DE2140526A1 - Duschbrause - Google Patents

Description

12. August 1971 Patentanwälte ^ 1307 7.1

Dr. Ing. Walter Abiti I I 4 U 0 ^ D

Dr. Dieter F. Morf
Dr. Hans-A. Brauns

BOWIES FLUIDICS CORPORATION 9547 Fräser Avenue, Silver Spring, Maryland, V.St.A.

Duschbrause

Die Erfindung betrifft eine Duschbrause insbesondere von der Art,bei we Icher durch die Anwendung der Fluidik-Technik ein gleichmäßiger Duschbereich erzielt wird.

Um einen gleichmßigen Duschbereich zu erhalten, sind die herkömmlichen Brauseköpfe gewöhnlich so ausgebildet, daß eine Vielzahl einzelner V/asserstrahlen aus Öffnungen oder Kanälen austritt, die sich in konzentrischer kreisförmiger Anordnung befinden. Die Bearbeitung, die zur Bildung der vielen Anordnungen von Öffnungen oder Kanälen erforderlich ist, ist gewöhnlich verhältnismäßig kompliziert und teuer. Außerdem werden, um solche Brauseköpfe verstellbar zu machen, damit der Deckungsbereich, der von dein Sprühstrahl erfaßt wird, verändert werden kann, die Ilcji'Stulluugsvorgängü noch weiter kompliziert und die Kosten erhöht« Zusätzlich sind bei den bekannten verstell-

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baren Duschbrausen mechanisch bewegliche Teile erforderlich, die sich im Gebrauch abnutzen, wodurch die Leistung des Brausekopfes beeinträchtigt wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Brausekopfes, der in der Herstellung einfach und verhältnismäßig billig ist nnd trotzdem einen vollständigen Deckungsbereich ergibt.

Weiter soll durch die Erfindung ein Brausekopf geschaffen werden, bei dem der Deckungsbereich mit möglichst wenig ψ beweglichen Teilen verstellt werden kann.

Ein erfxndungsgemäßes Dusch-Brause-Element besitzt eine Vielzahl dreiseitiger Kanäle, die vorzugsweise in einer einzigen kreisförmigen Bahn angeordnet sind, während die vierte Seite jedes Kanals zur Außenluft offenbleibt. Was_T ser tritt durch jeden der Kanäle in Form eines Strahls aus, der einer Grenzschichthaftung unterliegt und dadurch an der einen Seite des Kanals gehalten wird. Die Kanalseite, an welcher der Strahl haftet, ist so abgewinkelt, daß der austretende Strahl in der gewünschten Weise gerichtet wird. Verschiedene Gruppen von Kanälen k ..sind in dem gleichen Maße abgewinkelt, so daß eine Vielzahl konzentrischer Sprühanorndungen aus einer einzigen kreisförmigen Anordnung von Kanälen austritt.

Das vorangehend beschriebene Prinzip der Brausekopfgestaltung unter Anwendung der Fluidik-Technik kann so erweitert werden, daß eine Doppelbetrieb-Duschbrause erhalten wird, bei der der aus jedem Kanal austretende Strahl zum Haften an einer von zwei entgegengesetzten Kanalwänden gebracht wird, wodurch der durch den Gesamtbrausestrahl erhaltene Deckungsbereich verändert, wird. Das Umschalten des austretenden Strahls von der einen Kanal-

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wand zur anderen geschieht in einfacher Weise dadurch, daß die durch den austretenden Strahl auf der einen Seite oder der anderen des Kanals mitgeführte Luftmenge verändert wird. Bei einer Ausführungsform dieser Doppelbetriet-Duschbrause wird ein Rückkopplungskanal verwendet, um ein Schwingen jedes Strahls zwischen seinen beiden Viinkeistellungen herbeizuführen. Die Gesamtwir'kung ist ein schwindender Brausestrahl in Form eines Kegels, der sich periodisch öffnet und schließt. Eine Dreifachbetrieb-Brause ist ebenfalls möglich, wobei bei der dritten Betriebsart eine Vollkanalströmung besteht, bei welcher der austretende Strahl an beiden Kanalwänden haftet.

Aufgabe der Erfindung ist daher ferner die Schaffung eines Brausekopfes, bei welchem eine Vielzahl von Düsen in Form eines einzigen Kreises angeordnet ist und trotzdem eine Gesamtsprühgestaltung erhalten werden kann, die aus einer Vielzahl einzelner konzentrischer Sprühanordnungen zusammengesetzt ist.

Weiter soll durch die Erfindung ein Brausekopf geschaffen werden, bei welchem die Grenzschichthaftung eines flüssigen Strahls dazu ausgenutzt wird, den Strahl mit einem gevoinschton Winkel zu richten.

Desgleichen soll durch die Erfindung ein Doppelbetrieb-Brausekopf geschaffen werden, bei welchem der austretende Sprühstrahl durch eine Vielzahl einzelner Strahlen gebildet wird, vjelche zumindest in zwei Richtungen in einfacher Weise dadurch abgewinkelt werden können, üaß die durch die Strahlen mitgenommene Luftmenge geregelt wird.

