DE19733291A1 - Brauseeinrichtung - Google Patents
BrauseeinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Brauseeinrichtung mit einer
flexiblen und flächigen Strahlscheibe.
Brauseeinrichtungen mit einer flächigen Strahlscheibe sind
sehr weit verbreitet. Aus der G 79 04 756 ist eine Brause
bekannt, die eine elastisch verformbare Strahlscheibe auf
weist. Durch die Verformbarkeit der Strahlscheibe kann diese
bereichsweise manuell eingedrückt werden, wodurch störende
Kalkablagerungen auf ihren Oberflächen und im Bereich von
durch Löchern gebildeten Wasserdurchlaßkanälen abgelöst
werden. Durch ein Eindrücken der Strahlscheibe verformt sich
diese so weit, daß Ablagerungen gelöst und weggespült werden
können.
Kalkablagerungen haben neben einer Beeinträchtigung des
optischen Eindrucks der Brause den Nachteil, daß sie die
Wasserdurchlaßkanäle zusetzen bis hin zum Verstopfen, wodurch
die Funktion der Brause unter Umständen stark eingeschränkt
wird. Des weiteren sind Kalk- und andere Ablagerungen un
hygienisch.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Brauseeinrichtung zu
schaffen bei der Kalk- und sonstige Ablagerungen leicht und
zuverlässig abgelöst werden können.
Diese Aufgabe wird durch eine Brauseeinrichtung mit einer
flexiblen und flächigen Strahlscheibe gelöst, bei der mindes
tens ein Flächenbezirk der Strahlscheibe nach außen gewölbt
ist und bei Überschreiten einer bestimmten auf ihn ausgeübten
Eindrück-Kraft sprungartig mit der Wölbung nach innen in
einen dahinter liegenden Raum umspringt und bei Kraftent
lastung wieder von selbst in die Ausgangslage zurückspringt.
Diese Sprungvorgänge bei einer Verformung der Strahlscheibe
bewirken zusätzlich zu dieser Verformung sowohl Beschleuni
gungskräfte als auch eine Erschütterung der Strahlscheibe.
Durch die Besonderheit der Erfindung verbessern drei Faktoren
eine Ablösung von Kalk- oder anderen Ablagerungen. Vor allem
die Erschütterung der Strahlscheibe sowie der gesamten
Brauseeinrichtung mit ihr bewirkt eine Ablösung von starren
Kalkablagerungen im Bereich der Strahlscheibe. Die Strahl
scheibe kann in ihrer Form, vor allem im Umriß, in weiten
Grenzen beliebig gestaltet sein. Durch das Herausspringen der
Strahlscheibe wird sichergestellt, daß sie von allein auf
alle Fälle in die Ausgangslage zurückkehrt.
Um eine Entkalkung der erfindungsgemäßen Brauseeinrichtung
ohne größeren Aufwand für einen Benutzer zu ermöglichen, kann
der wenigstens eine Flächenbezirk mit einem Finger eindrück
bar sein. Das kann beispielsweise während der Benutzung der
Brauseeinrichtung geschehen, so daß gelöste Kalk- oder andere
Ablagerungen von dem Duschwasser aus der Brauseeinrichtung
herausgespült werden. Zur besseren Auslösung des Entkalkungs
vorganges kann die Fläche der Strahlscheibe, insbesondere der
wenigstens eine eindrückbare Flächenbezirk, größer als eine
Fingerkuppe sein.
Vorteilhaft weist eine Strahlscheibe eine definierte Anlage
fläche für das Anlegen einer Kraft, beispielsweise über
Fingerdruck, auf. Die Anlagefläche ist vorzugsweise kleiner
als der Flächenbezirk und weist insbesondere einen Durch
messer auf, der etwas weniger als den halben Durchmesser des
Flächenbezirks beträgt. Die Anlagefläche kann beliebige Form
aufweisen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine
Strahlscheibe mit wenigstens einer Materialschwächung insbe
sondere entlang einer im wesentlichen geschlossenen Linie
versehen. Die Materialschwächung kann sich über eine Breite
erstrecken, die etwa im Bereich der mittleren Dicke der
Strahlscheibe liegt. Sie kann auf verschiedene Weise ausge
führt sein.
Vorteilhaft liegt die Wandstärke der Materialschwächung,
insbesondere einer Materialverdünnung, in einem Bereich
zwischen 10% und 60% der mittleren Stärke der Strahlscheibe,
bevorzugt etwa bei 30%. Eine derartige Materialschwächung
ermöglicht ein definiertes Umspringen der gewölbten Strahl
scheibe. Die Materialschwächung ist vorzugsweise als Film
scharnier ausgebildet.
Es ist auch möglich, die Materialschwächung entlang einer
Linie durch Ausnehmungen bzw. Löcher entlang dieser Linie zu
erreichen. Durch den Abstand und den Durchmesser dieser
Löcher kann die Materialschwächung variiert werden. Durch die
Ausgestaltungsmöglichkeiten für die Materialschwächung kann
das Umspringen wenigstens eines Flächenbezirks der Strahl
scheibe sowohl in Bezug auf dessen Fläche als auch in Bezug
auf den Vorgang des Umspringens beeinflußt werden.
