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Die
Erfindung betrifft ein sanitäres
Einbauelement, das in einer Wasserleitung angeordnet ist und eine
Zumischeinrichtung mit zumindest einem Drossel- oder Schließelement hat, welches Drossel- oder
Schließelement
unter dem Druck des zuströmenden
Wassers von einer Zumisch- oder Offenstellung gegen eine Rückstellkraft
in eine Drossel- oder Schließstellung
bewegbar ist, wobei die Zumischeinrichtung in der Zumisch- oder
Offenstellung zumindest eines Drossel- oder Schließelementes
einen größeren lichten
Durchflussquerschnitt und in der Drossel- oder Schließstellung
des zumindest einen Drossel- oder Schließelementes einen demgegenüber reduzierten
lichten Durchflussquerschnitt bereitstellt.
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Sanitäre Einbauelemente,
die in einer Wasserleitung angeordnet sind, sind bereits in den
verschiedensten Ausführungen
bekannt. So hat man bereits Strahlregler geschaffen, die in den
Wasserauslauf einer sanitären
Auslaufarmatur einsetzbar sind. Die vorbekannten Strahlregler, die
entweder unmittelbar im Wasserauslauf einer sanitären Auslaufarmatur
befestigt oder in ein am Wasserauslauf montierbares Auslaufmundstück eingesetzt
werden können,
weisen regelmäßig einen
Strahlzerleger auf, welcher den durch die Rohrleitung und den Armaturenkörper zufließenden Wasserstrom
in eine Vielzahl von Einzelstrahlen unterteilt. Diese Einzelstrahlen können je
nach Strahlregler-Ausführung
bei Bedarf belüftet
werden, bevor in einer dem Strahlzerleger nachfolgenden Homogenisiereinrichtung
und/oder einem abströmseitigen
Strömungsgleichrichter,
die eine netz-, gitter-, sieb- oder wabenartige Struktur haben,
ein homogener, weicher und nicht-spritzender Wasserstrahl am Wasserauslauf
geformt wird.
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Damit
der Strahlregler seine Funktion optimal erfüllen und den aus dem Wasserauslauf
austretenden Wasserstrahl formen kann, ist eine gewisse, durch den
Strahlregler durchströmende
Wassermenge erforderlich. Da der Strahlzerleger und gegebenenfalls
auch die nachfolgenden Funktionseinheiten des Strahlreglers ein
Strömungshindernis
bilden, besteht bei niedrigen Drücken
die Gefahr, dass durch den Strahlregler keine ausreichende Wassermenge durchfließen und
der Strahlregler seine Funktion nicht erfüllen kann, und dass der aus
dem Strahlregler austretende Wasserstrahl als unkomfortabel empfunden
wird.
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Aus
der
DE 27 07 750 A1 kennt
man bereits einen Durchflussmengenregler, der den Fluidstrom auf
einen konstanten Wert einzuregeln hat. Der vorbekannte Durchflussmengenregler
weist ein das Fluid führendes
Rohr auf, in dem ein mit Schlitzen versehener Körper gelagert ist, den ein
elastischer Ring umgreift. Dieser Ring legt sich unter dem steigenden Druck
des durchströmenden
Fluids zunehmend an den geschlitzten Körper an, so dass sich der Durchflussquerschnitt
proportional verengt. Zusätzlich dazu
ist eine parallel geschaltete By-Pass-Strecke vorgesehen, der ein elastisches
Schließorgan
vorgeschaltet ist. Während
die By-Pass-Strecke bei geringen Fluiddrücken geöffnet ist, verschließt das Schließorgan bei demgegenüber höheren Fluiddrücken die
By-Pass-Strecke, so dass das Fluid nur zwischen dem mit Schlitzen
versehenen Körper
einerseits und dem ihn umgreifenden elastischen Ring andererseits
durchströmen
kann. Mit dem vorbekannten Durchflussmengenregler lässt sich
die Durchflussmenge des durchströmenden
Fluids mit einem erheblichen Abstimmungsaufwand zwar vergleichmäßigen und
nach einer kurzen Anstiegsphase auf einen vom Druck unabhängigen Maximalwert
einstellen, – ein
homogener, nicht-spritzender und gegebenenfalls auch perlendweicher
Wasserstrahl lässt
sich mit dem vorbekannten Durchflussmengenregler jedoch nicht formen.
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Aus
der
DE 103 12 856
A1 kennt man bereits ein sanitäres Einbauelement, in dem ein
zuströmseitiger
Durchflussmengenregler mit einem abströmseitig nachgeschalteten Strahlregler
zu einer Einbaueinheit zusammengefasst ist. Bei derartigen Einsetzeinheiten,
die einen zuströmseitigen
Durchflussmengenregler und einen abströmseitigen Strahlregler zusammenfassen,
besteht jedoch das Problem, dass die ordnungsgemäße Funktion des Durchflussmengenreglers
vom Wasserdruck und den den Durchflussmengenregler nachfolgenden
Druckverlusten abhängig
ist, die auch durch den abströmseitigen Strahlregler
bestimmt und beeinflusst werden. Bei herkömmlichen Strahlreglern mit
einem als Lochplatte ausgestalteten Strahlzerleger sind die Druckverluste
sehr hoch, was insbesondere bei Durchflussmengenreglern im Niederdruckbereich
zu einer allenfalls eingeschränkten
Regelfunktion führen
kann. Gerade im Niederdruckbereich sind die in einem solchen Strahlregler
bewirkten Druckverluste so hoch, dass die im Strahlregler verbleibende
Strömungsgeschwindigkeit
nicht ausreicht, um die im Strahlzerleger erzeugten Einzelstrahlen
ausreichend und wirkungsvoll zu belüften. Im Ergebnis erschweren
die teils gegensätzlichen
Funktionsbedingungen eines Durchflussmengenreglers einerseits und
eines Strahlreglers andererseits die Kombi nation dieser Funktionseinheiten
in einem einzigen sanitären
Einsetzteil. Damit bei der vorbekannten Einbaueinheit der Durchflussmengenregler
und der Strahlregler im Niederdruckbereich bestmöglich zusammenwirken können, ist
in der
DE 103 12 856
A1 vorgesehen, dass der Strahlzerleger einen zentralen
Prallkörper aufweist,
der in einem sich in Durchströmrichtung
erweiternden Teilbereich eine Prall- und Umlenkfläche bildet,
welche den auf den Prallkörper
aufprallenden Wasserstrom quer zur Zuströmrichtung in Richtung nach
außen
in eine Anzahl seitlich angeordneter und Einzelstrahlen bildender
Durchströmkanäle umlenkt, und
dass diese Durchströmkanäle in einem
belüfteten
Teilbereich des Strahlreglers münden.