Auch soll durch die Erfindung ein Brausekopf geschaffen werden, bei welchen- die einzelnen Elemente des von diesem austretenden Brausösprühstrahl zyklusweise zwischen zwei

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Stellungen umgeschaltet werden können, um einen Gesamtsprühstrahlkegel zu erhalten, der periodisch öffnet und schließt, wenn die einzelnen Sprühstrahlelemente ungeschaltet werden.

Die vorstehenden und weiteren Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden näheren Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen und 2v;ar zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht in schaubi 1dl eher Darstellung und teilweise im Schnitt eines Brausekopfes gemäß einer Ausführung form der Erfindung;

Fig. 2 eine Ansicht im Schnitt nach dar Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 eine Vorderansicht des Außenkörpers des in Fig. dargestellten Brausekopfer, aus welcher die Anordnung der verschiedenen Spritzdüsen ersichtlich ist;

Fig. 4 eine Teilarisicht im Schnitt nach der Linie 4-¹I in Fig. 3, welche eine mögliche Spritzdüsengestaltung zeigt;

Fig. 4a eine Vorderansicht der in Fig. 4 dargestellten Spritzdüse;

Fig. 5 eine Teilansicht im Schnitt nach der Linie 5-5 in Fig. 4, welche eine zweite mögliche Düsengestaltung zeigt;

Fig. 5a eine Vorderansicht der in Fig. 5 dargestellten Düse;

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Fig. 6 eine Teilansicht im Schnitt nach der Linie 6-6 in Fig. 3, welche eine dritte mögliche Düsengestaltung zeigt;

Fig. 6a eine Vorderansicht der in Fig. 6 dargestellten Düse;

Fig. 7 eine Schnittansicht einer typischen Düse des in Fig. 1 dargestellten Brausekopfes₃ aus welcher in schematischer Darstellung der Strömungsverlauf eines durch die Düse austretenden Strahls ersichtlich ist;

Fig. 8 eine der Fig. 7 entsprechende Ansicht einer abgeänderten Ausführungs form der Erfindung, bei welcher der aus der Düse austretende Strahl zu yeder von zwei winkelig verlagerten Stellungen umgeschaltet werden kann;

Fig. 9 eine der Fig. 7 entsprechende Ansicht ebenfalls einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher¹ die Strahl aus trit t.sduse als Fluidik-Oszillator ausgebildet, ist, bei welchem der austretende Strahl zyklusweise zwischen zwei 'Jinkelstellungen umgeschaltet wird;

Fig. lü eine der Fig. 9 ähnliche Ansichtwiedur einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Düse so ausgebildet ist, daß sie einen Fluidik-Oijzillator vom Umkehrkammertyp bildet, und

Fig. 11 eine Draufsicht eines Kamms zum Trennen eines ringförmigen Sprühstrahls in eine Vielzahl von Sprühelementen.

Der in Fig. 1 und 2 der beiliegenden Zeichnung dargestellte erfindungsgemäße Brausekopf 10 besitzt ein trornmelför-

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miges Gehäuse 11 von im wesentlichen kegliger oder kegelstumpf förmiger Gestalt» Ein Kamm 13 von im wesentlichen kreisförmiger Gestalt ist in der Trommel 11 in der Nähe ihres vorderen Endes angeordnet. Der Kamm 13 kann entweder ein gesondertes Element sein, das an seinem Umfang an der Trommel 11 befestigt ist, oder gegebenenfalls aus einem Stück mit der Trommel bestehen. Die Innenfläche des Kairims 13 ist mit einer sich radial erstreckenden Stufe 15 so ausgebildet, daß die Innenfläche des Kammes am vorderen Ende breiter als am hinteren Ende ist. In der Stufe 15 sitzt eine ringförmige Gummidichtung 17, welche einen Kern-

™ abschnitt 19 mittig mit Bezug auf die Trommel 11 lagert. Der Kern 19 kann entweder eine feste Masse sein, die so angeordnet ist, daß eine Flüssigkeitsströmung durch das Innere der Dichtung 17 verhindert wird, oder einen Fluidik-Oszillator im wesentlichen von der Art aufweisen, wie sie in dem USA-Patent 3 56 3 46 2 beschrieben ist. Ein solcher Oyzillator läßt, wenn er mit Druckf lüssi fkeit beliefert, wird, den Flüssigkeitsstrahl wechselweise von zvjei Au:;-laßöffnungen 21 und 2 3 austreten, die im vorderen Ende des Kernabschnitts 19 enden. Ein soldier abwechselnder Flüssigkeitsstrom ruft eine Massagewirkung auf don Körper hervor, die sowohl angenehm als auch stärkend empfun

% den wird. Es ist daher bei den Brauseköpfen, bei denen ein Oszillator im Korn 10 vorgesehen ist, eine Batriebt;-forrn mit Ilassagewirkung als Alternative zur Betriebs form mit Brausewirkung möglich.