Die Brauseeinrichtung kann ein massives Bauteil aufweisen,
das sich nach außen hin an eine äußere Materialschwächung,
Insbesondere der Strahlscheibe, anschließt. Bevorzugt kann
es die Strahlscheibe umrahmen. Um der Strahlscheibe die
nötige Festigkeit zu verleihen, kann dieses Bauteil besonders
verwindungssteif ausgeführt sein, beispielsweise durch eine
Wandstärke, die erheblich über der mittleren Dicke der
Strahlscheibe liegt. Der Aufbau der Brauseeinrichtung wird
vereinfacht, wenn das massive Bauteil unmittelbar an die
Materialschwächung anschließt. Das massive Bauteil dient als
eine Art Rahmen, der sowohl die Strahlscheibe samt Material
schwächung enthält, als auch vor allem bei deren Verformung
auftretende Kräfte, insbesondere in etwa radialer Richtung
auftretende Kräfte, auffängt, ohne diesen nachzugeben.
Für einen kompakten und vor allem stabilen Aufbau der Brause
einrichtung ist die Strahlscheibe vorzugsweise mit dem
massiven Bauteil verbindbar bzw. verbunden. Besonders günstig
sind die beiden einstückig als Baueinheit ausgeführt. Das
erleichtert Herstellung, Montage und Handhabung.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besteht die
Strahlscheibe aus Kunststoff, insbesondere einem thermo
plastischen Kunststoff. Dadurch ist es möglich, sie durch
Spritzguß herzustellen. Die Flexibilität der Strahlscheibe
wird durch deren Ausführung mit einer geringen Wandstärke
erreicht. Durch die Verwendung eines Kunststoffmaterials
erreicht man einen Aufbau der Strahlscheibe mit einem Film
scharnier in Form der Materialschwächung, das den wenigstens
einen eindrückbaren Flächenbezirk umschließt. Dieser ist
entlang dieses Film- bzw. Ringscharniers in seiner Position
relativ zur restlichen Brauseeinrichtung, insbesondere zum
massiven Bauteil, veränderbar.
Das massive Bauteil kann einen zylindrischen Rohrabschnitt
aufweisen, der vorzugsweise mit einem Brausegehäuse verbind
bar ist. Dabei wird eine einstückige Ausführung des Bauteils
mit dem Rohrabschnitt als besonders günstig angesehen. Die
Verbindung mit dem Brausegehäuse ist beispielsweise über ein
Schraubgewinde möglich. Das massive Bauteil kann einen sich
an die Strahlscheibe außen anschließenden massiven Flansch
aufweisen, der vorzugsweise mit dem Brausegehäuse verbindbar
ist. Ein derartiger Flansch verbessert die Stabilität des
Bauteils vor allem gegenüber von der Strahlscheibe beim
Eindrück- bzw. Rückdrückvorgang ausgehenden radialen Kräften.
Vorteilhaft ist die Materialschwächung ringförmig gestaltet.
Sie kann einen Durchmesser von etwa 10 mm bis 60 mm auf
weisen, wobei ein Durchmesser von etwa 20 mm bis 30 mm als
besonders günstig angesehen wird.
Vorteilhaft ist die Strahlscheibe in einer Ausführung mit
einer mittleren Wandstärke im Bereich von 0,4 mm bis
1 mm, insbesondere mit ca. 0,7 mm, ausgeführt. Eine derartige
Materialstärke wird bei vorzugsweise verwendeten Kunststoffen
als ausreichende Flexibilität verleihend angesehen. Sie
verleiht der Strahlscheibe eine für einen Einsatz in einer
Brauseeinrichtung nötige Festigkeit. Damit kann die Strahl
scheibe einer von einem unwissenden oder unvorsichtigen
Benutzer ausgeübten Kraft widerstehen, die das Vielfache
einer vorzugsweise zum Eindrücken vorgesehenen Eindrück-Kraft
beträgt.
Die Materialdicke der Materialschwächung kann bevorzugt
zwischen 0,1 mm und 0,5 mm, insbesondere zwischen 0,2 mm und
0,3 mm, liegen. So ist eine deutliche, auf einen geringe
Breite beschränkte Abnahme der Wandstärke des Materials im
Bereich der Materialschwächung im Vergleich zu der übrigen
Strahlscheibe unter Ausbildung des Filmscharniers gegeben.
Ist in einer alternativen Ausführung die Materialschwächung
als Lochung nach Art einer Perforierung ausgeführt, kann die
Wandstärke im Bereich der Stege des umgebenden Materials
zwischen den Löchern in etwa der Materialstärke der Strahl
scheibe entsprechen.
Es wird als günstig für die Funktion und die Handhabung der
Brauseeinrichtung angesehen, wenn die Anlagefläche innerhalb
der Materialschwächung angeordnet ist, wobei vorzugsweise die
Flächenmittelpunkte nahe beieinander liegen oder zusammen
fallen können. Auf diese Weise wird ein präzises und gleich
mäßiges Umschnappen des eingedrückten Flächenbezirks der
Strahlscheibe erzielt, da die beim Anlegen einer Eindrück-
Kraft hervorgerufenen radialen Kräfte in etwa gleichmäßig
entlang der Materialschwächung verteilt sind.
Die Strahlscheibe kann rotationssymmetrisch geformt bzw.
hergestellt sein, wobei sie bevorzugt diese Rotations
symmetrie sowohl in der Ausgangslage als auch im maximal nach
innen gewölbten Zustand behält. Vorzugsweise bleibt die
Rotationssymmetrie auch während eines bestimmungsgemäßen
Eindrück- bzw. Rückspringvorgangs erhalten. Nach Art eines
Knackfrosches springt die Strahlscheibe bei besonders bevor
zugten Ausführungsformen nicht nur schlagartig um, sondern
erzeugt dabei durch dieses schlagartige Umspringen ein
vorzugsweise knackendes Geräusch. Dieses Geräusch signali
siert einem Benutzer, daß die Strahlscheibe umspringt und
Kalk- sowie weitere Ablagerungen abgesprengt werden. Somit
erfolgt eine akustische Rückmeldung über den Umspringvorgang.
