittsfläche der Strahlscheibe18 hinweg angeordnet sind.
- In entsprechenden Ausführungsformen weist die Fluidführung 4, wie im gezeigten Beispiel, stromaufwärts der Strahlaustrittsöffnungen 19 eine Verteilkammer 20 auf, aus der die Strahlaustrittsöffnungen 19 ausmünden und in welche die mindestens eine Ventilauslassöffnung 12 einmündet. Somit wirkt bei diesem Brausekopf der Ventilkörper 6 auf den Durchlassquerschnitt DQ der Fluidführung 4 zwischen dem Fluideinlass 2 und der Verteilkammer 20, hier speziell zwischen der Ventilkammer 10 und der Verteilkammer 20.
- In entsprechenden Ausführungsformen befindet sich der Ventilkörper 6 auf einer gleichen Seite des Brausekopfgehäuses 1 wie die den Brausestrahlaustritt 3 bildende Strahlscheibe 18. Im gezeigten Ausführungsbeispiel befindet sich der Ventilkörper 6 speziell in einem Mittenbereich der Strahlscheibe 18. In alternativen Ausführungen ist der Ventilkörper 6 bezüglich der Strahlscheibe 18 außermittig angeordnet.
- In entsprechenden Ausführungen steht der Ventilkörper 6 in der Überdruckstellung US von der Außenseite der Strahlscheibe 18 vor. In diesem Zustand ist der Brausekopf in den
Fig. 1 und 2 gezeigt. In der Normalstellung NS steht der Ventilkörper 6 nicht von der Außenseite der Strahlscheibe 18 vor, d.h. er ist gegenüber dieser zurückgesetzt im Inneren des Brausekopfgehäuses 1 positioniert oder schließt im Wesentlichen bündig mit der Außenseite der Strahlscheibe 18 ab. Letzteres ist im gezeigten Beispiel realisiert, d.h. in der Normalstellung NS fluchtet eine Außenseite 6a des Ventilkörpers 6 mit einer Außenseite 13b des Ventilsitzkörpers 13, die ihrerseits im Wesentlichen fluchtend mit der Außenseite der Strahlscheibe 18 abschließt. - Wie insbesondere aus
Fig. 5 ersichtlich, ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel am Ventilsitzkörper 13 ein Mittenzapfen 13c ausgebildet, der die ringförmige Ventilkammer 10 radial nach innen begrenzt und als zusätzliche Führungshilfe für den Ventilkörper 6 fungieren kann, wozu der Ventilkörper 6 in einem zugehörigen Abschnitt 6c axial zwischen seinem fußseitigen Ringkragen 8 und einem mit der Außenseite 6a abschließenden Kopfabschnitt 6b korrespondierend hohlzylindrisch ausgebildet ist. Zwischen diesem hohlzylindrischen Abschnitt 6c des Ventilkörpers 6 und dem Mittenzapfen 13c des Ventilsitzkörpers 13 ist ein Druckkanal 21 gebildet, der mit der Ventilkammer 10 in Fluidverbindung steht und axial nach vorne bis zu einer Stirnfläche 22 des Ventilkörper-Kopfabschnitts 6b führt. - In entsprechenden Ausführungen beinhaltet der Druckkanal 21 einen oder mehrere axial bzw. mit axialer Richtungskomponente verlaufende Radialspalte, die z.B. jeweils durch eine axiale bzw. mit axialer Richtungskomponente verlaufende Nut an der Außenseite des Mittenzapfens 13c und/oder an der Innenseite des hohlzylindrischen Ventilkörperabschnitts 6c gebildet sein können. Alternativ kann ein in Umfangsrichtung durchgehender Ringspalt als Druckkanal 21 vorgesehen sein, oder es können axial bzw. mit axialer Richtungskomponente verlaufende Abstandsstege an mindestens einer dieser beiden sich gegenüberstehenden Flächen vorgesehen sein, zwischen denen dann den Druckkanal 21 bildende Zwischenräume vorliegen.
