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Technisches Gebiet
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Die
technische Lösung
betrifft eine Vorrichtung zur Wassereinsparung und gegen Kalkablagerungen
in Mischbatterien.
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Stand der Technik
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Aufgrund
des ständig
steigenden Wasserpreises wurden Wassereinsparungsvorrichtungen entwickelt,
die mit den sogenannten Luftsprudlern kombiniert sind. Sie haben
zum Ziel, nur eine solche Wassermenge durch die Mischbatterie durchfließen zu lassen,
die für
ein effizientes Waschen erforderlich ist. Sie werden vor allem an
den Stellen eingesetzt, wo der Benutzer das verbrauchte Wasser nicht
bezahlt und zu keinen Wassereinsparungen motiviert ist. Es sind öffentliche
Gebäude,
Krankenhäuser, öffentliche
Sozialeinrichtungen usw. Diese Vorrichtungen können allerdings auch in Haushalten
sehr sinnvoll eingesetzt werden, vor allem dort, wo sich Kinder bzw.
Personen waschen, die nicht gewohnt sind, mit Wasser wirtschaftlich
umzugehen bzw. nicht in der Lage sind, den Wasserdurchfluss ausreichend
feinfühlig
einzustellen. Sie können
dann zum Beispiel bei einer Hebelmischbatterie das Wasser bequem
voll fließen
lassen, allerdings wird nur eine im Voraus festgelegte maximale
Wassermenge durchfließen.
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Aus
der tschechischen Patentanmeldung PV 1995-2329 sind der Wasserstrahlregler
und der Durchflussbegrenzer bekannt. Das Prinzip besteht darin,
dass in eine Endmuffe, die ans Ende des Batterieaustrittes angeschraubt
wird, ein Plastikgehäuse mit
Luftansaugöffnungen
an seinem Umfang eingesetzt wird.
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Im
Plastikgehäuse
befindet sich eine Drosselscheibe, deren Öffnung dank ihres kleineren Durchmessers
den Wasserdurchfluss reduziert. Unter der Drosselscheibe ist eine
untere Drosselscheibe angeordnet, in der ein mit einer Spitze versehener Drosselschraubstift
in einer Gewindebohrung geführt wird.
Die Spitze des Schraubenstiftes zeigt in die Öffnung für den Wasserdurchgang in der
oberen Platte, und durch ihr Herausschrauben wird der Wasserstrahl
reguliert. Der Wasserstrahl wird anschließend zum Rand der unteren Platte
verteilt, wo sich weitere kleine Öffnungen befinden, durch die
der Wasserstrahl durchfließt.
Er beginnt zu sprudeln, und schließlich wird er mit seinem Durchfluss über eine geschlossene
Ringschraubenfeder geführt.
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Eine
derartige Vorrichtung ist sehr kompliziert und muss durch eine Fachkraft
aufgestellt werden. Als Luftsprudler wird dabei eine Metallfeder
verwendet, die Kalkablagerungen verursacht, was einen unausgeglichenen
Wasserstrahl zur Folge hat.
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Ferner
sind Lösungen
aus den Druckschriften
DE
81 11 114 U1 ,
DE
93 17 654 U1 ,
DE 85
27 320 bzw.
DE
94 40 918 U1 bekannt. Auch hier wird in eine am Ende des
Batterieaustrittes anzubringende Endmuffe ein Plastikgehäuse mit
Luftansaugöffnungen an
seinem Umfang eingesetzt, das an einem Umfang Luftansaugöffnungen
aufweist. Auf den Bodenrand des Plastikgehäuses ist ein bekanntes metallisches Sieb
angeordnet. Eine solche Vorrichtung löst im Prinzip keine Durchflussbegrenzung,
sondern bewirkt nur das Wasseraufsprudeln, und hat alle Nachteile,
die abzuschaffen sind, also intensive Kalkablagerungen, schwieriges
Reinigen und Demontage bei Kalkablagerungen.