Die Anlagefläche ist bevorzugt mit einer Versteifung o. dgl.
versehen, die insbesondere als Versteifungsring oder Verstei
fungsrippe ausgeformt sein kann. Die Versteifung begünstigt
das gleichmäßige Umspringen und insbesondere auch das automa
tische Zurückspringen einer eingedrückten Strahlscheibe. Wenn
sich die Versteifung auf der Außenseite der Anlagefläche,
insbesondere als Rippe, befindet, kann sie als Zentrierungs
hilfe für einen an die Anlagefläche angelegten Finger dienen,
so daß die Eindrückkraft intuitiv an der für den Umschnapp
vorgang optimalen Stelle erfolgt.
Die Anlagefläche kann bevorzugt einen Durchmesser von etwa
5 mm bis 15 mm, insbesondere ca. 10 mm, aufweisen. Dieser
Größenbereich eignet sich besonders gut sowohl zum intuitiven
Ertasten mit dem Finger als auch zum ausreichend genau
definierten Anlegen der Eindrück-Kraft.
In einer bevorzugten Ausführung ist die Anlagefläche nicht
nach außen gewölbt. Sie kann bezirks- bzw. abschnittsweise
nach innen verlaufend oder gewölbt sein.
Wasserdurchlaßkanäle für durch die Brauseeinrichtung strömen
des Wasser werden bevorzugt durch Löcher innerhalb der
Materialschwächung, insbesondere auch innerhalb der Anlage
fläche, gebildet. Die Löcher können dabei verschieden ausge
staltet sein, beispielsweise mit verschiedenen Querschnitts
formen oder Durchmessern. Auf diese Weise kann das Wasser in
eine Vielzahl von Wasserstrahlen aufgeteilt werden, die
abhängig von der Ausgestaltung der Wasserdurchlaßkanäle
beschaffen sind. Möglich sind auch Massagestrahlen, die
insbesondere diskontinuierlich mit hoher Austrittsgeschwin
digkeit aus der Strahlscheibe austreten. Die Löcher können
auf beliebige Weise angeordnet sein, bevorzugt ist eine
Anordnung in konzentrischen Reihen. Der Mittelpunkt der
konzentrischen Reihen kann mit der Symmetrieachse einer
rotationssymmetrischen Strahlscheibe zusammenfallen. Es ist
möglich, die Löcher einer Reihe versetzt zu den Löchern daran
angrenzender Reihen anzubringen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann die
Strahlscheibe in einem Zentralbereich, insbesondere einem
kreisrunden, vorzugsweise nicht durchbrochenen Zentralbe
reich, nach innen gewölbt sein. Dieser Zentralbereich kann
sich in der Mitte der Strahlscheibe bzw. der Anlagefläche
befinden. Ein derartig gewölbter Zentralbereich zentriert die
von einem Benutzer über Fingerdruck angelegte Eindrück-Kraft.
Der Umschnappvorgang der Strahlscheibe wird durch diesen
zentralbereich verbessert, da sich durch dessen Wölbung nach
innen das ihn umgebende Material der Strahlscheibe nach
Überschreiten eines Umspringpunktes automatisch und mit einer
bestimmten Steigung nach innen wölbt. Bevorzugt weist der
Zentralbereich einen Durchmesser im Bereich von 1 mm bis 8 mm
auf, als besonders vorteilhaft werden ca. 4 mm angesehen. Die
lichte Höhe des Mittelpunkts dieser Zentralwölbung über der
Ebene der Anlagefläche liegt zwischen 0,2 mm und 0,8 mm,
insbesondere bei ca. 0,5 mm. Die Materialstärke im Bereich
der Zentralwölbung liegt bei etwa der mittleren Stärke der
Strahlscheibe. Der nach innen gewölbte Zentralbereich ist
vorzugsweise frei von Löchern.
Bevorzugt liegt der wenigstens eine gewölbte Flächenbezirk
bzw. die Strahlscheibe in der Ausgangslage ohne eine Vor
spannung vor. Durch diese entspannte Stellung der Strahl
scheibe behält sie bei einem Ausbleiben von äußeren Ein
flüssen ihre für den normalen Duschvorgang optimierte Stel
lung bei. Ein Zurückspringen aus dem eingedrückten Zustand
durch Wegnehmen der Eindrück-Kraft erfolgt besonders defi
niert und bestimmt, wenn die Strahlscheibe in eine Lage
springen kann, in der sie keinerlei nennenswerten Kraftein
flüssen ausgesetzt ist.
Eine Wölbung des wenigstens einen Flächenbezirks nach außen
kann bevorzugt etwa 2% bis 15% des Durchmessers des Flä
chenbezirks betragen, d. h. die lichte Höhe des Wölbungsmaxi
mums über der Ebene der Materialschwächung beträgt etwa
diesen Anteil des Durchmessers des Flächenbezirks. Als
besonders vorteilhaft werden 7% bis 10% angesehen.
Eine Wölbung des wenigstens einen Flächenbezirks nach dem
Eindrücken nach innen kann etwa im Bereich der Ausdehnung der
Wölbung nach außen liegen. Ein Umspringen zwischen zwei
derartigen Stellungen erzeugt eine Sprung- bzw. Knackwirkung,
die als viele Vorteile der Erfindung hinsichtlich Kalkab
lösung ausreichend erfüllend angesehen wird. Der Sprung bzw.
der Knack findet jeweils in einem Kraftmaximum statt, das bei
jedem Umspringen passiert wird. Der Verlauf der Wölbung,
insbesondere der stark konisch zu laufende Teil der Strahl
scheibe, kann einen Winkel von ca. 10° mit der Ebene der
Materialschwächung einschließen.
