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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Wasserstrahls nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Zur Erzielung optischer Effekte können Wasserstrahlerzeuger mit einer Einrichtung zur Beleuchtung des Wasserstrahls versehen werden. Ein Leuchten des Wasserstrahls selbst tritt besonders dort auf, wo vermehrt Turbulenzen im Wasserstrahl vorliegen.
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In der
JP 2004-188351 A wird ein Strahlerzeuger beschrieben, bei dem der Wasserstrahl nach Verlassen der strahlbildenden Düse durch Auftropfen einzelner Wassertropfen aus einem Tropfrüssel punktuell gestört wird, wodurch die Beleuchtung des Wasserstrahls an diesen Stellen deutlich von außen wahrgenommen werden kann. Diese leuchtenden Störstellen bewegen sich dann mit Wasserstrahlgeschwindigkeit von der Vorrichtung weg.
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Die dort offenbarte Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß das Einbringen der Störungen schlecht kontrollierbar und dosierbar ist. Da die Tropfenbildung am Störrüssel einer Eigendynamik unterliegt, kann das Einbringen der Störstellen in zeitlicher Hinsicht nicht sehr präzise erfolgen. Zudem wird die Kinematik des ausgebildeten Wasserstrahls gestört, wodurch neben dem gewünschten Lichteffekt auch unerwünschte Effekte am Wasserstrahl auftreten, wie Strahlabrisse, Richtungsverfälschungen, Aufrauhungen der Strahloberfläche und dergleichen.
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In der
US 4,901,922 A wird eine Wasserhahnanordnung beschrieben, bei der das den Hahn verlassende Wasser in Abhängigkeit von der Temperatur mit Lichteffekten beaufschlagt wird. Um diese sichtbar zu machen, werden entweder Luftbläschen eingebracht, oder die Wasserstrahloberfläche wird mittels eines am Wasserauslauf angebrachten Vibrationserzeugers modifiziert, wodurch Lichtstrahlen aus dessen Oberfläche austreten. Bei dieser Variante kommt es ebenfalls zu einer für präzise Strahlen, beispielsweise von Springbrunnen, unerwünschten Veränderung der Strahloberfläche.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Wasserstrahlerzeuger zu schaffen, der mit höherer Präzision betreibbar ist und die vorgenannten Nachteile vermeidet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Wasserstrahls mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Durch die erfindungsgemäße Einwirkung des Turbulenzerzeugers auf die Düse bzw. dessen mittelbare oder unmittelbare Ankoppelung an die Düse, deren Öffnung in einer in Schwingungen versetzbaren Membran ausgebildet ist, wird die Störung des Wasserstrahls exakt bei der Strahlausbildung induziert. Dies ermöglicht eine erheblich größere Präzision als bei Vorrichtungen des Standes der Technik. Die Kinematik des Wasserstrahls bleibt unbeeinflusst, da keinerlei Einwirkung auf den ausgebildeten Freistrahl mehr erfolgt. Das sichtbare Leuchten des Wasserstrahls erscheint präzise und scharf abgegrenzt ohne unerwünschte Nebeneffekte.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus den Unteransprüchen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die im folgenden beschrieben werden; es zeigen:
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1 schematisch einen Wasserstrahlerzeuger mit sich im Wasserstrahl fortbewegendem Lichteffekt,
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2 eine vergrößerte Darstellung des Gegenstands aus 1 im Schnitt,
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3 den Gegenstand aus 2 in einer anderen, erfindungsgemäßen Ausführungsform und
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4 weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten des Gegenstands aus 2.
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In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind schematisch und teilweise Vorrichtungen zur Erzeugung eines Wasserstrahls abgebildet, deren Grundaufbau insbesondere in den 2 und 3 erkennbar ist. Die Ausführungsformen der 1, 2 und 4 sind nicht anspruchsgemäß, dienen aber der Verdeutlichung des erfinderischen Prinzips. Sie sind ohne Weiteres auf die erfindungsgemäße Ausführungsform gemäß 3 zu übertragen. Die Vorrichtung verfügt über ein Gehäuse 1, 2 mit einem Gehäusegrundkörper 1 und einem Gehäusedeckel 2. Das Gehäuse 1, 2 weist Aufnahmen 1' für dessen insbesondere schwenkbare Befestigung und eine Wassereintrittsöffnung 3 auf, durch die mit einer nicht dargestellten Pumpe Wasser in das Gehäuseinnere gepumpt wird. Dort dringt es durch verschiedene Filterschäume 4, die einen als Beruhigungsraum dienenden Innenbereich des Gehäuses 1, 2 im wesentlichen ausfüllen. Das Wasser verlässt das Gehäuse 1, 2 an einer Austrittsöffnung 5 in einem scharf ausgebildeten Strahl, der durch eine Düse 6 vor der Austrittsöffnung 5 entsteht.
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In der Vorrichtung befindet sich eine Beleuchtungseinrichtung 7, die elektrisch angebunden ist, wozu sich eine nicht dargestellte Verkabelung durch Durchführungen 8 in einen Klemmraum 9 hineinerstrecken. Durch die Leuchte 7 wird der sich ausbildende, in den 1a und b. dargestellte Wasserstrahl 10 beleuchtet. Diese Beleuchtung wird aber erst dann deutlich von außen sichtbar, wenn statt der im wesentlichen laminaren Strömung des Wasserstrahls 10 Störungen durch Turbulenzen auftreten. Dies ist spätestens beim Auftreffen des Wasserstrahls 10 auf eine Oberfläche der Fall. Ein Lichteffekt kann jedoch auch erzeugt werden, wenn die laminare Strömung des Wasserstrahls bereichsweise gestört wird. Dadurch treten sichtbare Lichteffekte 11 auf, wobei sich jeder Lichteffekt 11 mit dem Wasserstrahl, d. h. mit Strahlgeschwindigkeit fortbewegt. Dies ist in den 1a. und b. dargestellt, die eine zeitliche Abfolge zeigen.