Ein derartiger Strahlzerleger lässt
selbst bei kleinsten Drücken viel
Wasser durch. Damit ist die Strömungsgeschwindigkeit
im Bereich des Strahlzerlegers ausreichend groß, um zum Belüften des
Wasserstrahls und seiner Einzelstrahlen ausreichende Luftmengen
anzusaugen. Die geneigte Aufprallfläche des in der vorbekannten
Einbaueinheit vorgesehenen Strahlzerlegers führt zu allenfalls geringfügigen Geschwindigkeitsverlusten.
Da die Aufprallfläche
den Wasserstrom seitlich nach außen und somit in einen Bereich führt, in
dem gehäuserandseitig
die Luftzuführungen und
Luftzuführkanäle vorgesehen
sind, ist die randnahe Geschwindigkeit ausreichend, um eine bestmögliche Luftansaugung
zu gewährleisten.
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Das
aus der
DE 103 12
856 A1 vorbekannte Einbauelement ist jedoch nur für Anwendungen
im Niederdruckbereich vorgesehen.
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Es
besteht daher die Aufgabe, ein sanitäres Einbauelement zu schaffen,
das mit deutlich einfacherem Aufwand sowohl im niederen als auch
im hohen Druckbereichen stets einen zumindest angepassten bis optimalen
Durchflussquerschnitt bereit stellt und den austretenden Wasserstrahl
sowohl bei niedrigerem Druck als auch bei demgegenüber höherem Druck
stets in einer Komfortzone zu halten vermag, wobei die Komfortzone
im vorliegenden Fall deutlich großzügiger auszulegen ist, als bei
einer Ausführungsart
gemäß dem vorbekannten
Stand der Technik.
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Die
erfindungsgemäße Lösung dieser
Aufgabe besteht gemäß dem Hauptanspruch
1 darin, dass das Einbauelement als ein im Wasserauslauf einer sanitären Auslaufarmatur
angeordneter Strahlregler ausgebildet ist, der einen Strahlzerleger
hat, welcher den zufließenden
Wasserstrom in einer Vielzahl von Einzelstrahlen unterteilt, dass
das zumindest eine Drossel- oder Schließelement der Zumischeinrichtung
zuströmseitig
vor dem Strahlzerleger angeordnet ist und dass das zumindest eine
Drossel- oder Schließelement
wenigstens mit mindestens einem Teilbereich unter dem Druck des
zufließenden
Wasserstromes von einer von der Zuströmseite des Strahlzerlegers
beabstandeten Zumisch- oder
Offenstellung gegen eine Rückstellkraft
in eine Drossel- oder
Schließstellung
bewegbar ist, in welcher das zumindest eine Drossel- oder Schließelement
wenigstens einen ersten Teilbereich des Strahlzerleger-Zuflusses überdeckt
und den Zulauf des zufließenden Wasserstromes
auf den verbleibenden Teilbereich des Strahlzerleger-Zuflusses oder
wenigstens eine im Drossel- oder Schließelement vorgesehene Drosselöffnung reduziert.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Einbauelement ist
zuströmseitig
eine Zumischeinrichtung mit zumindest einem Drossel- oder Schließelement
vorgesehen, dass unter dem Druck des zuströmenden Wassers von einer Zumisch-
oder Offenstellung gegen eine Rückstellkraft
in eine Drossel- oder Schließstellung
bewegbar ist, wobei die Zumischeinrichtung in der Zumischoder Offenstellung
eines Drossel- oder Schließelementes
einen größeren lichten
Durchflussquerschnitt und in der Drossel- oder Schließstellung dieses zumindest
einen Drossel- oder Schließelementes
einen demgegenüber
reduzierten lichten Durchflussquerschnitt bereitstellt. Da sich
das zumindest eine Drossel- oder Schließelement bei zunehmendem Wasserdruck
verschließt,
lässt sich
die Durchflusskurve durch das erfindungsgemäße Einbauelement auf überraschend
einfache Weise derart verändern,
dass sowohl in niedrigen als auch in hohen Druckbereichen stets
ein zumindest angepasster bis optimaler Durchflussquerschnitt bereit
gestellt werden kann. Dabei ist das erfindungsgemäße Einbauelement
als ein in einer sanitären
Auslaufarmatur angeordneter Strahlregler ausgebildet, der einen Strahlzerleger
hat, welcher den zufließenden
Wasserstrom in einer Vielzahl von Einzelstrahlen unterteilt. Mit
Hilfe des erfindungsgemäßen Einbauelementes
kann somit die bei herkömmlichen
Strahlreglern charakteristische Durchflusskurve, welche die Form
einer Wurzelfunktion aufweist, wenn man den Durchfluss (Y-Achse) über Druck
(X-Achse) darstellt, deutlich verbessert werden (vgl. 25).
Durch das als Strahlregler ausgestaltete Einbauelement durchströmt nämlich auch
in den niedrigeren Druckbereichen eine ausreichende Wassermenge,
damit der Strahlregler seine Funktion optimal erfüllen und
einen homogenen, weichen und nicht-spritzenden Wasserstrahl formen
kann, der vom Anwender als komfortabel empfunden wird. Somit lässt sich
die Durchflusskurve des als Strahlregler ausgebildeten Einbauelementes
sowohl bei niedrigerem Druck als auch bei demgegenüber höherem Druck
stets in einer Komfortzone halten. Demgegenüber sind die bisher üblichen
Wassersparelemente entweder auf einen höheren oder auf einen niedrigeren
Druck ausgelegt, was in dem jeweils gegensätzlichen Druckbereich zu einem
unerwünscht
geringen oder einem überhöhten Durchfluss
sorgte.