- Im gezeigten Ausführungsbeispiel dient der Mittenzapfen 13c gleichzeitig zur Halterung des zweiten Magneten 7a, während der erste Magnet 7b im Kopfabschnitt 6b des Ventilkörpers 6 angeordnet ist. Die Magnete 7a, 7b können dort in entsprechende Bohrungen eingefügt sein, die seitens des Mittenzapfens 13c beispielhaft mit einer Dichtschraube 23 und seitens des Ventilkörpers 6 mit einer die Außenseite 6a des Ventilkörpers 6 definierenden Abdeckkappe 24 verschlossen sein können. Alternativ können diese Magneteinsatzbohrungen unverschlossen bleiben oder in anderer Weise abgeschlossen sein.
- Im gezeigten Ausführungsbeispiel mündet die jeweilige Ventilauslassöffnung 12 in einem in den Figuren unteren Bereich der Ventilkammer 10 aus dieser aus und erstreckt sich radial nach außen und axial nach vorn bzw. außen, d.h. in den Figuren nach unten, durch den betreffenden Zylindermantelabschnitt 13a des Ventilsitzkörpers 13 hindurch, der in diesem Bereich z.B. konisch verjüngt gestaltet sein kann, wie gezeigt. Im gezeigten Beispiel sind mehrere Ventilauslassöffnungen 12 in Umfangsrichtung äquidistant verteilt vorgesehen. Die Anzahl der Ventilauslassöffnungen 12 kann der Anzahl an Ventildurchgangsöffnungen 9 entsprechen oder von dieser verschieden sein.
- Im Normalzustand NS befindet sich der Ventilkörper 6 mit seinem Ringkragen 8 am inneren bzw. hinteren, d.h. in den Figuren oberen, Endbereich der Ventilkammer 10, wobei die jeweilige Ventildurchgangsöffnung 9 fluchtend der zugeordneten Ventileinlassöffnung 11 gegenüberliegt und in diesem Bereich der Druckkanal 21 mündet. Die Ventilauslassöffnungen 12 sind vollständig freigegeben, ohne dass der Ventilkörper 6 den von der Gesamtkonfiguration des Brausekopfs bestimmten Durchlassquerschnitt DQ der Fluidführung 4 beschränkt. Über den Fluideinlass 2 zugeführtes Fluid gelangt folglich in diesem Normalbetrieb des Brausekopfs über die Fluidführung 4 zum Brausestrahlaustritt 3, wo es als entsprechender Brausestrahl austritt. Genauer strömt hierbei das Fluid über die Ventileinlassöffnungen 11 und die Ventildurchgangsöffnungen 9 in die Ventilkammer 10 und von dort über die Ventilauslassöffnungen 12 in die Verteilkammer 20, von wo es sich auf die Strahlaustrittsöffnungen 19 verteilt.
- Solange das Fluid im Wesentlichen unbehindert bzw. störungsfrei strömen kann, tritt in der Fluidführung 4 kein Überdruck auf. Da der Druckkanal 21 nicht im Hauptstrom der Fluidführung 4 liegt, ist er im Normalbetrieb des Brausekopfs nicht mit einem merklichen Fluiddruck belastet, und in jedem Fall bleibt eine dadurch ggf. auf den Ventilkörper 6 an seiner Stirnfläche 22 des Kopfabschnitts 6b in Richtung nach außen bzw. in den Figuren nach unten ausgeübte Fluiddruckkraft kleiner als die anziehende, gegenhaltende Magnetkraft FM der beiden Magnete 7a, 7b. Insbesondere nach längerer Betriebsdauer des Brausekopfs kann es durch kleinere Partikel und/oder durch Kalkablagerungen zu Verengungen bis hin zu Verstopfungen in der Fluidführung 4 und insbesondere im Bereich des Brausestrahlaustritts 3 kommen. Dies gilt besonders für Brauseköpfe, bei denen die Strahlaustrittsöffnungen 19 nur relativ geringe Durchlassquerschnitte besitzen, wie dies z.B. bei Sanitärbrausen der Fall ist, die einen sogenannten Fein- bzw. Nadelstrahl als Brausestrahl abgeben. Dadurch kann in der Fluidführung 4 ein Überdruck auftreten, d.h. ein zu hoher, überhöhter Fluiddruck, der höher ist als der Fluiddruck im normalen Brausebetrieb einschließlich üblicher Druckschwankungen z.B. bedingt durch schwankende Druckverhältnisse in einer vorgelagerten Fluidversorgung. Ein derartiger Überdruck ist unerwünscht und kann Schädigungen im Brausekopfgehäuse 1 verursachen. Dies wird durch das Überdruckventil 5 verhindert.