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Ziel
der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die einen Wasserdurchflussbegrenzer
und einen Luftsprudler kombiniert, die eine Möglichkeit einer mehrstufigen
Durchflussregelung, eine lange Standzeit ohne Kalkablagerungen und
einen effizienten und effektiven Wasserstrahlaustritt aus der Mischbatterie
gewährleistet.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
oben erwähnten
Nachteile werden durch eine Vorrichtung zur Wassereinsparung und
gegen Kalkablagerungen in Mischbatterien erfindungsgemäß behoben,
deren Prinzip darin besteht, dass im Gehäuse ein Ring angeordnet ist
mit zumindest teilweise kegelförmig
abgeschrägter
Innenfläche,
wobei die Innenwand des Rings eine Anschlagfläche eines Verteilungselementes
umschließt,
die mit Öffnungen an
ihrem Umfang versehen ist, wobei unter der Anschlagfläche eine
Verteilungswulst angeordnet ist, die zum Gehäuseboden ragt, wobei ein Regler über die
Anschlagfläche
des Verteilungselementes angeordnet ist, dessen Boden mit Durchflussschlitzen
versehen ist, über
die sich eine Rille zur Anbringung zumindest eines flexiblen O-Ringes
befindet, und oberhalb des Reglers ein Sieb angeordnet ist. Diese
Vorrichtung ermöglicht
eine kompakte Ausführung
des mit einem Luftsprudler und mit einem Sieb kombinierten Durchflussbegrenzers.
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In
einer vorteilhaften Ausführung
werden die Öffnungen
in der Anschlagfläche
des Verteilungselementes von einer Zahnung am Umfang der Anschlagfläche gebildet.
Die Herstellung einer derartigen Konstruktion ist sehr einfach.
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In
einer anderen vorteilhaften Ausführung
ist die Verteilungswulst als konkave Kugelfläche ausgeführt. Dies ermöglicht,
den Wasserstrahl in eine effektvolle Hohlwalze aufzuteilen, die
eine Illusion eines vollen Strahls bildet.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführung sind die Durchflussschlitze
des Reglers in einem Kreis angeordnet. Auf diese Art und Weise wird
ein gutes Aufsprudeln erreicht.
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In
einer anderen vorteilhaften Ausführung
ist die Anschlagfläche
des Verteilungselementes auf der oberen Seite mit einem zentralen
Auflageanschlag für
das Auflegen des Bodens des Reglers und für die Bildung der ersten Sprudelkammer
versehen. Auf diese Art und Weise wird ein Raum für ein weiteres Aufsprudeln
gebildet.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird eine zweite Sprudelkammer
zwischen der Verteilungswulstfläche
und dem Gehäuse
gebildet, in der der Wasserstrahl mit der angesaugten Luft gemischt
wird. Durch die angesaugte Luft wird der Wasserstrahl noch mehr
aufgesprudelt und die Effektwirkung wird gesteigert.
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In
einer anderen vorteilhaften Ausführung
ist eine Lücke
zwischen der Muffenwand und der Bodenkante des Gehäuses vorgesehen.
Dadurch wird ermöglicht,
dass die letzten Wassertropfen abfließen und dass eine Bildung von
Kalkablagerungen verhindert wird.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführung besteht das Sieb aus
einem Auflagenanschlag und einem Hut des Siebes, wobei die Auflagenanschlagsachse
mit dem Siebhut einen Winkel von 20 ° bis 60 ° bildet.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist der Siebhut in seinem
unteren Teil mit einer Einfassung versehen, und an seinem ringförmigen Rand befindet
sich eine Entlastungsabschrägung.
