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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ansaugung von Luft zum Brausekopf einer Sanitärbrause geführtes Wasser nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 2, sowie einen Brausekopf einer Sanitärbrause mit einer solchen Vorrichtung nach dem Patentanspruch 9.
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Bei einer Sanitärbrause wird mittels des Venturi-Prinzips das zugeführte Wasser mit Luft vermischt. Durch die Beimischung von bis zu 30% Luft wird der Wasserverbrauch reduziert und zudem der aus dem Brausekopf austretende Wasserstrahl weicher. Beispielhaft ist aus der
DE 10 2004 059 328 A1 ein Brausekopf für eine Sanitärbrause gezeigt, bei der die Luftansaugung unmittelbar im Brausekopf erfolgt.
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Ein Gegenstand gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2 ist aus der Druckschrift
CH 473573 A bekannt.
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Aus der
DE 199 01 704 A1 ist ferner eine Vorrichtung zur Ansaugung von Luft für zum Brausekopf der Sanitärbrause geführtes Wasser bekannt. Die Vorrichtung ist hier beispielhaft nicht unmittelbar im Brausekopf integriert, sondern vielmehr stromauf des Brausekopfes angeordnet. Die Luftbeimischung erfolgt nach Art einer Wasserstrahlpumpe, bei der das Wasser unter hoher Geschwindigkeit aus einer Auslassöffnung in einen nachgeschalteten Hohlraum gespritzt wird, in dem ein Unterdruck erzeugt wird.
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Der Hohlraum ist strömungstechnisch mit einer Luftdüse in Verbindung, durch die Luft in den Hohlraum angesaugt wird. Die Luftdüse weist zueinander verstellbare erste und zweite Düsenkanäle auf. In einer Offenstellung sind die beiden Düsenkanäle mit ihren einander zugewandten Mündungsquerschnitten fluchtend ausgerichtet, wodurch ein maximaler Luftdurchlass gebildet ist. Die beiden Düsenkörper können manuell zwischen einer Offenstellung und einer Geschlossenstellung verschoben werden. In der Geschlossenstellung ist der Luftdurchlass der Luftdüse blockiert.
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Die beiden einander zugewandten Mündungsquerschnitte der Luftkanäle sind in der
DE 199 01 704 A1 in etwa gleich groß und weisen in etwa Durchmesser auf, die nur wenige Millimeter groß sind. Zudem ist der Stellweg des verstellbaren Düsenkörpers zwischen der Offenstellung und der Geschlossenstellung sehr kurz, und zwar mit entsprechend steil verlaufender Stell-Kennlinie. Auf diese Weise ist eine sinnvolle Feinregulierung der Luftbeimischung zwischen der Offenstellung und der Geschlossenstellung nicht möglich. Da die Empfindung und die Reinigungswirkung von unterschiedlich stark belüfteten Wasserstrahlen jedoch unterschiedlich ist, ist eine solche Einstellung der Luftbeimischung für den Benutzer von großer Bedeutung.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Ansaugung von Luft für zum Brausekopf einer Sanitärbrause geführtes Wasser bereitzustellen, bei der der Benutzer in einfacher Weise unterschiedliche Luftmengen für die Beimischung zum Wasser einstellen kann.
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Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und des Patentanspruchs 2 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Die Erfindung beruht auf dem Sachverhalt, dass im Stand der Technik die einander zugewandten Mündungsquerschnitte der zueinander verstellbaren Düsenkanäle der Luftdüse so bemessen sind, dass zwischen einer Geschlossen- und einer Offenstellung ein Kennlinien-Verlauf äußerst steil ist, wodurch keine Feinregulierung der beigefügten Luftmenge ermöglicht ist. Vor diesem Hintergrund ist zumindest einer der beiden Düsenkanäle unter Bildung einer Drosselkammer bis zu seiner Mündungsöffnung ausgeweitet. Die Drosselkammer kann in einer Zwischenstellung zwischen der Geschlossenstellung und der Offenstellung die beiden Düsenkanäle zumindest teilweise miteinander verbinden. Auf diese Weise ist in der Zwischenstellung ein freier Luft-Durchlassquerschnitt einstellbar, mit der die dem Wasser beizufügende Luftmenge vom Benutzer manuell in einfacher Weise variierbar ist.