- Wenn in der Fluidführung 4 ein Überdruck auftritt, beispielsweise in der Verteilkammer 20, führt dies zu einem entsprechenden Überdruck in der Ventilkammer 10 des an die Fluidführung 4 druckangekoppelten Überdruckventils 5. Der Überdruck in der Ventilkammer 10 drückt das Fluid auch in den Druckkanal 21, wodurch das Fluid mit dem entsprechenden Überdruck gegen die Stirnfläche 22 des Ventilkörpers 6 andrückt. Die Magnetanordnung 7 ist so ausgelegt, dass die von ihr in der Normalstellung NS des Ventilkörpers 6 bereitgestellte Magnetkraft FM kleiner ist als die entgegengesetzt wirkende Fluidüberdruckkraft, die das unter Überdruck stehende Fluid auf den Ventilkörper 6 an dessen Stirnfläche 22 ausübt. Dadurch löst sich der Ventilkörper 6 entgegen der Magnetkraft FM aus seiner Normalstellung NS und bewegt sich der Fluidüberdruckkraft folgend axial nach vorn bzw. außen, d.h. in den Figuren nach unten, bis zu seiner Überdruckstellung US, welche die der Normalstellung NS gegenüberliegende Endstellung des Ventilkörpers 6 darstellt. Diese Ausfahrbewegung des Ventilkörpers 6 entgegen der Magnetkraft FM sowie entgegen etwaiger Reibungskräfte und entgegen des auf die Außenseite 6a des Ventilkörpers 6 wirkenden Umgebungsdrucks kann bei entsprechender Systemauslegung zusätzlich durch einen Mitreißeffekt einer Restströmung an Fluid in der Ventilkammer 10 unterstützt werden. Es versteht sich, dass das Überdruckventil 5 auch dann anspricht, wenn der Brausekopf an eine Fluidversorgung angeschlossen wird, deren Fluidversorgungsdruck größer ist als derjenige, für den der Brausekopf ausgelegt ist.