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Die gewünschten lokalen Turbulenzen zum Erhalt der Lichteffekte 11 werden durch einen Turbulenzerzeuger 13 verursacht, der auf die Düse 6 einwirkt. Wie insbesondere in den 2 und 3 erkennbar, ist der Turbulenzerzeuger 13 bevorzugt an dem Gehäusedeckel 2 angeordnet und wirkt über diesen auf die ebenfalls im Gehäusedeckel 2 ausgebildete Düse 6 ein. Besonders präzise arbeitet der Turbulenzerzeuger 13, indem über ihn ein mechanischer Impuls eingekoppelt und auf die Düse 6 übertragen wird.
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Während bei der in den 1, 2 und 4 dargestellten Ausführungsform die Düse 6 Teil eines starren Gehäusedeckels 2 ist, zeigt eine alternative Ausbildungsform, bei der die Düse 6 durch eine Öffnung in einer Membrane 12 gebildet wird, die wiederum Teil des Gehäusedeckels 2 ist.
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In 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform angedeutet, bei der der Turbulenzerzeuger 13 einen Elektromagneten 15 mit einem beweglichen Magnetkern beinhaltet. Durch elektrische Ansteuerung der Spule des Elektromagneten 15 wird eine Bewegung des Magnetkerns induziert, die an die Düse 6 übertragen wird, indem beispielsweise der Magnetkern auf den Gehäusedeckel 2 schlägt. Die an die Düse 6 übertragenen Vibrationen verursachen dann die gewünschte Turbulenz im Wasserstrahl 10. Diese Ausführungsform mit Elektromagnet 15 lässt sich besonders exakt steuern, da die Schaltung über eine Elektromagnetspule extrem schnell anspricht.
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In 4 sind verschiedene alternative Ausbildungsformen der Vorrichtung mit dem Turbulenzerzeuger 13 angedeutet. So kann gemäß 4a der Turbulenzerzeuger 13 einen Schallwellenerzeuger bzw. Lautsprecher 16 beinhalten, wobei die von den Schallwellen verursachten Druckwellen wiederum als mechanische Impulse über Vibrationen an die Düse 6 weitergegeben werden. Diese indirekt mechanische, akustische Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Ereignisse, die die Lichteffekte 11 auslösen sollen, direkt aus der begleitenden Musik abgegriffen werden können. Wenn beispielsweise der Wasserstrahlerzeuger Lichteffekte im Takt mit einer Musikdarbietung hervorbringen soll, ist somit eine direkte Koppelung einfach.
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Die 4b und c zeigen weitere Alternativen für die Ausbildung des Turbulenzerzeugers 13, beispielsweise wie in 4b angedeutet mit einer Druck- oder Wasserpumpe 17 oder wie in 4c gezeigt mit einem Ventilator 18. In beiden Fallen können über das Gehäuse 1, 2 Vibrationen zur Düse 6 geleitet werden. Es ist beispielsweise jedoch auch möglich, den Wasserstrahl 10 im Bereich der Düse 6 durch einen mit gestrichelter Linie 20 angedeuteten Kanal direkt seitlich oder in Strömungsrichtung mit Luft oder Wasserdruck zu beaufschlagen oder Luft direkt in den Wasserstrahl einzukoppeln.
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Die dargestellten Ausführungsformen sind nur Beispiele für das erfinderische Prinzip, welches auch auf andere Weise umgesetzt werden kann. So kann der Turbulenzerzeuger 13 auch anders an der Vorrichtung positioniert werde, z. B. am Gehäusegrundkörper 1, solange nur eine Übertragung der induzierten Impulse auf die Düse 6 erfolgt. Auch können andere Arten der Turbulenzerzeugung, beispielsweise durch Wärme, z. B. über Mikrowellen, gewählt werden.
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Bevorzugt umfaßt der erfindungsgemäße Wasserstrahlerzeuger eine nicht dargestellte Steuerungseinrichtung, die den Turbulenzerzeuger 13 in Abhängigkeit von definierten Ereignissen auslöst. Wie bereits vorbeschrieben können dies z. B. bestimmte Musikpassagen sein. Je nach Art der den Turbulenzerzeuger 13 auslösenden Ereignisse arbeitet die Steuerungseinrichtung automatisch, ohne daß es einer mechanischen Nachregelung bedarf. Der Frequenzverlauf einer musikalischen Untermalung, aber auch einer Rede oder z. B. eines Feuerwerks kann ebenfalls zur Steuerung herangezogen werden.
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Bevorzugt umfaßt die Steuerungseinrichtung eine Synchronisationseinheit, die Trägheitseffekte, Hystereseeffekte, Laufzeiten der Impulsweitergabe in der Gesamtvorrichtung oder ähnliches ausgleichen kann, damit der gewünschte Lichteffekt 11 stets passend zu dem auslösenden Ereignis erscheint.
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Der erfindungsgemäße Wasserstrahlerzeuger arbeitet so präzise und zuverlässig, daß er sowohl öffentlich als auch privat zum Einsatz kommen kann und zu seiner Betätigung keine komplizierten Einstell- und Schulungsmaßnahmen erforderlich sind. Die Lichteffekte treten als exakte Lichtblitze durch eine lokale Turbulenz im Strahl hervor, während der Strahl direkt davor und danach laminar ist.
