CH540065A

CH540065A - Sprühkopf

Info

Publication number: CH540065A
Application number: CH1394372A
Authority: CH
Inventors: Bruno Leonard
Original assignee: Stanadyne Inc
Priority date: 1972-09-25
Filing date: 1972-09-25
Publication date: 1973-08-15

Description

Die Erfindung betrifft einen Sprühkopf zur Bildung einer pulsierenden Flüssigkeitsströmung, der an eine Quelle einer unter Druck stehenden Flüssigkeit anschliessbar ist und ein Gehäuse hat, das eine Eingangsöffnung und eine Ausgangs öffnung aufweist, wobei die Ausgangsöffnung mit einem Dekkel versehen ist, in welchem Kanäle ausgebildet sind.

Die Erfindung hat die Schaffung eines Sprühkopfes dieser Art zum Ziel, welcher für eine Dusche oder eine Handbrause geeignet ist.

Der erfindungsgemässe Sprühkopf ist gekennzeichnet durch eine Scheibe, die im Gehäuse zwischen der Eingangs öffnung und dem Deckel angeordnet ist, sowie durch Stützelemente zum Abstützen der Scheibe im Gehäuse, derart, dass sie Schwingungsbewegungen ausführen kann.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnung. Es zeigt:
Fig. 1 eine Ansicht mit Teilschnitt einer ersten Ausführungsform des Sprühkopfes,
Fig. 2 eine Ansicht des Sprühkopfes von unten, wobei der untere Deckel entfernt ist,
Fig. 3 einen Teilschnitt nach der Linie 3-3 in der Fig. 2,
Fig. 4 eine Ansicht von oben des Deckels des Sprühkopfes aus der Fig. 1,
Fig. 5 eine Ansicht mit Teilschnitt einer anderen Ausführungsform des Sprühkopfes, wobei mögliche Stellungen der Scheibe gestrichelt dargestellt sind,
Fig. 6 eine Ansicht des Sprühkopfes aus der Fig. 5 von unten mit entferntem unterem Deckel,
Fig. 7 eine Ansicht von oben des unteren Deckels des Sprühkopfes aus der Fig. 5,
Fig. 8 eine Ansicht mit Teilschnitt einer weiteren Ausführungsform des Sprühkopfes und
Fig.

9 einen Teilschnitt der Scheibe und des Gehäuses des Sprühkopfes aus der Fig. 8.

Der in den Fig. 1 bis 4 der Zeichnung dargestellte Sprühkopf 10 enthält ein Gehäuse 12 mit einer Eingangsöffnung 13 und einem Deckel 14, welcher über einer Ausgangsöffnung 15 angeordnet ist. Der Deckel 14 ist am Gehäuse 12 durch Schrauben 16 befestigt. Im Gehäuse 12 befindet sich zwischen der Eingangsöffnung 13 und der Ausgangsöffnung 15 eine flache runde Scheibe 18, welche mit dem Deckel 14 eine Kammer 19 begrenzt. Von der Scheibe 18 erstreckt sich zur Ausgangsöffnung 15 ein Lagerzapfen 20. An der der Ausgangsöffnung 15 zugewandten Seite der Scheibe 18 befindet sich eine Ausnehmung 22. Ausserdem ist die Scheibe 18 mit Wasserkanälen 24 versehen. Die Kanäle 24 sind kreisförmig entlang des äusseren Randes der Scheibe 18 angeordnet. Wie am besten aus der Fig. 3 ersichtlich ist, vergrössert sich der Querschnitt der Kanäle von ihrer Eingangsöffnung 26 zu ihrer Ausgangsöffnung 28.

Wie aus der Fig. 4 ersichtlich ist, ist der Deckel 14 mit Ausgangskanälen 30 versehen, welche einen rechteckigen Querschnitt aufweisen und kreisförmig entlang des Umfanges der Ausgangsöffnung 15 angeordnet sind. Am Deckel 14 ist gegenüber der Ausnehmung 22 in der Scheibe 18 ein Zapfen 32 befestigt. Wie aus der Fig. 1 hervorgeht, erstreckt sich der Zapfen 32 in die Ausnehmung 22. Die Scheibe 18 ist an einem Stützzapfen 34 abgestützt, der am Deckel 14 befestigt ist, wobei der Lagerzapfen 20 der Scheibe 18 auf einer Spitze des Stützzapfens 34 aufliegt. Die äussere Umfangsfläche 36 der Scheibe 18 ist konisch und hat an der Eingangsseite einen kleineren Durchmesser als an der Ausgangsseite. Zwischen der Umfangsfläche 36 der Scheibe 18 und der Innenwand des Gehäuses 12 besteht ein ringförmiger Kanal 37.

In den Fig. 5, 6 und 7 der Zeichnung ist eine andere Ausführungsform des Sprühkopfes dargestellt. Bei dieser Ausführungsform enthält die Scheibe 38 keine Öffnungen und ihre äussere Umfangsfläche 40 verjüngt sich von einem grösseren Durchmesser an der Eingangsseite auf einen kleineren Durchmesser an der Ausgangsseite.