Das hintere Ende des Kerns 19 weist zwei diamitr-ειΐ entgegengesetzte Flansche 25 und 27 auf, die in jeweiligen sich in der Längsrichtung erstreckenden Führunpskanälnn 29 und 31 an der Innenfläche der Trommel 11 sitzen. Die Flansche 25, 27 gewährleisten, daß der Kernahsehnitt Vi in seiner Stellung innerhalb der Tronrnel 11 rohalLen ;-: i.ν·ΐ, Die hintere Endfläche des KernabschniLts 19 ist ferner · mit zwei Öffnungen 33 und 35 versehen, durch welche

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Druckflüssigkeit den Oszillator im Kernabschnitt 19 zugeführt werden kann. 0-Ringe 37 und 39 umgeben die Öffnungen 33 und 35 und bilden eine f lüssigkei.tsdichte Abdichtung gegen eine zylindrische Ventileinrichtung Hl. Der Ventilzylinder Hl weist eine Endplatte 4 3 auf_s die gegen die Endfläche des Kernabschnitts 19 eine Schrauben- und Bolzenanordnung oder dergleichen drehbar befestigt ist. Das hintere Ende des Ventilzylinders Hl erstreckt sich durch das offene hintere Ende der Trommel 11 nach außen zur Bildung eines mit einem Gewinde versehenen zylindrischen Abschnitts, der mit einer Leitung in Eingriff gebracht werden kann, welche Druckflüssigkeit leitet. Der Umfang der Endplatte H5 x^eist eine Anzahl Schulteranschläge (siehe den Anschlag H5 in Fig. 1) 2 9 und 31 anliegen, um ein Drehung des Ventilzylinders Hl um mehr als 90° zu verhindern und dabei zwei besondere Betriebsstellungen der Trommel 11 mit Bezug auf die Ventileinrichtung zu bestimmen.

Dem Kopf zugeführte Druckflüssigkeit wird durch das hohle Innere der Ventileinrichtung Hl aufgenommen. In der einen Drehendsteülung der Trommel 11 mit Bezug auf die Ventileinrichtung m wird Flüssigkeit aus der letzteren über zwei geeignet vorgesehene Öffnungen H7 in der Endplatte. H3 geleitet, die sich mit den Öffnungen 33 und 35 in Ausfluchtung befinden_s um Flüssigkeit dem Fluidik-Oszillator im Kernabschnitt 19 zuzuführen„ Durch eine Drehung der Trommel 11 um 90° in ihre widere Endstellung mit Bezug auf den Ventilzylinder Hl werden die Öffnungen 4 7 außerhalb des Kernabschnitts 19 ausgefluchtet, so daß Druckflüssigkeit um den Kernabschnitt herum zum Kamm 13 strömen und als Sprühstrahl in der nachstehend näher beschriebenen Weise austreten kann.

Wie sich am besten aus Fig« 2 und 3 ergibt, weist der liinti..'1-e Teil des Kammes 13 eine Vielzahl zahnförmiger ...

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Vorsprünge 51 auf, .die sich zur Längsmittellinie des Brausekopfes 10 radial nach innen erstrecken. Die benachbarten Zähne 51 begrenzen zwischen sich Strömungskanäle, durch welche Druckflüssigkeit während des Brausebetri±>s

d,es Brausekopfes gezwungen ist, zu strömen. Die Zähn.e 51 in den an der Stufe 15, an welcher Stelle die verschiedenen Strömungskanäle eine dreiseitige Gestalt annehmen. Ein Teil der vierten Seite der Strömungskanäle ist vor der Stufe 15 durch die Dichtung 17 abgeschlossen, jedoch erstreckt sich der Kamm 13 von der Dichtung 17 nach vorne, ^ so daß ein Teil jedes 'der Strömungskanäle am vorderen Ende des Kammes zum Umgebungsdruck offen ist.

Die gegenüberliegenden Seitenwände der verschiedenen Strömungskanäle liegen auf den jeweiligen Halbmessern, des durch den Kamm 13 bestimmten Kreises. Die Außenwand jeden Strömungskanals divergiert von der Längsmittellinie des Brausekopfes in Vorwärtsrichtung. Bei der dargestellten Ausführungsform sind drei Düsengruppen vorgesehen, wobei jede Gruppe mit einem von den anderen verschiedenen Grad divergiert. Im besonderen ist ein Kanal 53, welcher die erste Gruppe von Kanälen darstellt, in Fig. H und 4a . gezeigt. Vor der Stufe 15 und den Zähnen 51 divergiert ψ die Außenwand 52 des Kanals 5 3, wie ersichtlich, nur geringfügig (d.h. um etwa 1 ). In Fig. 5 und 5a ist ein Kanal 55 gezeigt, der eine zweite Gruppe von Kanälen darstellt, bei welcher die Divergenz der Außenwand 5¹I relativ groß ist (d.h. etwa 9 ). Ein Kanal 57, welcher die dritte Gruppe von Kanälen darstellt, ist in Fig. 6 und Ga gezeigt und weist eine Außenwand 58 auf, die mit einem zwischenliegenden Grad divergiert (d.h. um etwa U 1/2°).