Die Eindrück-Kraft für einen Flächenbezirk liegt bevorzugt in
einem Bereich zwischen 10 N und 120 N, insbesondere etwa
zwischen 30 N und 90 N, besonders vorteilhaft bei ca. 77 N.
Dies wird als ein Kraftbereich angesehen, in dem einerseits
die Kraft ohne größere Anstrengungen von einem Benutzer per
Fingerdruck aufgebracht werden kann, andererseits wird ein
Kalkablösungen in ausreichendem Maße absprengender Umschnapp
vorgang erzielt. Eine Rückstell-Kraft des Flächenbezirks
liegt in einem Bereich zwischen 5 N und 60 N, insbesondere
etwa zwischen 10 N und 50 N, besonders vorteilhaft bei ca.
45 N.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann die
Strahlscheibe aus Polyoxymethylen oder Polypropylen herge
stellt sein. Deren Elastizitätsmodul liegt zwischen 800 und
1600 N/mm2, vorzugsweise bei ca. 1200 N/mm2, und wird für
die erfindungsgemäße Ausgestaltung und Verwendung der Strahl
scheibe in einer Brauseeinrichtung als besonders vorteilhaft
angesehen. Derartige Kunststoffe können mit einer sehr
glatten Oberfläche hergestellt werden, was die Bildung von
Ablagerungen erschwert und deren Ablösung durch einen er
findungsgemäßen Umschnappvorgang erleichtert.
Die Brauseeinrichtung ist bevorzugt als Brausekopf ausgebil
det, insbesondere als eine Kopf- oder Seitenbrause, zum An
schluß an einen festen Wandanschluß, die über ein Kugelge
lenk in einem gewissen Bereich richtungsverstellbar ist und
eine runde Strahlscheibe aufweist, deren Durchmesser etwa
26 mm beträgt.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen
auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei
die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu
mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausfüh
rungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht
sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführun
gen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.
Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie
Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten
Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen
dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. In den
Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsge
mäße Brauseeinrichtung mit einer Wasserdurch
laßkanäle aufweisenden Strahlscheibe;
Fig. 2 eine Ansicht der Brauseeinrichtung von unten,
mit einer mittig in einem Flansch sitzenden
Strahlscheibe;
Fig. 3 einen Schnitt durch den unteren Teil einer
Brauseeinrichtung gemäß Fig. 1 mit einer durch
eine Eindrück-Kraft nach innen gewölbten
Strahlscheibe und
Fig. 4 ein Auslenkungs-Eindrück-Kraft-Diagramm, das
beispielhaft einen Verlauf einer an die
Strahlscheibe anzulegenden Kraft in Relation
zu der Auslenkung als Weg darstellt.
Die Fig. 1 zeigt im Schnitt eine erfindungsgemäße als Brause
kopf ausgebildete Brauseeinrichtung 11, die ein konisch
aufgeweitetes Gehäuse 12 aufweist. In diesem Gehäuse 12 sitzt
teilweise versenkt ein im wesentlichen kugelförmiges Gelenk
stück 13, das nach oben hin in einem im wesentlichen zylind
rischen Rohransatz 14 übergeht. Dieser Rohransatz 14 weist im
Inneren ein Gewinde 15 auf, in das ein mit einem passenden
Gegengewinde versehenes Anschlußstück 16 eingeschraubt werden
kann. Dieses mit einer durchgängigen Bohrung versehene
Anschlußstück 16 kann beispielsweise ein aus einer Wand
ragender Wasseranschluß für eine Kopfbrause sein.
Duschwasser, das durch eine vorgeschaltete Mischerbatterie
o. dgl. eine von einem Benutzer gewünschte Temperatur aufwei
sen kann, tritt durch das hohle Anschlußstück 16 in das mit
einer durchgängigen Bohrung versehene Gelenkstück 13 ein.
Die Verbindung zwischen Anschlußstück 16 und Rohransatz 14
kann durch einen Dichtring 17 nach außen hin abgedichtet
sein. Die Bohrung 18 durch das kugelförmige Gelenkstück 13
kann von dem einstückig daran angeformten Rohransatz 14 aus
mit abnehmenden Bohrungsdurchmessern abgestuft sein. Dadurch
ist es möglich, in das Gelenkstück 13 Einsätze oder dgl.
einzubringen, die von den hervorspringenden Schultern der
sich verjüngenden Bohrungsdurchmesser gegen den in Fig. 1 von
oben auftretenden Wasserdruck gehalten werden.
Das Gelenkstück 13 wird von unten durch eine Öffnung 19 in
dem Gehäuse 12 mit dem Rohransatz 14 voraus eingesteckt. Der
Durchmesser der Öffnung 19 liegt dabei etwas über dem des
Rohransatzes 14, jedoch ein Stück unterhalb des Durchmessers
des bevorzugt rotationssymmetrischen Gelenkstückes 13.