Eine weitere Ausführungsform des Sprühkopfes ist in den Fig. 8 und 9 der Zeichnung dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist ebenfalls eine Scheibe 48 ohne Öffnungen vorgesehen. Sie hat eine äussere Umfangsfläche 50, deren Durchmesser sich in der Richtung zur Ausgangsöffnung 15 vermindert. In der Umfangsfläche 50 ist ein Schlitz 52 ausgebildet, in welchen eine Rippe 54 des Gehäuses 12 eingreift, wie aus der Fig. 9 hervorgeht.

Bei allen Ausführungsformen sind die Scheiben 18, 38 und 48 auf Stützzapfen 34 abgestützt, auf welchen Lagerzapfen 20 aufliegen. Diese Art der Lagerung und der Kanal 37 zwischen den Scheiben und dem Gehäuse 12 gestatten Querbewegungen der Scheiben in der Lagerung bei ihren Schwingungsbewegungen. Zur Erleichterung dieser Querbewegungen sind die Spitzen der Stützzapfen 34 etwas abgeflacht.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Sprühköpfe ist wie folgt:
Der Sprühkopf 10 kann an eine normale, nicht dargestellte Wasserleitung angeschlossen sein und als Dusche dienen oder an einen Schlauch angeschlossen werden und eine Handbrause bilden. In beiden Fällen gelangt das Wasser durch die Eingangsöffnung 13 in das Gehäuse 12 und stösst auf die Scheibe. Beim Sprühkopf nach den Fig. 1 bis 4 der Zeichnung strömt das Wasser nicht nur entlang der äusseren Umfangsfläche 36 der Scheibe 18 und durch den ringförmigen Kanal 37, sondern auch durch die Kanäle 24. Da die Scheibe 18 nur auf dem Stützzapfen 34 abgestützt ist und in Stellungen beweglich ist, die sich ausserhalb der Achse des Stützzapfens 34 befinden, entstehen unter dem Einfluss der Wasserströmung am Umfang der Scheibe und durch die Kanäle 34 Bewegungen aus der Mitte und Schwingungsbewegungen um den Stützzapfen 34.

Die Schwingungsbewegungen der Scheibe 18 haben Änderungen des Wasserdrucks an der Eingangsseite und der Ausgangsseite der Scheibe zur Folge, so dass die Scheibe abwechselnd Wasser durch die Kanäle 30 an einer Seite und dann an der anderen Seite des Deckels 14 pumpt.

Das abwechselnde Pumpen des Wassers hat die Entstehung von Pulsationen der aus dem Sprühkopf 10 austretenden Wasserströmung zur Folge.

Durch die Zusammenwirkung des Zapfens 32 mit dem Umfang der Ausnehmung 22 wird die Scheibe 18 an einer Drehung im Gehäuse 12 gehindert. Die Schwingungsbewegungen der Scheibe werden an einer Seite durch den Zapfen 32 etwas gedämpft. Die grösste dämpfende Wirkung entsteht jedoch durch die Strömung des Wassers zwischen der Scheibe und dem Gehäuse, welche eine Art Flüssigkeitslager für die Scheibe bildet und verhindert, dass die Scheibe bei ihren Schwingungsbewegungen gegen das Gehäuse stösst.

Die genaue Ursache der Schwingungen ist noch nicht vollständig klar. Es wird jedoch angenommen, dass dabei mehrere Faktoren mitwirken. In erster Reihe ist die Breite des ringförmigen Kanales 37 zwischen der Scheibe und der Innenwand des Gehäuses wichtig. Eine geeignete Breite beträgt 0,25 mm.

Der optimale Wert der Breite ist jedoch vom Durchmesser der Scheibe abhängig. Eine grössere Breite hat eine zu starke Strömung der Flüssigkeit entlang der Scheibe zur Folge.

Zweitens muss die Scheibe so abgestützt sein, dass sie sich während der Schwingungsbewegungen seitlich zum Stützzapfen 34 bewegen kann. Die Scheibe muss somit so gelagert sein, dass sie exzentrische Bewegungen gegenüber ihrer Stütze ausführen kann.

Drittens spielt der Abstand zwischen der unteren Fläche der Scheibe und dem Deckel eine Rolle. Dieser Abstand bestimmt das Volumen der Kammer 19 zwischen der Scheibe und dem Deckel. Wenn das Volumen dieser Kammer zu gross ist, kann während der Schwingungen der Scheibe nicht ein ausreichender Flüssigkeitsstrom in die Kammer fliessen. Es sieht so aus, dass sich das Volumen der Kammer bei einer Veränderung der Breite des ringförmigen Zwischenraumes zwischen der Scheibe und dem Gehäuse so verändern muss, dass diese Dimensionen im wesentlichen proportional bleiben.