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Dabei
ist bei dem erfindungsgemäßen Einbauelement
zumindest eine Drossel- oder Schließelement der Zumischrichtung zuströmseitig
vor dem Strahlzerleger angeordnet, wobei das zumindest eine Drossel-
oder Schließelement
wenigstens mit mindestens einem Teilbereich unter den Druck des zufließenden Wasserstromes
von einer von der Zuströmseite
des Strahlzerlegers beabstandeten Zumisch- oder Offenstellung gegen
eine Rückstellkraft in
eine Drossel- oder Schließstellung
bewegbar ist, in welcher das zumindest eine Drossel- oder Schließelement
wenigstens einen ersten Teilbereich des Strahlzerleger-Zulaufes überdeckt
und den Zufluss des Wasserstromes auf den verbleibenden Teilbereich
des Strahlzerleger-Zulaufes
und/oder wenigstens eine im Drossel- oder Schließelement vorgesehene Drosselöffnung reduziert.
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Dabei
sieht eine bevorzugte Ausführungsform
gemäß der Erfindung
vor, dass das zumindest eine Drossel- oder Schließelement
in seiner Drossel- oder Schließstellung
einen Teilbereich des lichten Durchflussquerschnitts des Strahlzerlegers
oder einen, wenigstens den Strahlzerleger umgehenden By-Pass-Kanal verschließt. Verschließt das zumindest
eine Drossel- oder
Schließelement
in seiner Drossel- oder Schließstellung
einen Teilbereich des lichten Durchflussquerschnitts des Strahlzerlegers oder
einen den Strahlzerleger des Strahlreglers umgehenden By-Pass-Kanal,
wird dem dabei unter hohem Druck zufließenden Wasserstrom nur ein
demgegenüber
reduzierter lichter Durchflussquerschnitt bereitgestellt.
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Dabei
sieht eine Ausführungsform
gemäß der Erfindung
vor, dass die Zumischeinrichtung zumindest einen By-Pass-Kanal hat,
dessen Kanalöffnung
in Strömungsrichtung
vor dem Strahlzerleger vorgesehen ist. Die in niedrigen Druckbereichen auch
durch den By-Pass-Kanal durchfließende Teilmenge des zuströmenden Wassers
kann das erfindungsgemäße Einbauelement
unter Umgehung seines Strahlzerlegers passieren.
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Damit
das Drossel- oder Schließelement
in seiner Drossel- oder
Schließstellung
als Wasserdrossel wirksam werden kann, ist es vorteilhaft, wenn
das zumindest eine Drossel- oder Schließelement in seiner Drossel-
oder Schließstellung
zuströmseitig
einen Teilbereich des lichten Durchflussquerschnitts des Strahlzerlegers
oder den die Kanalöffnung
umgrenzenden Randbereich überdeckt.
In dieser Drossel- oder Schließstellung
wird dem zufließenden Wasser
der Zugang zu dem vom Drossel- oder Schließelement überdeckten Teilbereich des
Strahlzerlegers oder zu dem unterhalb des Drossel- oder Schließelements
befindlichen By-Pass-Kanal versperrt.
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Das
Drossel- oder Schließelement
kann den lichten Durchflussquerschnitt des Einbauelementes in der
Drossel- oder Schließstellung
reduzieren, wenn zumindest ein Drossel- oder Schließelement wenigstens
eine Drosselöffnung
hat, die einen im Vergleich zu dem vom Drossel- oder Schließelement in
der Drossel- oder Schließstellung überdeckten Teilbereich
des lichten Durchlassquerschnitts des Strahlzerlegers oder im Vergleich
zur Kanalöffnung reduzierten
lichten Drosselöffnungs-Querschnitt
hat.
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Damit
das erfindungsgemäße Einbauelement
nicht durch die im zufließenden
Wasserstrom eventuell enthaltenen Schmutzpartikel in seiner Funktion
beeinträchtigt
werden kann, ist es vorteilhaft, wenn dem Einbauelement ein Vorsatz-
oder Filtersieb in Strömungsrichtung
vorgeschaltet ist. Dabei lassen sich die im Wasser eventuell enthaltenen Schmutzpartikel
in Strömungsrichtung
vor dem Einbauelement sammeln, wenn das Vorsatz- oder Filtersieb
trichterförmig
ausgestaltet ist.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung von eigener schutzwürdiger Bedeutung sieht vor,
dass die Trichteröffnung
des trichterförmigen
Vorsatz- oder Filtersiebes als Kanalöffnung des By- Pass-Kanales ausgestaltet
ist und dass diese Kanalöffnung
einen im Vergleich zu den Filteröffnungen
des Vorsatz- oder Filtersiebes größeren lichten Öffnungsquerschnitt
hat. Somit können
die in der Drossel- oder Schließstellung
im Vorsatz- oder
Filtersieb angesammelten Schmutzpartikel aus dem Bereich des Strahlzerlegers
automatisch abgeführt
werden, wenn sich das in der Trichteröffnung befindliche Drossel-
oder Schließelement
bei nachlassendem Wasserdruck wieder in seine Zumisch- oder Offenstellung
bewegt. Diese weiterbildende Ausführungsform des erfindungsgemäßen Einbauelementes
zeichnet sich daher nicht nur durch eine stets in der Komfortzone
verbleibende Funktionsweise aus, vielmehr ist zusätzlich auch
eine in Zeitintervallen praktisch automatisch erfolgende Reinigung
im Bereich des erfindungsgemäßen Einbauelementes
vorgesehen.
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Da
der Strahlzerleger eine Vielzahl kleiner Durchflussöffnungen
hat und da der lichte Durchflussquerschnitt der dem Strahlzerleger
in Strömungsrichtung
nachfolgenden Funktionseinheiten meist größer ist, ist es zweckmäßig, wenn
der Kanalauslass zumindest eines By-Pass-Kanals in Strömungsrichtung
vor der zumindest einen, dem Strahlzerleger in Strömungsrichtung
nachfolgenden Funktionseinheit vorgesehen ist.