Die DruckflüGsigkeitsströinung durch jeden der Kanäle im Kamm 13 ist in Fig. 7 schematisch dargestellt. Im besonderen fließt die Druckflüssigkeit, die gezwungen wird, außerhalb des Kernabschnitts 18 zu fließen, radial in die

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Kammschlitze zwischen den Zähnen 51 und dann axial nach vorne durch die verschiedenen Düsen, die durch die Kanäle 53, 55 und 57 sowie durch die Dichtung 17 begrenzt werden. Beim Austritt aus der Düse haftet die Strömung an der Außenwand ihres Kanals, Im besonderen wird_s da an der offenen Seite des Kanals Umgebungsluft vorhanden ist, durch den austretenden Strom Luft mitgeführt, die zwischen ihm und der äußeren Kanalwand eingeschlossen ist, wodurch der Druck in der Nähe der äußeren Kanalwand herabgesetzt wird. Der Strom wird auf diese Weise zur äußeren V/and angezogen und daher entsprechend dem Winkel gerichtet, der durch diese Wand beim Austritt aus der Brausekopffläche gebildet wird. Hieraus läßt sich erkennen, daß jeder der im Kamm 13 ausgebildeten Kanäle an seiner Außenwand individuell abgewinkelt sein kann, um im wesen-tlichen jede Gesamt-Sprühüberdeckungswirkung aus dem Brausekopf zu erhalten. Bei dem besonderen dargestellten und beschriebenen Brausekopf sind 6 0 einzelne Kanäle vorgesehen, von denen 15 wie der Kanal 5 3 mit einer verhältnismäßig flachen Divergenz sind, 15 wie der Kanal 5 5 mit einer-verhältnismäßig großen Divergenz sind und 30 wie der Kanal 5 7 mit einer mittleren Divergenz sind. Das resultierende Versprühungsmuster aus dieser Art Brausekopf ist aus drei gesonderten konzentrischen Mustern von im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt zusammengesetzt. Es können natürlich mehr als drei verschiedene Divergenzwinkel verwendet werden und die einzelnen Komponenten des Cesamt-Versprühungsmusters brauchen nicht drcii konzentrische Kreise bilden, sondern können ein regelloses Muster oder irgend eine Zahl konzentrischer Muster bilden.

Wichtig ist, daß die Dichtung 17 hinter dem vorderen Ende judos Kanals endet, so daß dann der Strom an nur drei Seiten durch die drei Kanalwnnde begrenzt wird. Luft -

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kann dann leicht und nicht absaugbar an der offenen Seite des Kanals mitgeführt werden, um den Umgebungsdruck an der offenen Seite des Stroms aufrechtzuerhalten, wodurch gewährleistet wird, daß der niedrigere Druck zwischen den Strom und der abgewinkelten Außenv/and des Kanals zur Folge hat j daß- der Strom zur Außenwand abgelenkt wird und an dieser haftet. Diese Ablenkung bzw. Umlenkung wird erzielt, ohne daß die Querschnittsform bzw. die Geschwindigkeit des Stroms wesentlich verändert wird.

Die einzelnen Wasserstrahlen werden aus dem Brausekopf vorzugsweise so zum Austreten gebracht, daß eine gleichmäßige Überdeckung der Zielfläche erhalten wird. Der dargestellte Brausekopf., bei welchem ein Strahlerisatz zur Längsachse des Brausekopfes im wesentlichen parallel ist, ein Strahlensatz mit etwa 4 1/2 geneigt ist und ein weiterer Satz um etwa 9 geneigt ist, hat sich zur Erzeugung eines Versprühungsmusters als geeignet erwiesen, das eine "sehr angenehme und wünschenswerte Überdeckung über einen weiten Bereich von Abständen von der Brausekopffläche ergibt.

Alle Düsen sind an der Stufe Ib im Kciinm 13 in der Tiefe im wesentlichen Identisch, jedoch erweitert sich,-wie vorangehend beschrieben, die Außenwand jedes Kanals in der Unterstromrichtung nach außen, um die resultierende Strahlablenkung mit den gewünschten Winkeln zu erhalten. Bei der bevorzugten Ausführungsform verändern sich die Düsen- bzw. Kanalbreiten, um im wesentlichen gleiche Düsen-Querschnitts flächen für alle Düsen zu erhalten, wobei eine Düse als derjenige Bereich definiert ist, an welchem die Dichtung 17 einen Verschluß für die vierte Seite des Kanals bildet. Dar Zweck identischer Querschnitts flächen im Dusenbereich ist dnr> Iirzickn im wesentlicher, gleicher Ströme» für jeden einzelnen Strahl

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wodurch eine gleichmäßige Sprühüberdeckung sichergestellt wird. Im besonderen fließt Wasser durch jede Düse, wobei es deren Querschnittsfläche ausfüllt₉ bis das Wasser den abgewineIten Abschnitt der Außenwand und das vordere Ende der Dichtung 17 erreicht. Je nach dem Winkel der Außenwand versucht die Strömung dieser zu folgen und der resultierende Strahl wird mit einem Winkel zur Strömungsrichtung durch den Düsenhäls gerichtet. Wenn der Düsenhals im gleichen Maße abgewinkelt wäre wie die Außenwand des Kanals, würde die Querschnittsfläche der Düse in der. unterstromseitigen Richtung zunehmen, wodurch die Geschwindigkeit des Strahls verringert werden würde. Das Ergebnis würde eine ungleichmäßige Versprühung sein. Gegebenenfalls ist es möglich, gleiche Querschnittsflächen für alle Düsen mit dem Ziel zu verwenden, gleiche Wirkungen zu erzielen, Dies würde jedoch entsprechende Düsenbreitenveränderungen über die Länge der Düsen erfordern, wodurch die Herstellung komplizierter und deren Kosten höher würden. Daher ist es für eine optimale gleichmäßige Sprühüberdeckung wünschenswert«, daß sich die verschiedenen Düsenbreiten verändern, um einen gleichen Düsenquerschnitt für alle Düsen im Bereich zwischen der Stufe 15 und dem vorderen Ende der Dichtung 17 zu erhalten, wo eine Strömungsabiäsung von der äußeren Kanalwand erstmalig auftritt. Hierbei ist hervorzuheben₉ daß gleiche Querschnittsflächen für die Düsen nur erforderlich sind, wenn gleiche Ströme nnd eine gleichmäßige Versprühungsüberdeckung gewünscht wird, so daß es sich nicht um ein. erfindungs gemäßes Erfordernis handelt« Das entscheidende Merkmal der Erfindung ist die Ausnutzung des Coanda-Effekts bzw. der Grenzschichthaftung, um die einzelnen Strahlen mit einem Gesarntversprühungsmuster zu richten. Dies wird ohne Verringerung in der Strömungsgeschwindigkeit erreicht und ergibt in der Tat eine geringfügige Erhöhung in der Strömungsgeschwindigkeit infolge des Coanda-Ef fekts „