- In der Überdruckstellung US versperrt der Ventilkörper 6 mit seinem Ringkragen 8 die jeweilige Ventilauslassöffnung 12 vollständig oder alternativ partiell, wie dies z.B. in den
Fig. 2 und5 zu erkennen ist. Dadurch verringert der Ventilkörper 6 in dieser Überdruckstellung US den Durchlassquerschnitt DQ der Fluidführung 4 an dieser Stelle auf null oder jedenfalls auf einen gegenüber dem effektiven Durchlassquerschnitt der Fluidführung 4 im Normalbetrieb geringeren Wert. Dies hat zur Folge, dass sich der Volumenstrom des Fluids am Brauseaustritt 3 entsprechend stark verringert. Für den Benutzer ist dies leicht daran erkennbar, dass der Brausestrahl stoppt oder der Brausekopf am Brauseaustritt 3 nur noch tropft. Zudem kann der Benutzer den eingetretenen Überdruckfall daran erkennen, dass sich der Ventilkörper 6 in seine ausgefahrene Überdruckstellung US bewegt hat und daher nach vorn bzw. außen von der Außenseite der Strahlscheibe 18 vorsteht. Optional kann der Ventilkörper 6 zumindest in seinem von der Strahlscheibe 18 vorstehenden Bereich farblich vom umgebenden Strahlscheibenbereich abgesetzt gefertigt sein. Dies kann dem Benutzer das Erkennen noch leichter machen, dass das Überdruckventil 5 angesprochen hat. - Durch das mindestens teilweise Blockieren des bzw. der Ventilauslassöffnungen 12 kann in der Überdruckstellung US des Ventilkörpers 6 das Fluid nicht mehr oder jedenfalls nicht mehr in signifikanter Menge in die Verteilkammer 20 strömen, so dass sich dort anfangs vorhandener Überdruck durch Austreten des restlichen Fluids am Brauseaustritt 3 abbauen kann. Der Benutzer kann nun die erforderlichen Maßnahmen ergreifen, beispielsweise den Brausekopf insgesamt oder zumindest am Brauseaustritt 3 reinigen, d.h. die Ursache für den eingetretenen Überdruckfall beseitigen. Der Ventilkörper 6 bleibt hierbei zunächst in seiner Überdruckstellung US, da die beiden Magneten 7a, 7b nun so weit voneinander entfernt sind, dass sie keine oder jedenfalls keine nennenswerte Magnetkraft mehr auf den Ventilkörper 6 ausüben, d.h. die Magnetanordnung 7 ist nicht in der Lage, den Ventilkörper 6 selbsttätig in die Normalstellung NS zurückzuziehen. Nachdem der Benutzer die Ursache für den Fluidüberdruck beseitigt hat, drückt er den Ventilkörper 6 wieder in seine Normalstellung NS zurück, z.B. indem er mit einem Finger gegen die Außenseite 6a des Ventilkörpers 6 drückt. Mit anderen Worten bildet der Ventilkörper 6 im gezeigten Beispiel mit seinem Kopfabschnitt 6b quasi einen Ventilstift, den der Benutzer von der ausgefahrenen Überdruckstellung US wieder in die eingefahrene Normalstellung NS zurückdrücken kann.
- Die Magnetanordnung 7 hält dann mit ihrer Magnetkraft FM den Ventilkörper 6 wieder in seiner Normalstellung NS. Der Ventilkörper 6 gibt in der Normalstellung NS den Durchlassquerschnitt DQ der Fluidführung 4 wieder vollständig frei, im gezeigten Beispiel durch vollständiges Freigeben der Ventilauslassöffnungen 12. Damit ist der Brausekopf wieder einsatzbereit.
- Wie die gezeigten und oben erwähnten Ausführungsbeispiele deutlich machen, stellt die Erfindung einen Brausekopf mit einer vorteilhaften Überdruckventilfunktion zur Verfügung. Schädigungen des Brausekopfs können durch das integrierte Überdruckventil vermieden werden. Das Überdruckventil kann in entsprechenden Realisierungen des Brausekopfs für eine Verringerung des Fluidvolumenstroms sorgen, so dass sich der Überdruck durch restliches Austreten von Fluid aus dem Brausekopf abbauen kann, vorzugsweise über den Brausestrahlaustritt, ohne dass am Überdruckventil selbst Fluid austritt. Der Benutzer kann in entsprechenden Realisierungen des Brausekopfs einen Überdruckfall leicht erkennen, die Ursachen für den Überdruck beseitigen und danach in eigener Kontrolle den Ventilkörper wieder von seiner Überdruckstellung in seine Normalstellung bringen.
- Es versteht sich, dass der erfindungsgemäße Brausekopf sowohl für beliebige Typen von Sanitärbrausen verwendbar ist als auch für nicht-sanitäre Brausen, wenn und insoweit Bedarf besteht, den Brausekopf vor einem etwaigen Fluidüberdruck in der Fluidführung zu schützen.