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In
einer anderen vorteilhaften Ausführung sind
die Zähne
der in der Draufsicht dreieckigen Zahnung auf der Anschlagfläche des
Verteilungselementes angeordnet, und gleichzeitig sind sie in Richtung nach
unten und auch in Frontalansicht im Schnitt kegelförmig ausgebildet.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Die
technische Lösung
wird weiter mithilfe von Zeichnungen vorgestellt. Es zeigen:
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1 einen
schematischen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung in eingebauter Lage
in der Endmuffe am Austritt der Mischbatterie,
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2 einen
schematischen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß 1 im zusammengestellten
Stand vor Einlegung in die Muffe,
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3 die
sich aus einem Gehäuse,
einem Ring, einem Verteilungselement und einem Regler sich zusammensetzende
Vorrichtung gemäß 2 demontiert,
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4 eine
Schnittansicht des Gehäuses,
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5 eine
Vorderansicht des Gehäuses
gemäß 4,
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6 eine
Schnittansicht des Ringes,
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7 eine
Unteransicht des Ringes gemäß 6,
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8 eine
Schnittansicht des Verteilungselements,
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9 eine
Draufsicht des Verteilungselementes gemäß 8,
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10 eine
Schnittansicht auf des Reglers,
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11 eine
Unteransicht des Reglers gemäß 10,
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12 eine
Schnittansicht des Siebes und
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13 eine
Schnittansicht des Zahns der Zahnung am Umfang des Verteilungselementes
gemäß 8.
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Ausführungsformen
der Erfindung
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In
der 1 zeigt, wie die Vorrichtung in die Muffe 28 eingesetzt
ist, die mit einem Gewinde 26 an einen nicht dargestellten
Mischbatterieaustritt angeschraubt wird. Für eine gute Anbringung der
ganzen Vorrichtung ist oben ein Dichtungsring 25 angeordnet,
und im oberen Teil der Vorrichtung ist im Regler 1 ein
Sieb 29 angeordnet.
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In 2 ist
die Vorrichtung aus 1 im Zustand vor dem Einsetzen
in die Muffe 15 und ohne den Dichtungsring 25 dargestellt.
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Wegen
der besseren Anschaulichkeit ist in 3 die Vorrichtung
aus der 2 im demontierten Zustand dargestellt.
Diese Ansicht zeigt, dass sie aus einem Gehäuse 11, einem Ring 8,
einem Verteilerelement 5, einem Regler 1 und einem
Sieb 29 besteht.
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In 4 ist
eine Schnittansicht des Gehäuses 11 dargestellt,
das den Träger
der gesamten Vorrichtung bildet. Es hat eine Zylinderform mit einem
in Form eines Sternes ausgeführten
Boden 14, der in 5 dargestellt
ist. Das Gehäuse 11 hat
zwei Innendurchmesser und einen Übergang 15.
Dieser Übergang 15 dient
als Sattel für
den Ring 8. An seinem Umfang ist das Gehäuse 11 mit
einem Ansatz 12 zum Auffangen in der Muffe 28 versehen.
Die Gehäusewand
ist mit Luftansaugöffnungen 13 versehen,
die auch punktiert dargestellt sind.
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Am
Umfang befinden sich ferner jeweils zwischen den Öffnungen 131 Rippen 16,
wodurch eine Ausnehmung für
die Luftzuführung
gebildet wird.
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Der
Ring 8 in 6 ist mit einer Auflagefläche 9 für die Anbringung
des Verteilerelementes 5 und einer abgeschrägten Fläche 10 zur
Wasserführung
an die konkave Verteilungswulst 7 des Verteilerelementes 5 versehen.
Die 7 zeigt die Unteransicht des Rings 8.
In 8 ist eine Schnittansicht des Verteilerelementes 5 dargestellt,
das den sprudelnden Hauptteil der Vorrichtung bildet. Im oberen
Teil ist es mit einer scheibenförmigen
Anschlagfläche 6 für den gespaltenen
Wasserstrom versehen, der aus dem Regler 1 kommt. Die Anschlagfläche 6 hat
an ihrem Umfang eine Zahnung 17. In der Mitte der Anschlagfläche 6 befindet
sich ein Auflageanschlag 18, auf dem der Regler 1 aufsitzt.
Der Auflageanschlag 18 bildet eine Wasserkammer. Die Form
der Anschlagfläche 6 ist
in der Draufsicht in der 9 gut sichtbar.