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Die beiden Düsenkanäle der Luftdüse können in der Offenstellung in Flucht zueinander ausgerichtet sein.
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Der Mündungsquerschnitt an der Mündungsöffnung des mit der Drosselkammer versehenen Düsenkanals setzt sich aus dem Öffnungsquerschnitt des Düsenkanals und aus dem Öffnungsquerschnitt der Drosselkammer zusammen. In der oben erwähnten Offenstellung kann der Öffnungsquerschnitt des mit der Drosselkammer versehenen Düsenkanals, ohne dem Öffnungsquerschnitt der Drosselkammer, fluchtend mit dem Öffnungsquerschnitt der gegenüberliegenden Mündungsöffnung des anderen Düsenkanals ausgerichtet sein. Zudem können die Öffnungsquerschnitte der beiden Düsenkanäle identisch, etwa durchmessergleich, sein.
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In der Geschlossenstellung können die Mündungsöffnungen der beiden Düsenkanäle von Dichtflächen vollständig luftdicht überdeckt sein. In den, erfindungsgemäß zusätzlich möglichen Zwischenstellung kann die mittels der Drosselkammer ausgeweitete Mündungsöffnung des einen Düsenkanals teilweise überdeckt sein und zwar unter Bildung eines freien Durchlassquerschnittes, der kleiner ist als der Durchlassquerschnitt in der oben genannten Offenstellung.
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Der erste und der zweite Düsenkanal kann jeweils in einem ersten und in einem zweiten Düsenkörper ausgebildet sein. Die beiden Düsenkörper können jeweils unmittelbar im Brausekopf integriert sein. Alternativ dazu können die beiden Düsenkörper auch in einem separat davon in der Wasserzuleitung, das heißt im Brausenschlauch, stromauf des Brausekopfes integriert sein. Bevorzugt können die beiden Düsenkörper insbesondere quer zu einer Kanalachse mittels einer Stellbewegung um einen Stellweg zwischen der Offenstellung und der Geschlossenstellung verschoben werden. In Abhängigkeit von der Geometrie der Drosselkammer kann in den Zwischenstellungen jeweils die dem Benutzer passende Luftbeimischung eingestellt werden. Beispielhaft kann die Drosselkammer um eine vorgegebene Drosselstrecke vom ersten Düsenkanal abragen und in eine Dichtfläche übergehen. In einer Zwischenstellung ist die Drosselkammer unmittelbar der gegenüberliegenden Mündungsöffnung des zweiten Düsenkanals zugewandt. Demgegenüber ist in der Geschlossenstellung die Mündungsöffnung des zweiten Düsenkanals von der oben erwähnten Dichtfläche des ersten Düsenkörpers überdeckt, um eine Luftbeimischung zu minimieren beziehungsweise vollständig zu sperren. Die Drosselkammer kann zudem einen Kammerquerschnitt aufweisen, der sich über die vorgenannte Drosselstrecke in Richtung auf die Dichtfläche stufenförmig oder kontinuierlich reduziert. Der erste Düsenkanal und/oder der zweite Düsenkanal kann jeweils als kreisförmige, hohlzylindrische Bohrung ausgeführt sein, wobei deren Durchmesser in etwa gleich groß sein können. Der erste Düsenkanal kann zudem an einer Eingangsöffnung in die Drosselkammer einmünden. Zur bequemen Einstellung einer Luftbeimischung ist es von Vorteil, wenn die Drosselkammer durch eine, im ersten Düsenkörper eingebrachte keilförmige Nut begrenzt ist. Die Nut kann bevorzugt in etwa mit einem rampenförmigen Nutboden bis zur Dichtfläche hin auslaufen. Das heißt, dass deren Nuttiefe beginnend von der Eingangsöffnung zur Dichtfläche hin bis auf Null abnimmt.
