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Die
Erfindung betrifft einen Wasserschalter, insbesondere für Wasserspiele
wie Springbrunnen und dergleichen, mit dem Wasser ventilgesteuert zwei
oder mehr Austrittkanälen
zugeführt
werden kann, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige
Ventile sind in der Praxis bekannt. Sie werden überwiegend dazu verwendet,
eine Wasserfontäne
kurzzeitig zu unterbrechen, ohne daß die Wasserzufuhr insgesamt
abgeschaltet werden muß. Dazu
wird das den Wasserschalter durchströmende Wasser nicht zu dem Austrittkanal,
an dem eine die Fontäne
erzeugende Düse
angeschlossen ist, sondern in einen anderen Austrittkanal geleitet,
an dessen Ende sich eine Umlenkglocke befindet, die das Wasser ohne
großen
Effekt nahe der Wasseroberfläche
des Brunnens, Teiches etc. ausströmen läßt.
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Zur
Steuerung, aus welchem Austrittkanal das Wasser ausströmt, münden bei
den herkömmlichen
Wasserschaltern zwei Luftzufuhrleitungen in den Wasserkanal. Diese
sind über
ein 2/3-Wegeventil mit einer Luftansaugung verbunden, so daß stets eine
Luftzufuhrleitung geöffnet
ist. Das dem Schalter zugeführte
Wasser durch strömt
dann immer den Austrittkanal, der der gerade geöffneten Luftzufuhrleitung gegenüberliegt,
da die mit dem Wasserstrahl angesaugte Luft den Wasserstrahl an
die der geöffneten
Luftzufuhrleitung gegenüberliegende
Wandung des Wasserkanals andrückt.
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Mit
derartigen Wasserschaltern lassen sich daher nur die beiden Funktionsstellungen "hohe Wasserfontäne" oder "keine Wasserfontäne" verwirklichen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Wasserschalter der
eingangs genannten Art so zu verbessern, daß auf einfache Weise mehr Funktionsstellungen
erreicht werden können.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Indem
der Wasserschalter für
jede Luftzufuhrleitung ein eigenes, unabhängig schaltbares Ventil aufweist,
läßt sich
zumindest eine weitere, die Höhe
der Wasserfontäne
beeinflussende Funktionsstellung erhalten. Während bei den herkömmlichen Wasserschaltern
mittels des einzigen 2/3-Wegeventils stets nur eine Luftzufuhrleitung
geschlossen werden kann, die andere jedoch immer geöffnet bleibt, entsteht
die Wasserfontäne
bei Öffnung
der Ihrem Austrittkanal zugeordneten Luftzufuhrleitung stets in gleichbleibender
Höhe. Mit
bei zwei Austrittkanälen erfindungsgemäß vorgesehenen
zwei unabhängigen Ventilen
kann noch eine weitere Funktionsstellung bewirkt werden, indem zunächst das
dem Austrittkanal mit der Düse
zugeordnete Ventil geöffnet
und das andere Ventil geschlossen ist; dadurch entsteht eine Wasserfontäne in bekannter
Höhe. Wenn
nun zusätzlich
das der Düsenseite
zugeordnete Ventil schließt
und damit auch die Luftzufuhr von der gegenüberliegenden Seite unterbindet,
verbleibt die Wasserströmung
durch Anlegung an die Kanalwandung aufgrund des Coanda-Effektes
zwar in dem Austrittkanal, der zur Düse führt, jedoch bildet sich eine
Wasserfontäne
geringerer Höhe
aus, da durch den en gen Düsenquerschnitt
nun nicht mehr Wasser und Luft, sondern nur noch die gleichbleibende
Wassermenge strömt.
Je nach Ausbildung der Düse
und Größe der Luftzufuhrleitung
erhält
man damit eine Wasserfontäne,
deren Höhe
sich etwas geringer als bei einem geöffneten Ventil einstellt.
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Besonders
zu bevorzugen ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wasserschalters,
bei der noch eine zusätzliche
Funktionsstellung verwirklicht werden kann. Dies gelingt, indem
sich im Wasserkanal zwischen den Mündungen der Luftzufuhrleitungen
und den Austrittkanälen
im Bereich der Verzweigung zumindest ein Störelement bzw. Verwirbelungselement
befindet. Wie bereits beschrieben, sorgt der Coanda-Effekt dafür, daß der Wasserstrahl
den durchflossenen Weg bzw. Austrittkanal beibehält, auch wenn das erste Ventil
ebenfalls geschlossen wird. Dies träfe bei Wasserschaltern ohne
Störelemente
auch zu, wenn das zweite Ventil ebenfalls geöffnet würde. Auch bei zwei geöffneten Ventilen
würde der
Wasserstrahl daher nur den Austrittkanal durchströmen, durch
den er bereits hindurchströmt.