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Der
untere Teil des Verteilerelements 5 besteht aus einer ringförmigen Verteilungswulst 7,
die im Schnitt eine konkave Form aufweist. Auf der konkaven Kugelfläche fließt das über die
Zahnung 17 zufließende
Wasser ab.
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In 10 ist
eine Schnittansicht des Reglers 1 dargestellt, der einen
dosierenden Teil der Vorrichtung und zum Teil auch einen Luft beimischenden
Teil bildet. Er weist eine zylinderförmige Wand auf, die einen Umfangsring 19 bildet.
Auf seiner Innenseite befinden sich die Rippen 20. Im Innenraum
des Umfangsrings 19 befindet sich noch ein Innenring 21 mit einer
sich darin befindlichen Vertiefung 4 für die Ablagerung von Schmutzpartikeln.
Am Umfang ist auf der unteren Seite des Verteilers ein Stützring 22 gebildet.
Mit diesem setzt der Regler 1 auf die Anschlagfläche 6 des
unter ihm angeordneten Verteilerelements 5 auf und bildet
die erste Sprudelkammer 23. In der Rille zwischen dem Umfangsring 19 und dem
Innenring 21 ist ein flexibler O-Ring 2 angeordnet. Dieser O-Ring
begrenzt den Wasserdurchfluss. Falls die Begrenzung noch größer sein
soll, wird daneben bzw. an ihn noch ein zusätzlicher O-Ring 2 gelegt.
Durch diesen wird der Wasserweg in die Durchflussschlitze 3,
die sich am Umfang befinden, noch stärker begrenzt. Die Durchflussschlitze 3 sind
am besten in der 11 zu erkennen, die eine Unteransicht
des Bodens 22 des Reglers 1 zeigt. Die Wasserdurchflussbegrenzung
kann demzufolge auf diese Art und Weise in mehreren Stufen geregelt werden. In
der Grundausführung
werden zwei O-Ringe eingebaut. Erst wenn der Benutzer einen größeren Wasserdurchsatz
verlangt, wird ein O-Ring entfernt.
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In
der 12 ist eine Schnittansicht des Siebes 29 dargestellt.
Es ist erkennbar, dass es aus einem Auflagenanschlag 30 und
einem Siebhut 31 besteht. Die Sieboberfläche des
Hutes 31 ist hier nur als Andeutung des Netzgefüges 34 dargestellt.
Der Winkel zwischen dem Auflagenanschlag 30 und dem Siebhut 31 beträgt ca. 45°. Der Winkel
kann jedoch 20 bis 60° betragen.
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Der
Siebhut 31 ist in seinem unteren Teil mit einer Einfassung 32 versehen.
An seinem ringförmigen
Rand befindet sich eine Entlastungsabschrägung 33. Der Auflagenanschlag 30 wird
in eine mittige Vertiefung 4 des Reglers 1 gesetzt.
Der Wasserdruck sorgt für
den Anpressdruck, damit etwaige Schmutzpartikel nicht weiter durch
die entstandene Lücke
gelangen. Das kegelförmige
Sieb 29 wird dank der Entlastungsabschrägung 33 bei Durchführung einer
gewünschten Änderung
des Wasserdurchsatzes durch einen Ersatz des mittigen Rings durch
einen anderen Ringtyp oder bei kompletter Demontage leicht abnehmbar
sein.
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Bei
Bedarf eines noch größeren Wasserstrahles
kann die Vorrichtung ohne O-Ringe 2 benutzt werden, allerdings
ist die Konstruktion des Reglers 1 so gelöst, dass
der Wasserdurchfluss auch ohne O-Ringe 2 effizient geregelt
wird. In der Praxis ist die Größe der O-Ringe 2 so
ausgeführt,
dass der Wasserdurchsatz beim Einsatz von zwei O-Ringen ca. 4 l/min.,
beim Einsatz eines O-Ringes etwa 8 l/min. beträgt. Ohne O-Ringe beträgt der Wasserdurchsatz
ca. 14 l/min.
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Die
gesamte Funktion selbst kann am besten an der 2 erläutert werden.