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Die Vorteile des beschriebenen Brausekopfes umfassen die Möglichkeit der Verwendung einer einzigen kreisförmigen 'Anordnung von Düsen, die leicht und billig hergestellt werden kann, um einen relativ weiten Bereich der Versprühungsüberdeckung zu erhalten. Außerdem werden die inneren Düsenwände alle durch das gleiche Element gebildet, nämlich durch die Dichtung 17. Diese Dichtung dient ferner dazu, ein Lecken von Wasser .und einen Austritt an einer anderen Stelle als durch die Düsen während des Versprühbetriebs des Brausekopfes zu verhindern.

u Hiebei ist zu erwähnen, daß die vorangehend beschriebene Versprühungsdüsengestaltung in gleicher Weise auf eine Anordnung anwendbar ist, die umgekehrt ist, derart, daß die Düsen (Kamm und Kanäle) im Kernabschnitt ausgebildet sind und radial nach außen münden. Bei einer solchen Anordnung würde die Dichtung über und um diese Kanäle herum statt innerhalb der Kanäle sitzen.

P'ig. 8 ist schematisch eine abgeänderte Düse nach dem vorgenannten Prinzip dargestellt. Das Hauptmerkmal der Düse nach Fig. 8 besteht darin, daß der aus der Düse austretende Strahl an einer von zwei Kanalwänden haften kann und daher aus einem Brausekopf in einer von zwei Rieh- v tungen austreten kann. Der Düsenhals 61 mündet in einem Kanal, in welchem eine Außenwand 62 in der unterstromseitigen Richtung von der Längsmittelachse des Brausekopfes 60 aus divergiert. Die Innenseite des Kanals ist nicht mehr' unmittelbar zum umgebenden Unter^trom des Düsenhalses offen, sondern vielmehr mit einer Seitenwand 64 versehen, die vorzugsweise einen Teil einer Dichtung 6 3 oder des Kerns 19 von Fig. 1 bilden kann. Durch die Außenwand 6 2 am unterstromseitigen Ende der Düse 61 ist" ein Regelkanal 65 ausgebildet, Dieser Regelkanal 65 steht unmittelbar mit einem mittigen glüssigkeits-· kanal 6 6 in Verbindung, der unmittelbar mit den Regel-

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kanälen aller Düsen im Brausekopf 60 verbunden isto Das vordere Ende des Flüssigkeitskanals 6 6 endet an der Fläche des Brausekopfes, an welcher Stelle ein von Hand betätigbarer Schieber 64 angeordnet ist, um das wahlweise Öffnen und Schließen des Kanals 66 zur Umgebungsluft zu ermöglichen. /

Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Innenwand 64 so angeordnet, daß der Strom aus der Düse 61 normalerweise an dieser ein FEhlen eines Steuerungseinflusses haftet. Dies ist jedoch lediglich eine Angelegenheit der Wahl, da die Wand 62 so angeordnet v/erden kann, daß der Strom zu ihr gelenkt wird.

Wenn der Schieber 6 7 geschlossen wird, wodurch die Zufuhr von Umgebungs.luft-zum Flüssigkeitskanal 66 und zum Regelkanal 65 abgeschaltet wird,, füllt der aus der Düse austretende Flüssigkeitsstrahl den Kanal und haftet an teLden Wänden 62, 64. Im besonderen hat der Strahl, da durch den Regelkanal 65 keine Umgebungsluft zugeführt wird, das Bestreben, an beiden Wänden 62, 64 zu haften, so daß er den Kanal füllt. Wenn nun der Schieber 67 offen ist, so daß eine im wesentliche unbegrenzte Umgebungs-'lufteinströmung zum Regelkanal 65 stattfinden kann, erhöht sich der Druck zwischen dem Strahl und der Außenwand 62 wesentlich. Die Außenkante des Strahls wird zur Innenwand 64 gepreßt und ein zusammenhängender Strom tritt längs der Wand 64 und durch den Brausekopf aus.

Die Gestaltung nach Fig. 8 kann in einem Brausekopf verwendet werden, um das Brauseversprühungsmuster von einem schmalen Kegel zu einem breiten Kegel zu verändern oder einfach um von einer Sprühstrahlgestaltung zu einer anderen ujiizus ehalten .· Außerdem können Düsen in Verbindung mit einem Fluidik-Ouzillator des Kernabsehnitts 19 in

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Fig. i verwendet werden, damit die Massagebetriebsart gewählt werden kann.