Dadurch sitzt das Gelenkstück 13 in Anschlag mit dem umlau
fenden Rand der Öffnung 19. Zur Abdichtung der Verbindung
zwischen Gelenkstück 13 und Gehäuse 12 ist in einer Nut 20,
die nach unten an die Öffnung 19 anschließend im Gehäuse 12
umläuft, ein Rundschnurdichtring 21 eingelegt. Er besteht
vorzugsweise aus Gummi o. dgl. Der Rundschnurdichtring 21
wird durch Anschlag sowohl eines oberen Randes eines topfför
migen Einsatzstückes 22 als auch durch einen oberen Rand
eines zylindrischen Rohrabschnittes 23 in der dadurch gebil
deten Nut 20 gehalten. Dabei umschließt der zylindrische
Rohrabschnitt 23 das topfförmige Einsatzstück 22, wobei sich
die Wandungen der beiden Teile zumindest abschnittsweise
berühren. Über eine vorspringende Schulter in der Innenwan
dung des Rohrabschnittes 23, die in eine dazu korrespon
dierende Durchmesserverjüngung der Außenwandung des Einsatz
stückes 22 kraftschlüssig eingreift, wird das Einsatzstück 22
durch den Rohrabschnitt 23 gegen den Rundschnurdichtring 21
gedrückt.
Des weiteren weist das Einsatzstück 22 durch einen im oberen
Bereich sich nach unten hin konisch verjüngenden Innendurch
messer eine Kontaktzone 24 auf, die an dem Außendurchmesser
des Gelenkstückes 13 anliegt. Somit sitzt das Gelenkstück 13
in dem Gehäuse 12 fest, und weist weder axial noch radial
einen Bewegungsspielraum auf. Es kann allerdings um den
Mittelpunkt seiner kugelförmig ausgeführten Außenfläche in
einem gewissen Drehbereich gedreht bzw. geschwenkt werden,
wobei die Austrittsöffnung des Gelenkstückes 13 in jeder
Schwenklage völlig frei bleibt. Durch die Öffnung der abge
stuften Bohrung 18 in dem Gelenkstück 13 tritt das Dusch
wasser nach unten aus und in das topfförmige Einsatzstück 22
ein. Dieses ist mit einem Kranz von Löchern 25 versehen, der
zentrisch in dem Einsatzstück angebracht ist. Der Durchmesser
dieses Kranzes 25 ist größer als der der Öffnung der Bohrung
18 nach unten. In dem Raum zwischen dem Einsatzstück 22 und
dem Gelenkstück 13 kann das Duschwasser beruhigt werden, um
schließlich durch den Kranz von Löchern 25 nach unten hin in
im wesentlichen beruhigten Zustand auszutreten.
An den zylindrischen Rohrabschnitt 23 schließt sich nach
unten hin ein im wesentlichen senkrecht abstehender Flansch
27 an, der an seinem äußeren Ende an dem Gehäuse 12 anliegt.
Nach innen ist in dem Rohrabschnitt 23 eine dünnwandige
Strahlscheibe 28 enthalten. Die drei Teile sind einstückig
als eine Baueinheit durch Spritzguß aus einem thermo
plastischen Kunststoff ausgeformt. Der Übergang zwischen dem
Rohrabschnitt 23 und der Strahlscheibe 28 wird von einer
Materialschwächung 29 gebildet, die die runde Strahlscheibe
28 umschließt. In ihrem äußeren Bereich weist die in etwa
konisch nach außen gewölbte Strahlscheibe 28 eine Neigung zu
der Ebene der Materialschwächung 29 auf, die bei etwa 10°
liegt. In diesem im wesentlichen schwach konisch verlaufenden
Bereich weist die Strahlscheibe 28 drei Reihen von konzen
trischen Löchern 31 auf, die im wesentlichen die Wasserdurch
laßkanäle für die Brauseeinrichtung 11 bilden. Daran an
schließend geht die Strahlscheibe in einen Bereich über, der
eine Anlagefläche 32 bildet. In ihrem äußeren Bereich ver
läuft sie im wesentlichen senkrecht zu der Längsachse 30. Am
Übergang zwischen dem abgeschrägten Bereich mit den Löchern
31 und der Anlagefläche 32 ist ein umlaufender Versteifungs
ring 33 angeformt, und zwar auf der Unterseite bzw. der
Außenseite der Strahlscheibe 28.
Ein Zentralbereich 34 der Anlagefläche 32 ist nach innen
gewölbt. Dieser Zentralbereich 34 ist von einem Ring von
Löchern 35 umgeben, weist selber jedoch keine Löcher auf. An
ihn kann ein Spritzzugang gelegt werden, der durch die
Versenkung in der Wölbung mit dem Finger nicht erspürbar ist.
Von oben aus dem Einsatzstück 22 kommendes Duschwasser tritt
durch die Löcher 31 und 35 der Strahlscheibe aus der Brause
einrichtung 11 aus. Die Löcher 31 und 35 können dabei derart
in der Strahlscheibe 28 angebracht sein, daß sie das durch
sie hindurchtretende Duschwasser in Brausestrahlen umwandeln,
die abhängig von deren Ausgestaltung in einem gewissen
Bereich ausrichtbar sind. Die Löcher 31 und 35 können zur
Erzielung verschiedener Arten von Brausestrahlen unterschied
lich ausgeführt sein, vor allem hinsichtlich ihrer Durch
messer und ihrer Bohrungsrichtung durch die Strahlscheibe 28.