Durch das Störelement
hingegen entsteht bei Öffnung
beider Ventile eine gezielte Verwirbelung des Wasserstrahls und
einer Ablösung
der Strömung
von der Kanalwandung, wodurch der Coanda-Effekt unterbrochen wird.
Dadurch verzweigt sich die Strömung
in beide Austrittkanäle,
so daß aus dem
Austrittkanal, an dem die Düse
angeschlossen ist, je nach Druck etwa die halbe Wassermenge ausströmt. Dementsprechend
erreicht die dort ausgebildete Wasserfontäne auch nur etwa die halbe
Höhe der
Wasserfontäne
bei vollem Durchfluß.
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Durch
diese einfach zu bewirkenden Schaltungen, für die der Wasserschalter vorzugsweise
mit einer entsprechenden Steuerung der Ventile ausgestattet ist,
können
verschiedene Höhen
der Wasserfontäne
bewirkt werden.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus den Unteransprüchen und
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung, das im folgenden beschrieben wird; es zei gen:
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1 Einen
Wasserschalter im Teilschnitt,
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2 eine
teilgeschnittene Ansicht aus Richtung II auf den Gegenstand aus 1 und
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3 einen
Schnitt in der Ebene III-III durch den Gegenstand aus 2.
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Der
in den 1 und 2 dargestellte Wasserschalter
hat ein Gehäuse 1,
einen Anschluß 2 für eine Wasserzuführung 3 und
einem Wasserkanal 4. Der Wasserkanal 4 verzweigt
sich in zwei Austrittkanäle 5a, 5b.
Der Wasserschalter ist an seinem Austrittkanal 5a mit einer
Düse 6 und
an seinem Austrittkanal 5b mit einer Umlenkglocke 7 verbunden.
An der Oberseite des Gehäuses 1 ist
der Wasserschalter darüber
hinaus mit einem Ansaugschnorchel 8 verbunden, der sich
im Betrieb oberhalb der Wasseroberfläche befindet und durch den
so Luft in Luftzufuhrleitungen 9a und 9b gelangen
kann, die in 3 näher dargestellt sind.
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Wie
dort auch erkennbar ist, weist der Wasserkanal 4 eine Verengung 14 auf,
bei der auch die Luftzufuhrleitungen 9 über Mündungen 19 in den Wasserkanal 4 münden. Jede
Luftzufuhrleitung 9a, 9b ist über ein eigenes Ventil 13a, 13b (siehe 2) und
(für das
Ventil 13a in 3 dargestellte) Übergabepunkte 15 mit
einem Luftansauganschluß 10 verbunden,
an den sich wie in 1 zu erkennen der Ansaugschnorchel 8 anschließt. In 3 erkennt man
an der Luftzuführung
einen weiteren Anschluß 11,
der jedoch im Einsatz des Wasserschalters unter der Wasseroberfläche angeordnet
ist und daher mit einem Blindstopfen verschlossen werden muß. Durch
die Schaltung der Ventile 13 kann die Luftzufuhr in den
Wasserkanal 4 über
die Luftzufuhrleitungen 9a, 9b, und zwar unabhängig voneinander,
geöffnet
oder unterbunden werden.
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Schließt das Ventil 13b die
Luftzufuhrleitung 9b und ist das Ventil 13a geöffnet, so
daß über die Luftzufuhrleitung 9a,
die dem Austrittkanal 5a zugeordnet ist und auf der diesem
gegenüberliegenden Seite
des Wasserkanals 4 angeordnet ist, Luft zugeführt wird,
so durchströmt
das zugeführte
Wasser ausschließlich
den Austrittkanal 5a und von dort in die Düse 6. Öffnet nun
zusätzlich
das dem Austrittkanal 5b zugeordnete Ventil 13b die
Luftzufuhrleitung 9b, so bewirkt diese weitere Luftzufuhr
in Verbindung mit einem Störelement 16,
das im Bereich der Verzweigung 18 des Wasserkanals 4 angeordnet
ist, daß der
Wasserstrahl verwirbelt wird, sich von der äußeren Wandung 25 des
Wasserkanals 4 bzw. des Austrittkanals 5a ablöst und zu
gleichen Teilen auf die Austrittkanäle 5 aufteilt.
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Eine
besonders gute Verwirbelung entsteht, wenn sich das Störelement 16 quer
durch den Wasserkanal 4 hindurch erstreckt. Vorzugsweise
ist die Erstreckung des Störelements 16 senkrecht
zu einer Teilungsebene zwischen zwei Gehäuseteilen 1a, 1b ausgerichtet.
Diese Teilungsebene entspricht der Zeichnungsebene der 3.