Innerhalb des Rahmens der Erfindung sind verschiedene Abänderungen von Fig. 8 möglich. Beispielsweise braucht die in Fig. 8 (und in den nachfolgend beschriebenen Figuren 9 und 10) dargestellte Düse nicht eine schmale Düse von den in Fig. 3 dargestellten Arten sein,, sondern es können die Düsen bogenförmig sein der Art , daß sich jede Düse über einen Kreisbogen von wesentlicher Länge an der Fläche des Br.ausekopfes erstreckt. Andererseits kann eine einsi-P ge Ringdüse mit dem in Fig. 8 dargestellten Querschnitt verwendet werden, um einen einzigen Sprühkegel zu erhalten, der v/ahlweise je nach der Stellung des Schiebers 67 erweitert oder verengt werden kann. In dieser Beziehung kann die Zeichnung von Fig. 8 lediglich einen Querschnitt einer solchen ringförmigen oder bogenförmigen Düse darstellen. Der aus einer solchen Düse erhaltene Sprühstrahl kann für dekorative Fontänen und dergleichen verwendet und braucht nicht auf Brauseköpfe beschränkt zu werden.

Ferner ist zu erwähnen, daß sowohl die Innenwand als auch die Außenwand des Kanals je eine Steueröffnung aufweisen t kann. In solchen Fällen ergibt das Schließen beider Steuer-Öffnungen eine volle Strömung im Kanal, während durch das Öffnen einer Steueröffnung der Strom von dieser öffnung weggeleitet wird. Das Ergebnis ist eine Vorrichtung mit einer Dreifach-Betriebsinöglichkeit, nämlich für einen Betrieb mit vollem Kanal und zwei Betriebsarten mit teilweise vollem Kanal.

Ferner ist die Steuerung der Strömung nicht unbedingt auf den Verschluß oder die Drosselung eines Steuerkancilrs beschrankt, sondern kann auch noch durch. V/asser oJer eine andere Flüssigkeit erhielt werden, die in die Steuerdüse eingeleitet wird oder diese drosselt. In einem solchen

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Fall wird Wasser in die Steuerdüse gesaugt und stellt eine sehr hohe Impedanz für die Flüssigkeit dar_s wodurch eine Wirkung erhalten wird_s die dem Verschluß des Kanals gegen die Umgebungsluft sehr ähnlich ist* Der Vorteil einer solchen Äusführungsform ist die Vermeidung eines sich bewegenden Teils wie des Schiebers 67. Von besonderer Wichtigkeit ist in diesem Zusammenhang, daß eine solche Ausführungsform zur Rückkopplung eines Teils des ausgetretenen Strahls verwendet werden kann,um einen schwingenden Strahl zu erhalten, der abwechselnd zwischen zwei Stellungen umgelenkt werden kann, ohne daß dies durch die Bedienungsperson veranlaßt werden muß« Düsen dieser Art sind in Fig. 9 und 10 schematisch dargestellt.

In Fig. 9 ist eine Düse in einem Brausekopf gezeigt, die einen Düsenhals 71 aufweist, welcher in einen Kanal mündet, der zum Teil durch die Innenwand 74 und durch die Außenwand 72 begrenzt wird, Ein Steuerkanal 75, der dem Steuerkanal 6 5 in Fig. 8 ähnlich ist₉ steht mit einer Fluidleitung 76 in Verbindung, die an der Fläche des Brausekopfes endet. Bei der Ausführungsform nach Fig, 9 ist kein Schieber ähnlich dem Schieber 67 für den Verschluß de? Fluidkanals 76 vorgesehen. Ein weiterer Steuerkanal 7 8 ist am oberstromseitigen Ende der Außenwand 72 vorgesehen und mit einem Fluid-Rückkopplungskanal 77 verbunden, der in der Nähe des unterstromseitigen Endes der Seitenwand 74 endet«, Der Rückkopplungskanal 74 ist ferner mit einer Öffnung 79 in der Stirnfläche des Brausekopfes verbunden, so daß Umgebungsluft in den Rückkopplungskanal 77 eintreten kann, wenn der letztere nicht blockiert ist. Die Öffnung 79 kann weggelassen werden, wenn ausreichend Umgebungsluft ein strömung in den Rückkopplungskanal 77 aus der Öffnung in der Viand 74 eintreten kann, wenn der Strom an der Wand 72 haftet.

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In Betrieb strömt anfänglich der aus dem Düsenhals 71 ausgetretene Strahl längs der Innenwand 74 und ein Teil des Strahls strömt in den Rückkopplungskanal77. Die Flüssigkeit im Rückkopplungskanal 77 bewirkt einen Verschluß des Kanals, wodurch Umgebungsluft daran gehindert wird, durch diesen zu strömen und ein verhältnismäßig niedriger Druck im Steuerkanal 7 8 erzeugt wird. Der niedrige Druck am Steuerkanal 78 zusammen mit dem Umgebungsdruck am Steuerkanal 75 hat zur Folge, daß der¹ Strahl zur Außenwand 72 umgelenkt wird und zumindest teilweise an dieser haftet. Der Strahl liefert keine Flüssigkeit mehr zum Rückkopplungskanal 77. Die restliche Flüssigkeit im Kanal wird durch den Leistungsstrom angesaugt, der rasch am Steuerkanal 78 vorbeifließt. Beim Absaugen von Flüssigkeit aus der Rüekkopplungsleitung tritt Umgebungsluft in den Rückkopplungskanal ein und verstärkt den Druck im Steuerkanal 78, Der Strom schaltet dann auf seine nicht abgelenkte Stellung längs der Innenwand 7^lf zurück, um einen weiteren selbsttäitigen Schwingungszyklus ^n beginnen.