Die Verbindung des Rohrabschnittes 23 mit dem Gehäuse 12
erfolgt über ein Außengewinde 36 an dem Rohrabschnitt, das in
ein korrespondierendes Gewinde an der Innenseite des Gehäuses
12 eingeschraubt werden kann. Bei einer konischen Ausführung
des Gehäuses 12 entsprechend der Fig. 1 kann das Innengewinde
37 des Gehäuses 12 als zusätzlicher Zylinderabschnitt an dem
Gehäuse angeformt sein. Der Rohrabschnitt 23 ist soweit in
das Gehäuse 12 einschraubbar, daß er zusammen mit dem Ein
satzstück 22 kraftschlüssig an dem Rundschnurdichtring 21
anliegt. Um das Einschrauben des Rohrabschnittes 23 in das
Gehäuse 12 zu erleichtern, können in dem Flansch 27 Angriffs
möglichkeiten für Werkzeuge vorgesehen sein. In der Fig. 1
sind diese als topfförmige, im wesentlichen zylindrische,
Vertiefungen 38 in der Art von Sackbohrungen ausgeführt.
Die mittlere Wandstärke der Strahlscheibe 28 liegt bei ca.
0,7 mm, im Bereich der Materialschwächung dagegen bei nur ca.
0,2 mm. Die Breite des durch die Materialschwächung 29 gebil
deten Filmscharniers beträgt ca. 0,5 mm bis 1 mm und ent
spricht in etwa der Materialstärke der Strahlscheibe 28. Der
umlaufende Versteifungsring 33 weist eine maximale Material
stärke von ca. 1,2 mm auf und ist mit halbkreisförmigem
Querschnitt quasi außen auf die Strahlscheibe aufgesetzt
ausgebildet. Der Durchmesser der Anlagefläche beträgt ca. 10
mm, der Durchmesser des nach oben gewölbten Zentralbereichs
ca. 4 mm. Die Wölbung des Zentralbereichs 34 erhebt sich
maximal ca. 0,5 mm über die Ebene der Anlagefläche 32. Die
die Wasserdurchlaßkanäle bildenden Löcher 31 und 35 sind bei
der in der Fig. 1 dargestellten Brauseeinrichtung 11 im
Durchmesser gleich ausgeführt, wobei dieser Durchmesser bei
ca. 1,1 mm liegt. Die Löcher in dem Kranz 25 des topfförmigen
Einsatzstückes 22 weisen einen Durchmesser von ca. 2 mm auf.
Der Durchmesser der Strahlscheibe beträgt ca. 26 mm, der
Außendurchmesser des Flansches 27 ca. 45 mm. Der Außenradius
des umlaufenden Versteifungsringes 33 liegt bei ca. 1,2 mm,
dessen Durchmesser bei ca. 11 mm, der Innenradius einer
Einkehlung, die die Materialschwächung 29 gegenüber der
Strahlscheibe 28 bildet, bei ca. 1 mm. Die lichte Höhe der
Anlagefläche 32 der Strahlscheibe 28 über der Ebene des Film
scharniers 29 beträgt etwa 1,0 mm.
Das Anschlußstück 16 und das Gelenkstück 13, das einstückig
mit dem Rohreinsatz 14 verbunden ist, sind bevorzugt aus
Metall hergestellt. Besonders eignet sich hierfür Messing,
das beispielsweise mit einer Verchromung oberflächenbehandelt
ist. Die restlichen Teile der Brauseeinrichtung 11 bestehen
aus Kunststoff, geeignet sind sowohl Polyoxymethylen als auch
Polypropylen.
Die Fig. 2 zeigt die Brauseeinrichtung 11 von unten, so wie
sie sich einem Benutzer darstellt. Dabei wird die Rotations
symmetrie deutlich. Der Flansch 27 weist sechs Vertiefungen
38 zum Anlegen von Werkzeugen für das Einschrauben des
Rohrabschnittes 23 in das Gehäuse 12 auf. Innerhalb der Ver
tiefungen 38 verläuft die Materialschwächung 29 mit einer
Breite von ca. 2 mm. Sie umschließt die Strahlscheibe 28, die
mit drei konzentrischen Reihen von Löchern 31 versehen ist.
Wie man sieht, sind die Löcher jeder Reihe versetzt zu
denjenigen der benachbarten Reihen angebracht. Innerhalb der
konzentrischen Reihen von Löchern 31 verläuft der umlaufende
Versteifungsring 33, der sich über eine Breite von ca. 2 mm
erstreckt. Er umschließt die Anlagefläche 32, die mit einem
Kranz von Löchern 35 versehen ist. Dieser Kranz umgibt den
nach innen gewölbten Zentralbereich 34.
Die Fig. 3 zeigt im Schnitt den unteren Teil einer Brauseein
richtung 11 entsprechend Fig. 1, bei der die Strahlscheibe 28
durch eine Eindrück-Kraft E nach innen gedrückt worden ist.
Wie man sieht, ist sie nach innen gewölbt. Der Winkel, den
ein Bereich der Strahlscheibe 28, der zwischen der Material
schwächung 29 und dem Versteifungsring 33 liegt und in etwa
geradlinig und schwach konisch verläuft, mit der Ebene der
Materialschwächung 29 einschließt, liegt bei ca. 12°. Er kann
auch geringer sein. Die Strahlscheibe 28 wölbt sich dem
zufolge bei einem Umspringen nach innen etwas weiter nach
Innen als in der Ausgangslage nach außen. Die lichte Höhe des
Verstärkungsringes 33 über der Ebene des Filmscharniers 29
beträgt ca. 0,9 mm, die lichte Höhe der Anlagefläche 34 ca.
1,6 mm.
Bei der Wölbung nach innen und vor allem bei dem Umspringvor
gang zwischen beiden Stellungen kann eine geringe Änderung
der Durchmesser der Löcher 31 und 35 auftreten, die aller
dings in der Fig. 3 nicht dargestellt ist. Eine derartige
Durchmesserverengung trägt zu einer Absprengung von Ablage
rungen innerhalb der Löcher bei, und wird deswegen als
vorteilhaft angesehen.