Das Wasser fließt
zum Sieb 29, das mit einem Auflagenanschlag 30 in
den Regler 1 gesetzt ist. Hier werden Schmutzpartikel aufgefangen,
die am Siebhut 31 zum Rand abfließen. Dadurch wird eine schnelle
Verstopfung des Luftsprudlers verhindert und der Zeitintervall zwischen den
Reinigungen von grober Verschmutzung verlängert. Der gefilterte Strom
fließt
in den Regler 1 und sein Durchfluss wird mit dem O-Ring 2 begrenzt,
der keinen anderen Durchsatz als den voraus eingestellten Wasserdurchsatz
auch bei voll aufge drehten Hahn zulässt. Das Wasser fließt durch
die Schlitze 3 und fällt
weiter auf die Anschlagfläche 6 des
Verteilerelements 5. Im Bereich zwischen dem Boden des Reglers 1 und
der Anschlagfläche 6 des
Verteilerelements 5 wird das Wasser in der ersten Sprudelkammer 23 aufgesprudelt.
Der Wasserstrahl fällt über die Lücken der
Zahnung 17 auf die abgeschrägte Fläche 10 des Ringes 8.
Der Ring 8 führt
das Wasser zur konischen Verteilungswulst 7 des Verteilerelements 5. Zwischen
der Fläche
der Verteilungswulst 7 und dem Gehäuse 11 befindet sich
die zweite Sprudelkammer 24. Der dadurch fließende Wasserstrom
bildet einen Unterdruck und saugt zusätzliche Luft über die Öffnungen 13 im
Gehäuse 11 an.
Damit kommt es zu einem weiteren Aufsprudeln des Wassers. Auf der
Fläche
der konkaven Verteilungswulst 7 wird der austretende Wasserstrahl
zu einen Hohlzylinder geformt. Dieser Wasserstrom fließt noch
durch den sternförmigen
Boden 14 und wird vom Benutzer als volle Wassersäule wahrgenommen,
obwohl sie eigentlich hohl ist. Dank einem guten Aufsprudeln wirkt
er gleichzeitig optisch als ausgiebig und voll. Eine Lautwirkung
stellt sich natürlich
auch ein, wenn der Wasserstrom relativ still ist.
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In
der 13 ist links eine Draufsicht und rechts eine Frontansicht
eines Zahnes der Zahnung 17 dargestellt. Es ist erkennbar,
dass die Zähne
bei Draufsicht dreieckig sind. In Richtung nach unten und in Frontansicht
sind die Zähnekegel
gemäß Schnitt A-A-
kegelförmig.
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In
der Ansicht in der 1 ist noch ein zusätzlicher
Vorteil dieser Vorrichtung zu erkennen. Zwischen der Wand der Muffe 28 und
der Bodenkante 14 des Gehäuses 11 gibt es eine
Fuge 27, die dafür
sorgt, dass Wassertropfen nach dem Zudrehen des Wasserhahnes am
Werkstoff des Bodens 14 haften. Dadurch werden Kalkablagerungen
verhindert.
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Industrielle Anwendung
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Die
Vorrichtung nach der Erfindung kann überall dort eingesetzt werden,
wo es notwendig ist, mit Wasser sparsam umzugehen ohne die Anforderungen
an die Mischbatterieregelung zu erhöhen. Vor allem sind es Stellen,
wo der Benutzer öffentliche Wasserressourcen
nutzt und nicht motiviert ist, mit Wasser sparsam umzugehen, wie öffentliche
Gebäude,
Krankenhäuser, öffentliche
soziale Einrichtungen usw. Die Vorrichtung kann auch in Haus halten
sinnvoll eingesetzt werden. Wasserhähne oder z.B. Hebelmischbatterien
können
mit der Vorrichtung bequem voll aufgedreht werden, wobei allerdings
nur eine im Voraus festgelegte maximale Wassermenge durchfließt. Die
Vorrichtung verhindert Kalkablagerungen und reduziert wesentlich
den Wasserverbrauch sowie die Menge der für die Warmwasserbereitstellung
benötigten
Energie.