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Um
den im erfindungsgemäßen Einbauelement
geformten Wasserstrahl auch über
einen breiten Druckbereich stets in der Komfortzone zu halten, ist
es vorteilhaft, wenn die Zumischeinrichtung zumindest zwei Drosselelemente
hat und/oder wenn wenigstens ein Drosselelement zumindest zwei Drosselelement-Teilbereiche hat,
die bei verschiedenen, vorzugsweise abgestuften Wasserdrücken von ihrer
Zumisch- oder Offenstellung in ihre Drossel- oder Schließstellung
bewegbar sind.
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Das
Funktionsprinzip des erfindungsgemäßen Einbauelementes kann in
Verbindung mit den verschiedensten Strahlzerleger-Ausführungen
vorteilhaft eingesetzt werden. So sieht eine Ausführungsform
gemäß der Erfindung
vor, dass der Strahlzerleger als Diffusor ausgestaltet ist, während eine demgegenüber andere
Ausführungsform
einen als Lochplatte ausgestalteten Strahlzerleger hat.
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Um
das erfindungsgemäße Einbauelement aus
nur wenigen Bestandteilen möglichst
einfach und kostengünstig
herstellen zu können,
ist es vorteilhaft, wenn zumindest ein Drossel- oder Schließelement aus
elastischem Material hergestellt und unter dem Druck des zufließenden Wasserstromes
gegen die Eigenelastizität
des Drosselelement-Materials derart verformbar ist, dass das in
Drossel- oder Schließstellung
verformte Drossel- oder
Schließelement
zumindest einen Teilbereich des Strahlzerlegers und/oder der Kanalöffnung des
By-Pass-Kanals überdeckt.
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Dabei
kann eine Ausführungsform
der Erfindung beispielsweise darin bestehen, dass das eine Drossel-
oder Schließelement
schirmförmig
ausgestaltet ist und in wenigstens einer Drossel- oder Schließstellung
zumindest mit einem Segment seines Schirmrandbereiches wenigstens
einen Teilbereich des Strahlzerleger-Zulaufes und/oder der Kanalöffnung des
By-Pass-Kanals überdeckt.
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Um
auch ein Einbauelement mit einem schirmförmigen Drossel- oder Schließelement
aus elastischem Material stufenweise über einen breiten Druckbereich
betätigen
zu können,
kann es vorteilhaft sein, wenn der Schirm des schirmförmigen Drosseloder
Schließelements
in Umfangsrichtung in getrennt voneinander verformbare Schirmsegmente
unterteilt ist und wenn die Schirmsegmente eines Drossel- oder Schließelementes
in verschiedenen und vorzugsweise abgestuften Druckbereichen verformbar
sind.
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Um
das Drossel- oder Schließelement
stets in seiner Funktionsstellung im Bereich des Strahlzerlegers
oder der Kanalöffnung
des By-Pass-Kanals halten zu können,
ist es vorteilhaft, wenn zumindest ein Drossel- oder Schließelement
vorzugsweise zuströmseitig
am Strahlzerleger gehalten ist.
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Eine
besonders einfache und kostengünstig herstellbare
Ausführungsform
gemäß der Erfindung sieht
vor, dass zumindest ein aus elastischem Material hergestelltes Drossel-
oder Schließelement
von einer in Zumisch- oder Offenstellung vorgesehenen Trichterform
in eine vorzugsweise randseitig am Strahlzerleger anliegende Schirmform
in Drossel- oder Schließstellung
verformbar ist. Dabei wird das zunächst trichterförmige Drossel-
oder Schließelement
bei zunehmendem Wasserdruck in eine Schirmform verformt, die vorzugsweise
randseitig am Strahlzerleger und/oder an dem die Kanalöffnung des
By-Pass-Kanals umgrenzenden Randbereich anliegt.
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Das
Drossel- oder Schließelement
kann auch aus festem und formbeständigen Material hergestellt
werden, wenn zumindest ein Drossel- oder Schließelement zwischen einer vom
Strahlzerleger beabstandeten Zumisch- oder Offenstellung und der Drossel-
oder Schließstellung
in axialer Richtung bewegbar ist.
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Dabei
ist es vorteilhaft, wenn zumindest eine insbesondere als Druckfeder
ausgestaltete Rückstellfeder
als Rückstellkraft
dient.
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Weiterbildungen
gemäß der Erfindung
ergeben sich aus den Ansprüchen
in Verbindung mit den Zeichnungen. Nachstehend wird die Erfindung
anhand vorteilhafter Ausführungsbeispiele
noch näher dargestellt.