Aus dem Auslenkungs-Eindrück-Kraft-Diagramm in Fig. 4 kann
man den Verlauf der Eindrück-Kraft E entnehmen. Die Aus
lenkung beginnt in der Ebene der Anlagefläche 32 in der
Ausgangslage gemäß Fig. 1, insbesondere im Bereich des
Versteifungsringes 33. Die Kurve der Eindrück-Kraft E beginnt
im Ursprung und steigt dann steil mit abnehmender Steigung
an, bis sie an einem Scheitelpunkt einen Einschnappunkt 40
erreicht. Dabei ist die Eindrück-Kraft E auf ca. 77 N ange
stiegen, während die Auslenkung in diesem Punkt in etwa der
lichten Höhe der Anlagefläche 32 über der Ebene der Material
schwächung 29 entspricht. Sie beträgt ca. 1,0 mm. Von diesem
Einschnappunkt 40 aus verläuft die Kraftkurve bei zunehmender
Auslenkung steil nach unten. Das bedeutet, daß nach dem
Passieren des Einschnappunktes 40 die weitere Auslenkung der
Strahlscheibe nach innen mit erheblich weniger Kraftaufwand
möglich ist, das Kraftmaximum ist passiert. Die Kurve endet
in der Position der inneren Wölbung der Strahlscheibe gemäß
Fig. 3, wobei die gesamte Auslenkung ca. 2,6 mm beträgt. Die
Kraft, die nötig ist, die Strahlscheibe 28 in dieser Position
zu halten, beträgt ca. 45 N.
Die Kraftkurve bildet eine Art Hysterese, indem sie beim
Rückspringvorgang der Strahlscheibe 28 einen anderen Verlauf
aufweist als beim Eindrückvorgang. Von dem Punkt der maxi
malen Wölbung nach innen ausgehend steigt die Kraft bei
abnehmender Auslenkung zwar wieder an, jedoch nicht so stark
wie im oberen Teil der Kurve. Demzufolge erreicht die Kurve
am Rückschnappunkt 41 nur eine geringere Kraft als im Ein
schnappunkt 40. Diese Kraft kann beispielsweise bei ca. 55 N
liegen. Sie bildet ein weiteres Kraftmaximum, nämlich das für
den Rückspringvorgang. Dabei weist die Kurve beim Passieren
ihrer beiden Maxima 40 und 41 einen abgerundeten Verlauf auf,
der jedoch auch eher spitz ausgebildet sein kann.
Der Einschnappunkt 40, den die Strahlscheibe 28 beim Eindrüc
ken passiert, kann bei der gleichen Auslenkung wie der
Rückschnappunkt 41 liegen. Das sind jeweils die Punkte, die,
abhängig von der Auslenkung, in dem Moment passiert werden,
in dem die Strahlscheibe 28 jeweils umschnappt und auch unter
Umständen ein deutlich hörbares Geräusch erzeugt.
Im weiteren Verlauf der Kraftkurve bei abnehmender Auslenkung
nimmt die Kraft ebenfalls wieder ab, und läuft in den Ur
sprung rein.
Dieses in Fig. 4 dargestellte Diagramm ist trotz der genauen
Angaben über Kraft und Auslenkung schematisch aufzufassen, da
die Form und der Verlauf der einzelnen Kurvenabschnitte bei
verschiedenen Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung
variiert werden können. Des weiteren ist es nicht unbedingt
erforderlich, daß Einschnappunkt 40 und Rückschnappunkt 41
bei derselben Auslenkung liegen.
Wichtig ist, daß der Verlauf der Kraftkurve mindestens vier
Abschnitte aufweist. Mindestens zwei Abschnitte sind dabei
jeweils für den Bewegungsvorgang der Strahlscheibe 28 beim
Ein- und beim Ausspringen vorgesehen. Sie sind im Ursprung
und an dem Endpunkt der maximalen Auslenkung verbunden, und
werden jeweils durch den Umschnappunkt 40 und den Rück
schnappunkt 41 unterbrochen. Es ist wichtig, daß die Kraft im
Einschnappunkt 40 über der Kraft im Rückschnappunkt 41 liegt.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird somit
eine Kopfbrause als Brauseeinrichtung 11 geschaffen, die eine
flexible und eindrückbare Strahlscheibe 28 mit einer Wölbung
nach außen aufweist. Die Strahlscheibe ist mittels eines
durch eine Materialschwächung 29 gebildeten Filmscharniers in
einem Flansch 27 eines Rohrabschnitts 23 in dem Gehäuse 12
der Kopfbrause gelagert. Durch die Ausbildung der Wölbung und
der Lagerung kann die Strahlscheibe durch Anlegen einer
Eindrück-Kraft an eine Anlagefläche 32 nach innen in einem
Sprungvorgang eingedrückt werden. Nach dem Wegnehmen der
Kraft springt sie von selbst wieder in einem weiteren Sprung
vorgang in die Ausgangslage zurück. Dabei wird jeweils ein
Kraftmaximum passiert.
Durch die Sprungvorgänge werden Kalk- und andere Ablagerungen
v.a. an den Löchern 31, 35 der Strahlscheibe abgesprengt bzw.
abgelöst.