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Der zweite Düsenkanal kann an seiner Luftausgangsseite in eine zweite Mischkammer einmünden, die zur Luftansaugung nach Art einer Wasserstrahlpumpe von zugeführtem Wasser durchströmbar ist. Auf diese Weise ergibt sich in der Mischkammer ein Unterdruck, mit dem die Luft bis in die Mischkammer angesaugt wird.
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In einer Ausführungsform kann die Vorrichtung zur Luftansaugung ein stromauf des Brausekopfes angeordneter Adapter sein, der beispielhaft am Übergang zwischen dem Brauseschlauch und einem Handgriff des Brausekopfes zwischengeschaltet ist. Der oben erwähnte erste Düsenkörper kann in diesem Fall eine drehverstellbare, radial äußere Einstellhülse sein, während der zweite Düsenkörper ein radial inneres Anschlussstück ist, das von Wasser durchströmt ist. Auf dem radial inneren Anschlussstück ist die Einstellhülse drehgelagert, wobei innerhalb des Anschlussstückes das Wasser unter Beschleunigung durch eine Venturi-Düse strömt und als Wasserstrahl durch eine nachgeschaltete Mischkammer spritzt, die strömungstechnisch mit der Luftdüse verbunden ist.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die Vorrichtung zur Luftansaugung unmittelbar im Brausekopf integriert sein. Der Brausekopf kann ein, mit einer Wasserzuleitung ausgebildetes Gehäuse aufweisen. An dessen Wasseraustrittsseite kann eine Strahlscheibe mit Wasseraustrittsmöglichkeiten vorgesehen sein. Der erste Düsenkörper kann in diesem Fall manuell drehbar im Gehäuse angeordnet sein, während der zweite Düsenkörper drehfest im Gehäuse angeordnet ist.
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Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
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Es zeigen:
- 1 in einer Teil-Seitenansicht einen Brausekopf einer Sanitärbrause;
- 2 bis 4 jeweils Detailansichten der Vorrichtung zur Luftansaugung;
- 5 eine Stell-Kennlinie der Vorrichtung;
- 6 in einer Schnittansicht ein Adapterelement für einen zum Brausekopf geführten Brauseschlauch; und
- 7 eine vergrößerte Teilschnittansicht entlang der Schnittebene D-D aus der 6.
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In der 1 ist in einer Prinzipdarstellung die schlauchabgewandte Hälfte eines Brausekopfes gezeigt. Der Brausekopf ist grob schematisch dargestellt und nur insoweit gezeigt, als es zum Verständnis der Erfindung notwendig ist. Darüberhinaus sind aus Gründen der Übersichtlichkeit weitere wesentliche Elemente des Brausekopfes weggelassen.
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Der in der 1 gezeigte Brausekopf weist ein zum Beispiel zweiteilig ausgeführtes Gehäuse 1 auf, und zwar mit einer, den Gehäuseboden bildenden Stellscheibe 3 sowie einer umlaufenden Gehäusewand 5. Die Stellscheibe 3 ist vom Nutzer zur Einstellung einer Luftbeimischung um eine Mittelachse A des Gehäuses 1 drehgelagert, wie später noch beschrieben ist. Im zweiteiligen Gehäuse 1 ist ein drehfest mit der Stellscheibe 3 angeordnetes Oberteil 7 sowie ein ortsfest im Gehäuse 1 angeordnetes Unterteil 9 vorgesehen. Das Gehäuse 1 ist an seiner Wasseraustrittsseite in an sich bekannter Weise mit einer, um die Mittelachse A drehbar auf dem Unterteil 9 gelagerten Strahlscheibe 11 mit angedeuteten Wasseraustrittsmöglichkeiten 13 geschlossen.