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Es
zeigt:
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1 und 2 einen
Strahlregler mit einer Zumischeinrichtung, die in ihrer hier dargestellten Drossel-
oder Schließstellung
den lichten Durchflussquerschnitts eines im Strahlregler vorgesehenen Strahlzerlegers
reduziert, wobei der Strahlregler in 1 in einem
perspektivischen Längsschnitt
und in 2 in einer teilgeschnittenen Seitenansicht gezeigt
ist,
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3 und 4 den
Strahlregler aus 1 und 2 in der
Zumisch- oder Offenstellung der Zumischeinrichtung, in welcher diese
den maximalen lichten Durchflussquerschnitt hat,
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5 und 6 einen
Strahlregler mit einer Zumischeinrichtung, die ein aus formbeständigem Material
hergestelltes, in axialer Richtung verschieblich geführtes und
gegen eine Rückstellfeder
in seine hier dargestellte Schließstellung bewegbares Drossel-
oder Schließelement
hat,
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7 und 8 den
Strahlregler aus 5 und 6 in der
Zumisch- oder Offenstellung seines Drosseloder Schließelementes,
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9 und 10 einen
mit 5 bis 8 vergleichbar ausgestalteten
Strahlregler in der Drosseloder Schließstellung seines aus formbeständigem Material
hergestellten und ringscheibenförmig
ausgebildeten Drossel- oder Schließelementes,
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11 und 12 den
Strahlregler aus 9 und 10 in
der Zumisch- oder Offenposition des Drossel- oder Schließelementes,
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13 und 14 einen
in der Drossel- oder Schließstellung
seines tellerförmigen
Drossel- oder Schließelementes
gezeigten Strahlregler, der einen als Diffusor ausgebildeten Strahlzerleger
hat,
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15 und 16 den
Strahlregler aus 13 und 14 in
der von der Rückstellfeder
gehaltenen Zumischoder Offenposition seines Drossel- oder Schließelementes,
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17 und 18 einen
mit 13 bis 16 vergleichbar
ausgestalteten und zusätzlich mit
einem dem Strahlregler-Zulauf vorgeschalteten Vorsatz- oder Filtersieb
ausgestatteten Strahlregler in der Drossel- oder Schließstellung
seines Drossel- oder Schließelementes,
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19 und 20 den
Strahlregler aus 17 und 18 in
der von der Rückstellfeder
gehaltenen Zumischoder Offenposition des Drossel- oder Schließelementes,
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21 und 22 einen
Strahlregler in einer Zumischeinrichtung, die einen den Strahlzerleger des
Strahlreglers umgehenden By-Pass-Kanal hat, wobei dem By-Pass-Kanal
ein als Schließventil
ausgestaltetes Drossel- oder Schließelement aus elastischem Material
zugeordnet ist, welches sich in den 21 und 22 in
seiner Drossel- oder Schließstellung
befindet,
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23 und 24 den
Strahlregler aus 21 und 22 in
der Zumisch- oder Offenposition seines Drosseloder Schließelementes,
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25 die
Durchflusskurve der in den 1 bis 24 gezeigten
Strahlregler (durchgezogene Linie) im Vergleich zur Durchflusskurve
eines herkömmlichen
und gemäß dem Stand
der Technik ausgestalteten Strahlreglers (strichpunktierte Linie),
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26 und 27 einen
nur im Bereich seines Strahlzerlegers schematisch dargestellten Strahlregler
in der Zumisch- oder Offenposition seines aus elastischem Material
hergestellten Drossel- oder Schließelementes,
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28 und 29 den
Strahlregler aus 26 und 27 in
einer von mehreren Drossel- oder Schließstellungen seines Drossel-
oder Schließelementes,
wobei das Drossel- oder Schließelement
in jeder dieser druckabhängig
zuschaltbaren Drosseloder Schließstellungen einen weiteren
Teilbereich des lichten Durchflussquerschnitts des Strahlzerlegers
verschließt,
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30 und 31 einen
ebenfalls im Bereich seines Strahlzerlegers schematisch dargestellten
Strahlregler, der ein durch radiale Einschnitte in einzelne Drosselelement-Segmente
unterteiltes Drossel- oder Schließelement aus elastischem Material
hat,
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32 und 33 den
Strahlregler aus 30 und 31 in
einer der Drossel- oder Schließstellungen
seines Drossel- oder Schließelementes,
wobei in 32 und 33 alle
Drosselelement-Segmente dieses Drossel- oder Schließelementes
zuströmseitig
dicht auf den ihnen zugeordneten Teilbereichen des Strahlreglers
aufliegen,
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34 bis 39 einen
ebenfalls schematisch im Bereich seines Strahlzerlegers dargestellten Strahlregler,
der ein ähnlich
wie in 30 bis 33 ausgestaltetes
Drossel- oder Schließelement
hat, wobei das Drossel- oder Schließelement in 34 in seiner
Zumisch- oder Offenstellung und in den 35 bis 39 in
verschiedenen Drossel- oder Schließstellungen seines Drossel-
oder Schließelements
dargestellt ist,
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40 und 41 einen
Strahlregler, dessen Zumischeinrichtung zwei stufenweise aktivierbare
Drossel- oder Schließelement
hat, wobei diese jeweils gegen eine zugeordnete Rückstellfeder
in axialer Richtung bewegbaren Drossel- oder Schließelemente
sich in 40 und 41 jeweils
in ihrer Zumisch- oder Offenstellung befinden,
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42 und 43 den
Strahlregler aus 40 und 41, wobei
sich in den 42 und 43 nur
eines der Drossel- oder Schließelemente in
seiner Zumisch- oder Offenposition befindet, während das hier untere Drossel-
oder Schließelement durch
den zunehmenden Wasserdruck bereits in seine Drossel- oder Schließstellung
bewegt wurde,
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44 und 45 den
Strahlregler aus 40 bis 43 in
der Drossel- oder Schließposition
seiner beiden Drossel- oder Schließelemente,
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46 bis 51 einen
Strahlregler im Bereich seines Strahlzerlegers, dessen Zumischeinrichtung
ebenfalls stufenweise betätigbar
ist, wobei an der Zuströmseite
des Strahlzerlegers dazu mehrere ringförmig umlaufende Dichtlippen
vorgesehen sind, die in der ihnen zugeordneten und druckabhängig aktivierbaren
Drosseloder Schließstellung
einen von mehreren koaxial angeordneten Lochkreisen des als Lochplatte
ausgestalteten Strahlzerlegers verschließen, und
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52 die
Durchflusskurve der in den 40 bis 45 bzw. 46 bis 51 dargestellten
Strahlregler.
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In
den 1 bis 24 und 26 bis 51 sind
Ausführungen 101 bis 111 eines
hier als Strahlregler ausgestalteten sanitären Einbauteiles dargestellt.
Diese Strahlregler 101 bis 111, die in einer hier
nicht weiter dargestellten sanitären
Auslaufarmatur angeordnet sind, weisen einen Strahlzerleger 2 auf,
der den zufließenden
Wasserstrom in eine Vielzahl von Einzelstrahlen unterteilt, bevor
diese Einzelstrahlen mit Luft angereichert und in einem ausströmseitigen
Strömungsgleichrichter 3 zu
einem homogenen und nicht-spritzenden Gesamtstrahl geformt werden
können.