Claims (23)
1. Brauseeinrichtung mit einer flexiblen und flächigen
Strahlscheibe (28), bei der mindestens ein Flächenbezirk
der Strahlscheibe nach außen gewölbt ist und bei Über
schreiten einer bestimmten auf ihn ausgeübten Eindrück-
Kraft (E) sprungartig mit der Wölbung nach innen in
einen dahinterliegenden Raum umspringt und bei Kraftent
lastung wieder von selbst in die Ausgangslage zurück
springt.
2. Brauseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der wenigstens eine Flächenbezirk mit einem
Finger eindrückbar ist, und vorzugsweise die Fläche der
Strahlscheibe (28), insbesondere der wenigstens eine
Flächenbezirk, größer ist als eine Fingerkuppe.
3. Brauseeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeich
net durch eine Strahlscheibe (28) mit einer definierten
Anlagefläche (32) für einen Finger zum Anlegen einer
Kraft, wobei die Anlagefläche vorzugsweise kleiner ist
als der Flächenbezirk.
4. Brauseeinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, gekennzeichnet durch eine Strahlscheibe (28)
mit wenigstens einer Materialschwächung (29) entlang
einer im wesentlichen geschlossenen Linie, wobei die
Materialschwächung, insbesondere als eine Material
verdünnung, in einem Bereich zwischen 10% und 60% der
mittleren Dicke der Strahlscheibe, vorzugsweise etwa
zwischen 20% und 40%, liegt.
5. Brauseeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß die Strahlscheibe (28) einen Außenrand besitzt
und eine Materialschwächung (29) am Außenrand der
Strahlscheibe verläuft.
6. Brauseeinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß sie ein massives Bauteil aufweist,
das sich nach außen hin an eine äußere Materialschwäc
hung (29) anschließt, insbesondere die Strahlscheibe
(28) umrahmt, wobei die Materialschwächung vorzugsweise
ringförmig verläuft und ihr Flächenmittelpunkt mit dem
Flächenmittelpunkt der Anlagefläche (32) zusammenfällt.
7. Brauseeinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlscheibe
(28) mit einem massiven Bauteil verbindbar ist, insbe
sondere einstückig verbunden ist.
8. Brauseeinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlscheibe
(28) aus Kunststoff, insbesondere einem thermo
plastischen Kunststoff, besteht und die Flexibilität
durch eine geringe Materialstärke der Strahlscheibe
ausgebildet ist.
9. Brauseeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich
net, daß das massive Bauteil einen zylindrischen Rohrab
schnitt (23) aufweist, der vorzugsweise mit einem
Brausegehäuse (12) verbindbar ist.
10. Brauseeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich
net, daß das massive Bauteil einen sich an die Strahl
scheibe (28) außen anschließenden massiven Flansch (27)
aufweist, der vorzugsweise mit dem Brausegehäuse (12)
verbindbar ist.
11. Brauseeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Materialschwächung (29)
einen Durchmesser von etwa 10 mm bis 60 mm, insbesondere
etwa 20 mm bis 40 mm, aufweist.
12. Brauseeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlscheibe (28) eine
mittlere Materialstärke im Bereich von 0,4 mm bis 1 mm,
insbesondere ca. 0,7 mm, aufweist.
13. Brauseeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der Material
schwächung (29) zwischen 0,1 mm und 0,5 mm, insbesondere
etwa zwischen 0,2 mm und 0,3 mm, liegt.
14. Brauseeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß die Anlagefläche (32) von einer Versteifung,
insbesondere einem Versteifungsring (33), eingerahmt
ist.
15. Brauseeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß die Anlagefläche (32) einen Durchmesser von
etwa 5 mm bis 15 mm, insbesondere etwa 8 mm bis 10 mm,
aufweist und vorzugsweise nicht nach außen gewölbt ist.
16. Brauseeinrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch
Löcher (31, 35) innerhalb der Materialschwächung (29),
insbesondere auch innerhalb der Anlagefläche (32), die
vorzugsweise in konzentrischen Reihen angeordnet sind.
17. Brauseeinrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (32) in einem
Zentralbereich (34), insbesondere einem kreisrunden,
vorzugsweise lochfreien, Zentralbereich, nach innen
gewölbt ist.
18. Brauseeinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine
gewölbte Flächenbezirk in der Ausgangslage ohne Vorspan
nung vorliegt, wobei vorzugsweise eine Wölbung des
wenigstens einen Flächenbezirks nach außen etwa 2% bis
15%, insbesondere etwa 7% bis 10%, des Durchmessers
des Flächenbezirks beträgt.
19. Brauseeinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wölbung des
wenigstens einen Flächenbezirks nach dem Eindrücken
nach innen etwa 2% bis 15%, insbesondere etwa 7% bis
10%, des Durchmessers des Flächenbezirks beträgt.
20. Brauseeinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine
gewölbte Flächenbezirk bei jedem Umspringen und Zurück
springen ein Kraftmaximum passiert.
21. Brauseeinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eindrück-Kraft
E) für einen Flächenbezirk in einem Bereich zwischen
10 N und 120 N, insbesondere zwischen 30 N und 90 N,
liegt und eine Rückstell-Kraft des Flächenbezirks in
einem Bereich zwischen 5 N und 60 N, insbesondere
zwischen 10 N und 50 N, liegt.
22. Brauseeinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, gekennzeichnet durch eine Strahlscheibe (28)
aus Polyoxymethylen oder Polypropylen.
23. Brauseeinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brauseeinrich
tung (11) eine Kopfbrause mit einem Brausekopf zum
Anschluß an einen festen Wandanschluß (16) ist, über ein
Kugelgelenk (13) richtungsverstellbar ist und eine runde
Strahlscheibe (28) aufweist, deren Durchmesser etwa
26 mm beträgt.
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