Die Gesamtwirkung eines Brausekopfes mit einer Anzahl Oszillator-Elementen von der in Fig. 9 dargestellten Art ist ein Sprühstrahl, der sichperiodisch erweitert und schließt und eine angenehme prickelnde Wirkung auf den W Körper des badenden hat.

Fig. 10 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Oszillators, der als Düse in einem Brausekopf besonders vorteilhaft ist. Im besonderen ist das in Fig. 10 dargestellte Element ein vertrautes fluidisches Überkreuzungselement, das als Kippgenerator arbeitet_} bei welchem Druckflüssigflüssigkeit, die aus einem Hals 81 geführt wird, in eine Umkehrkammer 8 5 mit Seitenwänden 86 und 8 7 austritt. Die Wirkungsweise des Urckehrkammerelements ist an sich bekannt und in den USA-Patent 3 56 3 462 beschrieben. Druckflüssigkeit, die anfänglich aus dem Hals 82 austritt,

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beaufschlagt das unterstromseitige Ende der Seitenwand 87 und strömt durch das unterstromseitige Ende der Umkehrkammer 8 5 in der durch den vollen Pfeil in Fig, IO dargestellten Weise nach außen. Der ausströmende Flüssigkeitsstrom dichtet die Umkehrkammer gegen die Umgebungsluft bei der Überkreuzung der Kammeraustrittsöffnung ab. Ein Teil der Ausströmung wird von dem Rückkopplungskanal 84 aufgenommen und blockiert die Strömung von Umgebungsluft durch diesen Kanal zum Steuerkanal 82 (der durch das oberstromseitige Ende der Innenwand 8 6 verläuft) um den Druck an dieser Stelle wesentlich herabzusetzen. Dies zusammen mit der Umgebungslufteinströmung aus dem entlüfteten Steuerkanal 8 3 am oberstromseitigen Ende der Außenwand 87 hat zur Folge, daß der Strom zur Innenwand 8 6 umgelenkt wird. Der Strahl tritt daher aus der Umkehrkammer 8 5 mit einem Winkel aus, der durch die Kontur der Innenwand 86 bestimmt wird. Der Rückkopplungskanal 84 ist nun zur Umgebung geöffnet und etwaige restliche Flüssigkeit im Rückkopplungskanal 84 wird durch den Strahl angesaugt, der rasch an dem Steuerkanal 8 2 voi^beiströmt. Umgebungsluft im Rückkopplungskanal 84 und im Steuerkanal 82 erhöht den Druck in der Nähe des ober>stromseitigen Endes der' Innenwand 86, so daß der Strahl in seine nicht abgelenkte Stellung in der Nähe der Seitenwand 87 zurückgeschaltet wird und das unterstromseitige Ende dieser Wand beaufschlagt. Dieser Zyklus wiederholt sich, so daß ein schwingender Austrittssprühstrahl von der gleichen allgemeinen Art erhalten wird, wie ihn das Element nach Fig. 9 erzeugt.

Die vorangehend in ihren verschiedenerie Ausführungsformen beschriebene fluidische Duschbrause kann in einfacher Weise hergestellt werden und erfordert eine geringstmögliche Zahl von Bauelementen. Der Brausekopf selbst ist außerordentlich vielseitig insofern, als er so gebaut werden kann, daß nur ein konstanter Sprühstrahl erhalten wird

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oder kann mit einer mehrfachen Betriebsmöglichkext gebaut werden, so daß ein schwingender Sprühstrahl , ein von Hand umgelenkter Sprühstrahl und ein abwechseInder Massagestrahl zur wahlweisen Benutzung durch den Badenden wie in dem vorgenannten Patent beschrieben erhalten werden kann.

Die in Fig. 8, 9 und 10 dargestellten Sprühstrahlelemente können Querschnitte von gesonderten Innenkanälen, von bogenförmigen Kanälen oder von ringförmigen Kanälen sein, die sich um den Umfang des ganzen Brausekopfkerns herum erstrecken. Wenn ringförmige Elemente verwendet werden, kann ein kammähnliches Element 90 (Fig. 11) mit einer Vielzahl von Zähnen 91 vor dem Brausekopf angeordnet werden, um den ringförmigen Sprühstrahl in eine Vielzahl einzelner Sprühstrahlelemente aufzuteilen.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die beschriebeneen und dargestellten Einzelheiten beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens verschiedene Abänderungen erfahren.