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Den
Strahlzerlegern 2 der in den 1 bis 24 und 26 bis 51 gezeigten
Strahlreglern 101 bis 111 ist eine Zumischeinrichtung 4 mit
zumindest einem Drossel- oder Schließelement 5 bzw. 5' in Strömungsrichtung
vorgeschaltet. Das zumindest eine Drossel- oder Schließelement 5, 5' ist unter dem
Druck des zuströmenden
Wassers von einer in den 3, 4; 7, 8; 11, 12; 15, 16; 19, 20; 23, 24; 26, 27; 30, 31; 34; 40, 41; 46, 47 gezeigten
Zumisch- oder Offenstellung gegen eine Rückstellkraft in eine in den 1, 2; 5, 6; 9, 10; 13, 14; 17, 18; 21, 22; 28, 29; 32, 33; 35 bis 39; 42 bis 45; 48 bis 51 dargestellten
Drossel- oder Schließstellung
bewegbar. Dabei stellt das zumindest eine Drossel- oder Schließelement 5, 5' in seiner Zumisch-
oder Offenstellung einen größeren lichten
Durchflussquerschnitt und in der zumindest einen Drosseloder Schließstellung
einen demgegenüber
reduzierten lichten Durchflussquerschnitt bereit.
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Die
hier dargestellten Strahlregler 101 bis 111 zeichnen
sich dadurch aus, dass diese Strahlregler 101 bis 111 die
bei herkömmlichen
Strahlreglern charakteristische Durchflusskurve, welche die Form einer
Wurzelfunktion aufweist, wenn man den Durchfluss (Y-Achse) über den
Druck (X-Achse) darstellt, deutlich zu verbessern vermögen. Durch
die hier dargestellten Strahlregler 101 bis 111 durchströmt nämlich auch
in den niedrigen Druckbereichen eine ausreichende Wassermenge, damit
diese Strahlregler 101 bis 111 ihre Funktion optimal
erfüllen
und einen homogenen und nicht-spritzenden Wasserstrahl formen können, der
vom Anwender stets als komfortabel empfunden wird. Bei den hier
dargestellten Strahlreglern 101 bis 111 ist dazu
zuströmseitig
vor dem Strahlzerleger 2 die Zumischeinrichtung 4 mit zumindest
dem einen Drossel- oder Schließelement 5, 5' vorgesehen,
welches Drossel- oder Schließelement 5, 5' unter dem Druck
des zuströmenden
Wassers von einer Zumisch- oder Offenstellung gegen eine Rückstellkraft
in eine Drossel- oder Schließstellung
bewegbar ist, wobei die Zumischeinrichtung 4 in der Drossel-
oder Schließstellung
zumindest eines Drossel- oder Schließelementes 5, 5' einen größeren lichten
Durchflussquerschnitt und in der Drossel- oder Schließstellung
dieses zumindest einen Drossel- oder Schließelementes 5, 5' einen demgegenüber reduzierten
lichten Durchflussquerschnitt durch den Strahlregler 101 bis 111 bereitstellt.
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Während die
in den 1 bis 12 und 26 bis 51 gezeigten
Strahlregler 101 bis 103 und 107 bis 111 einen
als Lochplatte ausgestalteten Strahlzerleger 2 aufweisen,
ist der Strahlzerleger 2 der in den 13 bis 24 dargestellten
Strahlregler 104 bis 106 als Diffusor ausgestaltet,
der den zufließenden
Wasserstrom in den in Umfangsrichtung vorzugsweise gleichmäßig voneinander
beabstandeten Wandungsdurchbrüchen 6 einer
Umfangswandung 7 in eine Vielzahl von Einzelstrahlen unterteilt.
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In
den 1 bis 4 ist ein Strahlregler 101 mit
einem als Lochplatte ausgestalteten Strahlzerleger 2 dargestellt.
Dabei ist das zuströmseitig
vor dem Strahlzerleger 2 angeordnete und an dem Strahlzerleger 2 mittels
einer Rastverbindung ge haltene Drossel- oder Schließelement 5 aus
elastischem Material hergestellt. Dieses elastische Drossel- oder
Schließelement 5 ist
unter dem Druck des zufließenden
Wasserstroms von einer von der Zuströmseite des Strahlzerlegers 2 beabstandeten
Zumisch- oder Offenstellung gegen die als Rückstellkraft dienende Eigenelastizität des Drossel-
oder Schließelement-Materials in eine
Drossel- oder Schließstellung
verform- bzw. bewegbar, in welcher das Drossel- oder Schließelement – wie in
den 3 und 4 gezeigt – einen zentralen Teilbereich
des Strahlzerleger-Zuflusses überdeckt
und den Zulauf des zufließenden
Wasserstromes auf den verbleibenden Teilbereich des Strahlregler-Zuflusses
reduziert.
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Dabei
wird aus einem Vergleich der 1 und 2 einerseits
und der 3 und 4 andererseits
deutlich, dass das Drossel- oder Schließelement 5 von einer
in Zumisch- oder Offenstellung vorgesehenen Trichterform in eine
Schirmform in Drossel- oder Schließstellung verformbar ist, in
welcher das Drossel- oder Schließelement 5 zumindest
mit seinem Schirmrand zuströmseitig
am Strahlzerleger 2 dicht anliegt und wenigstens einen
inneren Lochkreis der in konzentrischen Lochkreisen angeordneten
Durchflusslöcher 8 des
Strahlzerlegers 2 verschließt.