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Das
Störelement 16 ist
aus Fertigungsgründen
bevorzugt ein zylindrischer Störstift
und kann zur preiswerten Fertigung als separates Bauteil in das Gehäuse 1 eingesteckt
sein. Das Gehäuse 1 kann zur
variablen Aufnahme des Störelements 16 mehrere
Ausnehmungen aufweisen, von denen in 3 eine weitere
mögliche
mit der Bezugsziffer 17 angedeutet ist. Dadurch läßt sich
beispielsweise bei verschiedenen Wassermengen eine Änderung
der Verwirbelungsposition erreichen, wenn die zuerst gewählte eventuell
nicht optimal war. Das Störelement 16 muß aber nicht
zwingend ein separates Bauteil sein, sondern kann ebenfalls fertigungstechnisch günstig einstückig Teil
des Gehäuses 1 sein.
Um eine Verzweigung des Wasserstrahls von dem Kanal 5a auf
beide Kanäle
als auch ausgehend von 5b auf beide Kanäle 5 sicher bewirken
zu können,
ist es vorteilhaft, wenn das Störelement 16 auf einer
imaginären geraden
Verbindungslinie 18 angeordnet ist, die sich zwischen einer
durch die Austrittskanäle 5a, 5b ausgebildeten
Trennwand 20 und den Mündungen 19 der
Luftzufuhrleitungen 9 erstreckt. Diese Verbindungslinie 18 stimmt
bei dem bevorzugt mit symmetrischem Gehäuse 1 aufgebauten
darstellten Ausführungsbeispiel
mit der Mittellängsachse überein.
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Um
eine gute Verwirbelung der Wasserströmung zu erreichen, ist das
Störelement 16 bevorzugt näher am verzweigungsseitigen
Ende 22 der Trennwand 20 als an den Mündungen 19 der
Luftzufuhrleitungen 9 anzuordnen. Eine gute Verwirbelung
kann dann erreicht werden, wenn das Störelement 16 vom verzweigungsseitigen
Ende 22 der Trennwand 20 etwa um die Breite B
eines Austrittkanals 5 an der Verzweigung beabstandet ist.
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Der
Wasserschalter des Ausführungsbeispiels
kann über
eine Steuerung der Position der Ventile 5 folgende Funktionsstellungen
einnehmen:
- i) Bei geöffnetem Ventil 13a und
damit geöffneter Luftzufuhrleitung 9a und
geschlossenem Ventil 13b strömt das gesamte Wasser und die über die Luftzufuhrleitung 9a zugeführte Luft
durch den Austrittkanal 5a in die Düse 6 und erzeugt eine Wasserfontäne maximaler
Höhe.
- ii) Bei umgekehrter Betätigung
der Ventile, wenn das Ventil 13b und damit die Luftzufuhrleitung 9b geöffnet, das
Ventil 13a hingegen geschlossen ist, strömt die gesamte
Wassermenge (mit Luft) über den
Austrittkanal 5b in die Umlenkglocke 7 und wird
dort nahe der Wasseroberfläche
ohne Fontäne
abgegeben.
- iii) Wenn ausgehend von der Funktionsstellung i) zusätzlich auch
das Ventil 13a und damit die Luftzufuhrleitung 9a geschlossen
wird, durchströmt das gesamte
zugeführte
Wasser weiterhin ausschließlich
den Austrittkanal 5a. Wegen der fehlenden Luft bildet sich
jedoch an der Düse 6a eine Wasserfontäne von etwas
geringerer Höhe
als der maximalen Höhe
aus.
- iv) Wenn beide Ventile geöffnet
sind, saugt der Wasserstrahl aus beiden Luftzufuhrleitungen 9a und 9b Luft
mit, und das Störelement 16 bewirkt eine
Verwirbelung, so daß jeweils
die Hälfte
der Wassermenge und der Luft durch den Austrittkanal 5a und 5b fließt. An der
Düse 6 entsteht
somit eine Wasserfontäne
etwa der halben maximalen Höhe.
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Über den
erfindungsgemäßen Wasserschalter
lassen sich auf einfache Weise somit variantenreiche Wasserspiele
erzeugen.
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Anspruchsgemäß erstreckt
sich die Erfindung selbstverständlich
nicht nur auf das dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern auch
auf Wasserschalter, an die nicht eine Düse und eine Umlenkglocke, sondern
beispielsweise zwei Düsen
angesetzt werden. Auch können
mehr als zwei Austrittkanäle und
entsprechend mehr Ventile vorhanden sein. Auch der durchgängig verwendeten
Begriff Wasserschalter bzw. Wasser sind nicht einschränkend dahingehend
zu betrachten, daß der
erfindungsgemäße Schalter
nur für
reines Wasser nutzbar ist. Selbstverständlich kann dieser auch für andere
Flüssigkeiten ähnlichen
Fließverhaltens
eingesetzt werden.