Claims (8)
- Brausekopf, insbesondere für eine Sanitärbrause, mit- einem Brausekopfgehäuse (1),- einem Fluideinlass (2) in das Brausekopfgehäuse,- einem Brausestrahlaustritt (3) aus dem Brausekopfgehäuse,- einer Fluidführung (4) im Brausekopfgehäuse vom Fluideinlass zum Brausestrahlaustritt und- einem an die Fluidführung druckangekoppelten Überdruckventil (5) mit einem beweglichen Ventilkörper (6), der sich bei einem Überdruck in der Fluidführung von einer Normalstellung (NS) in eine Überdruckstellung (US) bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass- der Ventilkörper (6) in der Überdruckstellung (US) selbsthaltend und nutzerbetätigt in die Normalstellung (NS) rückbewegbar ausgeführt ist und/oder- der Ventilkörper (6) stellungsabhängig auf einen Durchlassquerschnitt (DQ) der Fluidführung (4) wirkt, wobei er den Durchlassquerschnitt in der Überdruckstellung (US) gegenüber der Normalstellung (NS) verkleinert.
- Brausekopf nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, dass- der Brausestrahlaustritt eine Mehrzahl von Strahlaustrittsöffnungen (19) beinhaltet,- die Fluidführung eine Verteilkammer (20) stromaufwärts der Strahlaustrittsöffnungen aufweist und- der Ventilkörper auf den Durchlassquerschnitt der Fluidführung zwischen dem Fluideinlass und der Verteilkammer wirkt.
- Brausekopf nach Anspruch 1 oder 2, weiter dadurch gekennzeichnet, dass- der Ventilkörper zylindrisch und in Axialrichtung (AR) im Brausekopfgehäuse beweglich ausgeführt ist und einen radial abstehenden Ringkragen (8) mit mindestens einer Ventildurchgangsöffnung (9) aufweist und- die Fluidführung eine Ventilkammer (10), in welcher der Ventilkörper mit seinem Ringkragen axialbeweglich geführt ist, mindestens eine in die Ventilkammer einmündende Ventileinlassöffnung (11) und mindestens eine aus der Ventilkammer ausmündende Ventilauslassöffnung (12) aufweist,- wobei der Ventilkörper mit seinem Ringkragen einen Durchlassquerschnitt der mindestens einen Ventilauslassöffnung in der Überdruckstellung gegenüber der Normalstellung verkleinert.
- Brausekopf nach Anspruch 3, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Ventileinlassöffnung axial verläuft und die mindestens eine Ventildurchgangsöffnung axial und in der Normalstellung des Ventilkörpers fluchtend zur mindestens einen Ventileinlassöffnung verläuft.
- Brausekopf nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Überdruckventil einen hohlzylindrischen Ventilsitzkörper (13) aufweist, an dem der Ventilkörper geführt gehalten ist und in dem sich die Ventilkammer befindet, wobei sich die mindestens eine Ventilauslassöffnung mit radialer Richtungskomponente nach außen durch einen Zylindermantelabschnitt (13a) des Ventilsitzkörpers hindurch erstreckt.
- Brausekopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter dadurch gekennzeichnet, dass er eine den Brausestrahlaustritt bildende Strahlscheibe (18) aufweist und sich der Ventilkörper auf einer gleichen Seite des Brausekopfgehäuses befindet wie die Strahlscheibe.
- Brausekopf nach Anspruch 6, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper in der Überdruckstellung von der Außenseite der Strahlscheibe vorsteht und in der Normalstellung nicht von der Außenseite der Strahlscheibe vorsteht.
- Brausekopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, weiter dadurch gekennzeichnet, dass das Überdruckventil eine Magnetanordnung (7) aufweist, die den Ventilkörper durch eine von einem Überdruck in der Fluidführung überwindbare Magnetkraft (FM) in der Normalstellung hält, wobei die Magnetkraft in ihrer Stärke mit zunehmender Entfernung des Ventilkörpers von der Normalstellung bis auf einen Irrelevanzwert in der Überdruckstellung abnimmt.
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