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In der 1 ist der Strömungsweg des in den Brausekopf geführten Wassers mit Pfeilen dargestellt. Demzufolge wird das Wasser vom nicht gezeigten Brauseschlauch in eine im drehbaren Oberteil 7 vorgesehene Wasserleitung 15 eingespeist und in einen horizontalen Strömungskanal 17 im Unterteil 9 weitergeleitet. Der Strömungskanal 17 weist an seiner Auslassseite eine Venturi-Düse 19 auf, durch die das Wasser unter Beschleunigung als ein Wasserstrahl in eine Mischkammer 21 eintritt. Stromab der Venturi-Düse 19 ist eine Luftdüse 23 zur Beimischung von Luft in den Wasserstrahl vorgesehen. Die Luftdüse 23 weist erste und zweite Kanäle 25, 27 auf, durch die gemäß späterer Beschreibung Luft in die als Wasserstrahlpumpe wirkende Mischkammer 21 angesaugt wird. Die Mischkammer 21 ist gemäß der 1 in Strömungsverbindung mit einer flachen Austrittskammer 29, von der das Wasser durch die Strahlscheibe 11 ausgestoßen wird.
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Wie oben erwähnt, weist die Luftdüse 23 erste und zweite Düsenkanäle 25, 27 auf. Diese sind jeweils in einem einstückig am Oberteil 7 angeformten oberen ersten Düsenkörper 31 und in einem einstückig am Unterteil 9 angeformten zweiten Düsenkörper 33 ausgebildet. In der 1 sind die beiden Düsenkanäle 31, 33 zueinander fluchtend ausgerichtet, das heißt deren einander zugewandte Mündungsöffnungen 35, 37 überdecken sich. Der in der 1 obere erste Düsenkanal 31 ist dabei über randseitig zwischen den Ober- und Unterteilen 7, 9 und dem äußeren Gehäuse 1 gebildete Montagefreiräume 38 sowie einem Ringspalt 39 zwischen der Strahlscheibe 11 und dem Gehäusemantel 5 strömungstechnisch mit der Umgebung in Verbindung.
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In der 2 ist die Luftdüse 23 in einer Detailansicht gezeigt. Demzufolge ist der erste Düsenkanal 25 unter Bildung einer Drosselkammer 41 in Axialrichtung bis zu seiner Mündungsöffnung 35 ausgeweitet. Die Drosselkammer 41 ist in den Figuren durch eine keilförmige Nut definiert, die in einer unteren Dichtfläche 43 des Düsenkörpers 31 eingebracht ist.
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Der erste Düsenkanal 31 geht an einer Eingangsöffnung 45 in die seitlich abragende Nut 41 über. Die Nut 41 erstreckt sich dabei über eine Drosselstrecke ID (3) bis zur Dichtfläche 43, wobei der Durchlassquerschnitt der Nut 41 kontinuierlich bis zur Dichtfläche 43 hin abnimmt. In der 2 ist die Luftdüse 23 in ihrer Offenstellung I gezeigt. In der Offenstellung I sind die beiden durchmessergleichen, zylindrischen Düsenkanäle 31, 33 zueinander fluchtend ausgerichtet, wodurch eine maximale Luftmenge bis in die Mischkammer 21 angesaugt werden kann. In der 4 ist dagegen der verstellbare Düsenkörper 31 um einen Stellweg s von der Offenstellung I in die Geschlossenstellung II verschoben. In der Geschlossenstellung II ist die Mündungsöffnung 37 des zweiten Düsenkanals 27 vollständig von der Dichtfläche 43 überdeckt. In diesem Fall erfolgt keine Luftansaugung in der Mischkammer 21.
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In der 3 ist dagegen der erste Düsenkörper 31 in einer Zwischenstellung III dargestellt, die sich auf halbem Stellweg s zwischen der Offenstellung I und der Geschlossenstellung II befindet. Demzufolge wird der in der 3 nicht dargestellte Luftstrom zunächst von dem ersten Düsenkanal 25 über die Eingangsöffnung 45 in die keilförmige Nut 41 geleitet und unter Drosselung bis zur Mündungsöffnung 37 des zweiten Düsenkanals 33 geführt. Auf diese Weise ergibt sich eine angesaugte Luftmenge, die in etwa der Hälfte der maximal ansaugbaren Luftmenge entspricht.