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Die
in den 5 bis 20 dargestellten Strahlregler 102 bis 105 weisen
demgegenüber
ein aus formbeständigen
Material hergestelltes Drossel- oder Schließelement 5 auf, das
zwischen einer vom Strahlzerleger 2 beabstandeten und in
den 7, 8; 11, 12; 15, 16 und 19, 20 gezeigten
Zumisch- oder Offenstellung und einer in den 5, 6; 9, 10; 13, 14 und 17, 18 dargestellten
Drossel- oder Schließstellung
bewegbar ist, in welcher Drossel- oder Schließstellung das entsprechende
Drossel- oder Schließelement 5 einen
Teilbereich des Strahlzerleger-Zuflusses überdeckt. Während das Drossel oder Schließelement 5 der
in den 5 bis 12 abgebildeten Strahlregler 102, 103 dazu
eine Teilmenge der im Strahlzerleger 2 vorgesehenen Durchflusslöcher überdecken,
dichtet das Drossel- oder Schließelement der in den 13 bis 20 wiedergegebenen
Strahlregler 104, 105 den als Diffusor ausgestalteten
Strahlzerleger 2 am Umfangsrand vollständig ab, so dass der Strahlzerleger-Zulauf
auf die in den Drosseloder Schließelementen 5 vorgesehenen
Drosselöffnungen 9 reduziert
wird. An den Strahlzerlegern 2 der in den 5 bis 20 gezeigten
Strahlregler 102 bis 105 steht zuströmseitig
jeweils ein axialer Führungszapfen 10 vor,
an welchem das entsprechende Drossel- oder Schließelement 5 mittels
einer komplementären
Führungsöffnung verschieblich
geführt
ist. Die Drossel- oder Schließelemente 5 der
in den 5 bis 20 abgebildeten Strahlregler 102 bis 105,
die ring-, rad- oder scheibenförmig
ausgestaltet sein können,
sind unter dem Druck des zufließenden
Wassers gegen die Rückstellkraft
einer Druckfeder 11 von der Zumisch- oder Offenstellung
in ihre Drossel- oder Schließstellung
bewegbar.
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Während das
Drossel- oder Schließelement 5 des
Strahlreglers 102 einen kreisringförmigen Teilbereich mit radialen
Speichen zur zentralen Führung aufweist,
ist das Drossel- oder Schließelement 5 der Strahlregler 103, 104, 105 topf-,
teller- oder scheibenförmig
ausgestaltet.
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Der
in den 21 bis 24 gezeigte Strahlregler 106,
der einen als Diffusor ausgestalteten Strahlzerleger 2 hat,
weist einen zentral angeordneten und den Strahlzerleger 2 umgehenden
bzw. durchsetzenden By-Pass-Kanal 12 auf, dessen Kanalöffnung 13 in
Strömungsrichtung
vor dem Strahlzerleger 2 vorgesehen ist. Diesem By-Pass-Kanal 12 ist
ein Pilz- oder schirmförmiges
Drossel- oder Schließelement 5 aus
elastischem Material in Strömungsrichtung
vorgeschaltet, das unter dem Druck des zuströmenden Wassers von der in den 23 und 24 gezeigten
Zumisch- oder Offenstellung in eine Drosseloder Schließstellung
bewegbar ist, in welcher das Drosseloder Schließelement 5 nur einen reduzierten
Durchflussquerschnitt durch den Strahlregler 106 bereitstellt.
In dieser in 21 und 22 gezeigten
Drossel- oder Schließstellung überdeckt das
Drossel- oder Schließelement 5 zuströmseitig den
die Kanalöffnung 13 umgrenzenden
Randbereich derart dicht, dass der By-Pass-Kanal 12 verschlossen
ist.
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Den
in den 1 bis 12 und 17 bis 24 dargestellten
Strahlreglern 101 bis 103 und 105 bis 106 ist
ein Filter- oder
Vorsatzsieb 14 vorgeschaltet, welches die im Wasser enthaltenen Schmutzpartikel
ausfiltern soll, die andernfalls den Strahlzerleger 2 verstopfen
und die Funktion der Strahlregler 101 bis 103, 105, 106 beeinträchtigen könnten.
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Auch
der in den 21 bis 24 gezeigte Strahlregler 106 weist
ein solches Vorsatz- oder Filtersieb 14 auf, das hier trichterförmig ausgestaltet
ist. Dabei ist die zentrale Trichteröffnung des trichterförmigen Vorsatz-
oder Filtersiebes 14 als Kanalöffnung 13 des By-Pass-Kanals 12 ausgestaltet.
Da das aus elastischem Material bestehende und Pilz- oder tellerförmig ausgestaltete
Drossel- oder Schließelement 5 bei
nachlassendem Wasserdruck oder Unterbrechung der Wasserzufuhr sich
in seine Offen- oder Zumischstellung verformt bzw. bewegt, können solche
im Filtersieb 14 angesammelten Schmutzpartikel in Zeitintervallen
praktisch automatisch durch den By-Pass-Kanal 12 abgeführt werden,
der im Vergleich zu den Filteröffnungen 15 des
Vorsatz- oder Filtersiebes 14 einen demgegenüber größeren lichten
Kanal- oder Öffnungsquerschnitt
aufweist. Diese durch den By-Pass-Kanal 12 abgeführten Schmutzpartikel
müssen
somit nicht mehr den Strahlzerleger 2 passieren, – vielmehr
treten diese Schmutzpartikel erst in Strömungsrichtung hinter dem Strahlzerleger 2 wieder
aus, wobei der dem Strahlzerleger 2 nachgeschaltete Strömungsgleichrichter 3 einen
wesentlich größeren lichten
Durchflussquerschnitt hat.
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25 zeigt
eine typische Durchflusskurve, die mit den Strahlregler-Ausführungen 101 bis 106 erreichbar
ist. Die in einer strichpunktierten Linie dargestellte Kurve a zeigt
das Durchflussverhalten eines im Stand der Technik verwendeten Strahlzerlegers, wohingegen
die als durchgezogene Linie dargestellte Kurve b im niedrigen Druckbereich
aufgrund der By-Pass-Wirkung
der noch offenen Drossel- oder Schließelemente 5 einen
sehr steilen Anstieg des Durchflusses darstellt, der sich dann bei
zunehmendem Druck aufgrund des Verschließens der Drossel- oder Schließelemente 5 reduziert
und bei höherem Druck
deckungsgleich mit der Kurve A wird, die das typische Durchflussverhalten
eines Strahlzerlegers 2 mit in der Drossel- oder Schließposition
befindlichen Drossel- oder Schließelementen aufweist.
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In
den 26 bis 51 sind
Strahlregler 107 bis 111 mit einer Zumischeinrichtung 4 dargestellt,
welche entweder mehrere Drossel- oder Schließelemente 5, 5' aufweist oder
ein in Teilbereiche oder Segmente segmentiertes Drossel- oder Schließelement 5 haben,
das in verschiedenen Drossel- oder Schließstellungen jeweils einen Teilbereich des
Strahlzerleger-Zuflusses überdeckt.