Ein vierter Faktor ist das Verhältnis des Querschnittes der Ausgangskanäle 30 im Deckel 14 zum Querschnitt der Ausgangsöffnung 15. Die Kammer 19 zwischen der Scheibe und dem Deckel bildet eine Art Behälter, welcher die Flüssigkeit aufnimmt, bis sie durch die Schwingungsbewegungen der Scheibe nach aussen gepumpt wird. Die im Behälter gespeicherte Flüssigkeit übt auf die Scheibe eine Kraft aus, welche ihre Schwingungsbewegungen dämpft. Wenn der Querschnitt der Öffnungen zu gross ist, wird die Flüssigkeit nicht in der Kammer zurückgehalten, bis sie durch die Scheibe nach aussen gepumpt wird. Auch die Anordnung der Kanäle muss beachtet werden. Wenn sie sich im Bereich des äusseren Umfanges der Ausgangsöffnung befinden, wird die maximale Pumpwirkung der schwingenden Scheibe erzielt.

Der Sprühkopf nach den Fig. 5 bis 7 enthält in der Scheibe 38 keine Kanäle. Bei dieser Ausführhrungsform ist gleich wie bei der ersten Ausführungsform die Scheibe 38 so gelagert, dass sie sich exzentrisch gegenüber dein Stützzapfen 34 bewegen kann. Die Strömung von Wasser am Umfang der Scheibe 38 und die daraus sich ergebenden Änderungen des statischen und dynamischen Druckes des Wassers bei der Strömung durch den ringförmigen Kanal 37 und in die Kammer 19 haben Schwingungen der Scheibe und eine pulsierende Wirkung auf das Wasser zur Folge. Wie bei der vorherigen Ausführungsform verhindert der Zapfen 32, welcher in die Ausnehmung 22 in der Scheibe eingreift, eine Drehung der Scheibe um den Stützzapfen 34 bei den Schwingungsbewegungen.

Bei der Ausführungsform des Sprühkopfes nach den Fig.

8 und 9 verhindern die Rippe 54 und der Schlitz 52 eine Drehbewegung der Scheibe 48 während ihrer Schwingungsbewegungen am Stützzapfen 34.

Claims

PATENTANSPRUCH

Sprühkopf zur Bildung einer pulsierenden Flüssigkeitsströmung, der an eine Quelle einer unter Druck stehenden Flüssigkeit anschliessbar ist und ein Gehäuse hat, das eine Eingangsöffnung und eine Ausgangsöffnung aufweist, wobei die Ausgangsöffnung mit einem Deckel versehen ist, in welchem Kanäle ausgebildet sind, gekennzeichnet durch eine Scheibe (18, 38, 48), die im Gehäuse (12) zwischen der Eingangsöffnung (13) und dem Deckel (14) angeordnet ist, sowie durch Stützelemente (20, 34) zum Abstützen der Scheibe (18, 38, 48) im Gehäuse (12), derart, dass sie Schwingungsbewegungen ausführen kann.

UNTERANSPRÜCHE 1. Sprühkopf nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (20, 34) seitliche Bewegungen der Scheibe (18,38,48) während der Schwingungsbewegungen zulassen.

2. Sprühkopf nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (18, 38, 48) kreisförmig ist und einen Durchmesser hat, der etwas kleiner ist als der innere Durchmesser des Gehäuses (12), derart, dass ein ringförmiger Kanal (37) zwischen der Scheibe und dem Gehäuse (12) entsteht.

3. Sprühkopf nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente zum Abstützen der Scheibe (18, 38, 48) einen Stützzapfen (34) und einen Lagerzapfen (20) enthalten, wobei einer dieser Teile an der Scheibe (18, 38, 48) und der andere am Deckel (14) angeordnet ist.

4. Sprühkopf nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützzapfen (34) eine abgeflachte Spitze aufweist, welche seitliche Bewegungen des Lagerzapfens (20) gegenüber dem Stützzapfen (34) ermöglicht.

5. Sprühkopf nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (18) Kanäle (24) aufweist.

6. Sprühkopf nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch Elemente (22, 32, 52, 54) zur Verhinderung einer Drehung der Scheibe (18, 38, 48) gegenüber dem Gehäuse (12) während der Schwingungsbewegungen.

7. Sprühkopf nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente zur Verhinderung der Drehung der Scheibe eine Ausnehmung (22) und einen in die Ausneh- mung eingreifenden Zapfen (32) enthalten, wobei eines der Elemente an der Scheibe (18, 38) und das andere am Deckel (14) ausgebildet ist.

8. Sprühkopf nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente zur Verhinderung der Drehung der Scheibe einen Schlitz (52) enthalten, in welchen eine Rippe (54) eingreift, wobei das eine der Elemente an der Scheibe (48) und das andere im Gehäuse (12) ausgebildet ist.

9. Sprühkopf nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (30) im Deckel (14) entlang eines Kreises ausgebildet sind.

10. Sprühkopf nach den Unteransprüchen 2 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreis mit den Kanälen (30) des Deckels (14) radial innerhalb des ringförmigen Kanales (37) liegt.

11. Sprühkopf nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Kanäle (30) des Deckels (14) gegenüber dem Querschnitt der Ausgangsöffnung (15) klein ist.