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Die Stell-Kennlinie der in der 1 bis 4 angedeuteten Luftdüse 23 ist in dem Diagramm der 5 veranschaulicht, wobei an der X-Achse der Stellwegs aufgetragen ist und an der Y-Achse die ansaugbare Luftmenge mLuft aufgetragen ist. Demzufolge wird in der Offenstellung I eine maximale Luftmenge angesaugt, während in der Geschlossenstellung II die Luftdüse 23 geschlossen ist, das heißt keine Luft angesaugt wird. Gemäß der 5 verläuft die Stell-Kennlinie zwischen der Geschlossen- und Offenstellung I, II vergleichsweise flach, wodurch in einfacher Weise eine bequeme Einstellung der beigemischten Luftmenge ermöglicht ist.
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In den 6 und 7 erfolgt die Luftansaugung nicht unmittelbar im Brausekopf, sondern vielmehr stromauf des Brausekopfes in einem Adapterelement 45 für den angedeuteten Brauseschlauch 47. Der Adapter 45 ist unmittelbar an einem angedeuteten Handgriff 49 des Brausekopfes angeschlossen. Der Aufbau und die Wirkungsweise der verstellbaren Luftdüse 23 ist weitgehend identisch mit der anhand der 1 bis 5 veranschaulichten Luftdüse 23. Von daher wird auf die Vorbeschreibung Bezug genommen.
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Im Unterschied zu dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel ist in den 6 und 7 der erste Düsenkörper 31 eine drehverstellbare Einstellhülse und der zweite Düsenkörper ein radial inneres Anschlussstück mit einem Innengewinde 51, das mit dem Handgriff 49 des Brausekopfes verschraubbar ist. Im Betrieb arbeitet das Anschlussstück 33 ebenfalls als eine Wasserstrahlpumpe, bei der zugeführtes Wasser über eine Venturi-Düse 19 in eine Mischkammer 21 eingespritzt wird. Stromab der Venturi-Düse 19 ist eine Mündungsöffnung 53 vorgesehen, die strömungstechnisch mit dem im Anschlussstück 33 ausgebildeten zweiten Düsenkanal 33 verbunden ist. Wie aus der 7 hervorgeht, erstreckt sich die als Drosselkammer 41 wirkende Keilnut ausgehend von der Eingangsöffnung 45 mit einem Drehwinkel von in etwa 90° um den Innenumfang der Einstellhülse 31. Entsprechend ergibt sich ein Stellwinkel von etwa 90° zwischen der Offenstellung I und der Geschlossenstellung II, wodurch in bequemer Weise Zwischenstellungen III vom Nutzer einstellbar sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuse
- 3
- Stellscheibe
- 5
- Gehäusemantel
- 7
- drehbares Oberteil
- 9
- drehfestes Unterteil
- 11
- Strahlscheibe
- 13
- Wasseraustrittsmöglichkeiten
- 15
- Wasserleitung
- 17
- Strömungskanal
- 19
- Venturi-Düse
- 21
- Mischkammer
- 23
- Luftdüse
- 25
- erster Düsenkanal
- 27
- zweiter Düsenkanal
- 29
- Austrittskammer
- 31
- erster Düsenkörper
- 33
- zweiter Düsenkörper
- 35, 37
- Mündungsöffnungen
- 38
- Freiräume
- 39
- Ringspalt
- 41
- Drosselkammer
- 43
- Dichtfläche
- 45
- Eingangsöffnung
- 46
- Adapterelement
- 47
- Brauseschlauch
- 49
- Brause-Handgriff
- 51
- Innengewinde
- mmax
- maximale Luftmenge
- ID
- Drosselstrecke
- A
- Gehäuse-Mittelachse
- S
- Stellbewegung
- d
- Düsenkanal-Durchmesser
- I
- Offenstellung
- II
- Geschlossenstellung
- III
- Zwischenstellung
- s
- Stellweg