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So
ist das Drossel oder Schließelement 5 des
in den 26 bis 29 gezeigten
Strahlreglers 107 als ein aus elastischem Material hergestellter und
unter Druck verformbarer Körper
ausgebildet, der stufenweise einzelne Teilbereiche des als Lochplatte
ausgestalteten Strahlzerlegers 2 in Abhängigkeit vom Wasserdruck verschließt. Um hier
zu einem vielstufigen Verschlussprinzip zu kommen, wie es in den 26 bis 29 dargestellt
ist, ist der Strahlregler 107 so gestaltet, dass sein Drossel-
oder Verschlusselement 5 unterschiedliche Steifigkeiten
besitzt und sich somit mit steigendem Druck entsprechend der Steifigkeit
bzw. Elastizität
partiell verformt. Dabei ist das Drossel- oder Schließelement 5 als
eine tellerförmige
elastische Scheibe ausgestaltet, die umlaufend eine unterschiedliche
Wandstärke
aufweist und somit im Bereich der dünnsten Wandstärke sich
bereits bei geringem Druck verformt.
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Das
schirmförmige
Drossel- oder Schließelement 5 des
in den 30 bis 33 gezeigten Strahlreglers 108 ist
in Umfangsrichtung derart in getrennt voneinander verformbare Schirmsegmente
unterteilt, dass dieses Drossel- oder Schließelement 5 praktisch
eine blütenförmige Scheibe
bildet, die aufgrund der radialen Einschnitte aus einzelnen Elementen
besteht. Diese einzelnen Segmente oder Scheibenelemente können aufgrund
von zusätzlich unterschiedlichen
Materialanhäufungen
unterschiedliche Steifigkeiten haben. Darüber hinaus, was in diesem Falle
nicht dargestellt ist, kann man unterschiedliche Steifigkeiten auch
durch unterschiedlich tiefes radiales Einschlitzen, und/oder durch
unterschiedliche Breiten der einzelnen blütenblatt-artigen Segmente oder
Scheibenelemente säumen.
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In
den 40 bis 45 ist
ein Strahlregler 109 mit einem vergleichbar ausgestalteten
tellerförmigen
Drossel- oder Schließelement 5 schematisch dargestellt,
wobei hier unterschiedliche Steifigkeiten der blütenblatt-artigen Segmente oder
Scheibenelemente durch unterschiedliche Materialstärke erreicht wird.
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In
den 40 bis 45 ist
ein Strahlregler 110 dargestellt, der mit den Strahlreglern 102 bis 105 vergleichbar ist.
Der Strahlregler 110 ist jedoch zweistufig ausgebildet
und weist dazu zwei getrennt voneinander in axialer Richtung bewegbare
und jeweils topfförmig
ausgestaltete Drossel- oder Schließelemente 5, 5' auf, denen
bei unterschiedlichen Wasserdrücken
aktivierbare Rückstellfedern 11 zugeordnet sind.
Während
die Drossel- oder Schließelemente 5, 5' der Zumischeinrichtung 4 in 40 und 41 in ihrer
unbelasteten Zumisch- oder Offenstellung dargestellt sind, zeigen
die 42 und 43 die
Drosselelemente 5, 5' des Strahlreglers 110 bei
steigendem Wasserdruck, wobei zunächst nur das Drossel- oder
Schließelement 5 den
ihm zugeordneten Teilbereich des als Lochplatte ausgestalteten Strahlzerlegers 2 verschließt und damit
den Strahlzerleger-Zulauf auf die zentrale und durch die Rückstellfeder durchsetzte
Drosselöffnung 9 reduziert.
Aus den 44 und 45 wird
deutlich, dass die Drossel- oder Schließelemente 5, 5' bei hohem Druck
derart dicht aufeinander und zuströmseitig auf dem Strahlzerleger 2 liegen,
dass der zufließende
Wasserstrom den Strahlzerleger 2 nur noch über den
die Drossel- oder Schließelemente 5, 5' umgrenzenden
Lochkreis passieren kann.
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Der
in den 46 bis 51 gezeigte Strahlregler 111 weist
ebenfalls einen als Lochplatte ausgestalteten Strahlzerleger 2 mit
einer mehrstufigen Zumischeinrichtung 4 auf. An die Zuströmseite des
Strahlzerlegers 2 sind dazu Drossel- oder Schließelemente 5, 5' angeformt,
die jeweils als ringförmige Dichtlippen
aus elastischem Material ausgestaltet und zumindest einem benachbarten
Lochkreis des Strahlzerlegers 2 zugeordnet sind. Diese
als Dichtlippen ausgestalteten Drosseloder Schließelemente 5, 5' sprechen bei
unterschiedlichen Wasserdrücken durch
Verformung an, wobei die in Ausgangsstellung zum Strahlzerleger 2 geneigten
Dichtlippen unter dem Wasserdruck derart gegen den Strahlzerleger 2 gepresst
werden, dass der jeweils zugeordnete Lochkreis des Strahlzerle gers 2 dicht
verschlossen wird. Bei maximalem Wasserdruck kann das zufließende Wasser – wie in 51 dargestellt – nur noch über den äußeren unverdeckten
Lochkreis durch den Strahlzerleger 2 passieren. In 51 ist
die Durchflusskurve der Strahlregler 110, 111 mit
ihren mehrstufigen Zumischeinrichtungen 4 dargestellt.
Deutlich zu erkennen ist, dass der Durchfluss durch den Strahlregler 110, 111 mittels
der sich druckabhängig und
stufenweise in ihre Offen- oder Schließstellung bewegenden Offen-
oder Schließelemente 5, 5' stets in einer
Komfortzone gehalten wird, in welcher der Strahlregler 110, 111 einen
homogenen, perlend-weichen Strahl formen kann.
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Die
in den 26 bis 51 dargestellten Einbauelemente 107 bis 111 können auch
als bloße Drossel
ausgestaltet sein, die lediglich aus dem Strahlzerleger 2 und
der zuströmseitig
angeordneten Zumischeinrichtung 4 besteht und an beliebiger
Stelle in einer Wasserleitung angeordnet ist.