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Claims (1)

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   230771 . 12, August 1971

   Paten tansprü ehe

   Fluidische Brauseeinrichtung von der Art mit einem Körper mit einer Längsachse und einer Vielzahl von Flüssigkeitstrahl-Austrittöffnungen in seiner Stirnfläche, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Düsen, je eine für jede Öffnung, und eine Vielzahl von Kanälen, einer für jede Öffnung, wobei jede Düse zur Aufnahme von Druckflüssigkeit und für den Austritt eines Strahls in einen jeweiligen Kanal angeordnet ist, jeder Kanal an einer der erwähnten Öffnungen mündet und mindestens eine Kanalwand aufweist, die mit Bezug auf die erwähnte Längsachse abgewinkelt ist, um zu ermöglichen, daß ein Strahl, der in diesem Kanal strömt, an dieser einen Kanalwand haftet, so daß jeder Strahl aus der Brauseeinrichtung in einer Richtung austritt, die durch den Winkel seiner einen Kanalwand bestimmt wird.

   2, Brauseeinrichtung'nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten Kanäle in einer einzigen kreisförmigen -Bahn um die erwähnte Längsachse herum angeordnet sind, wobei die erwähnte eine Kanalwand in abwechselnden Kanälen längs uer erwähnten Bahn verschiedene Divergenzwinkel haben.

   3...Brauseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-

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   net, daß die erwähnten Kanäle in Gruppen angeordnet sind, wobei der Divergenzwinkel der erwähnten einen ι Kanalwand der gleiche für alle Kanäle in der gleichen Gruppe ist, jedoch verschieden für Kanäle in verschiedenen Gruppen.

   4. Brauseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der erwähnten Kanäle eine zweite Kanalwand aufweist, welche der ersten Kanalwand gegenüberliegt, an der der erwähnte Strahl haften kann, welche gegenüberliegende Kanalwand sich mit einem Winkel zu der erwähnten Längsachse erstreckt, der von dem Winkel zwischen der erwähnten einen Kanalwand und der Längsachse abweicht, welche Brauseeinrichtung zusätzlich Steuermittel aufweist, durch welche die erwähnten Strahlen wahlweise in jedem Kanal sowohl an der einen als auch an der zweiten Kanalwand haftend gemacht werden kann.

   5. Brauseeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten Steuermittel durch Organe für den regelbaren Zutritt von Umgebungsluft in den erwähnten Kanal in der Nähe einer der erwähnten gegenüberliegenden Kanalwände gebildet werden.

   6. Brauseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der erwähnten Kanäle eine zweite Kanalwand gegenüberliegend der ersten Kanalwand aufweist, an welcher der Strahl haften kann, welche Brauseeinrichtung zusätzlich Steuerorgane aufweist, die dazu dienen, den Strahl in jedem der erwähnten Kanäle zwischen der erwähnten einen und der erwähnten zweiten Kanalwand selbsttätig in Schwingungen zu versetzen,

   7. Brauseeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn z.eich-

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   net, daß die Steuerorgane durch Mittel für den regelbaren Zutritt von Umgebungsluft in den erwähnten Kanal in der Nähe einer der gegenüberliegenden Kanalwände gebildet werden.

   8. Brauseeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerorgane Mittel für den Zutritt von Umgebungsluft in den erwähnten Kanal in der Nähe beider der erwähnten gegenüberliegenden Kanalwände aufweist.

   9. Brausekopf, gekennzeichnet durch einen Körper mit einer Längsachse, eine Vielzahl von Flüssigkeitstrahl-Austrittöffnungen, die in dem erwähnten Körper ausgebildet sind, von denen jede durch eine Düse gebildet wird, die zur Aufnahme von Druckflüssigkeit und für den Austritt eines Strahls dient, und einen Kanal, der zur Aufnahme des erwähnten Strahls aus der Düse und zum Richten desselben aus dem Körper nach außen dient, welcher Kanal an drei Seiten geschlossen und zur Außenluft auf einer vierten Seite offen ist,, wobei die eine geschlossene Seite des Kanals von der erwähnten Längsachse aus in der unterstromseitigen Richtung winkelig divergiert, wobei die Divergenzwinkel der erwähnten einen geschlossenen Seite ausreichend klein sind, damit der Strahl an dieser haf-

   • ten kann.

   10. Brausekopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten öffnungen in einer einzigen kreisförmigen Bahn an der Stirnfläche des Brausekopfes angeordnet sind, welche kreisförmige Bahn um die erwähnte Längsachse,herum zentriert ist, wobei abwechselnde KanäLe in der erwähnten Bahn eine Seite aufweisen, die von der Längsachse mit verschiedenen Win-. kein divergiert.

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   11. Brausekopf nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch

   ein mittiges Kernelement mit einem Fluidik-Oszillator, der auf die Zufuhr von Druckflüssigkeit anspricht, um wechselweise Flüssigkeitspfropfen aus einem Öffnungspaar austreten zu lassen, welches innerhalb der kreisförmigen Bahn angeordnet ist, und keine Einrichtung zur wahlweisen Zufuhr von Druckflüssigkeit zu' jeder der erwähnten Düsen oder zu dem Fluidik-Oszillator..

   ψ 12. Brausekopf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Kanäle von verschiedener Divergenz von der Längsachse mit regelmäßigen Intervallen längs der erwähnten kreisförmigen Bahn angeordnet sind, um eine Vielzahl konzentrischer Sprühmuster zu dem Austritt aus dem Brausekopf zu erhalten.

   13. Brausekopf nach Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle in Gruppen angeordnet sind, wobei der Divergenzwinkel der erwähnten einen geschlossenen Seite der gleiche für alle Kanäle in der gleichen Gruppe, jedoch verschieden für Kanäle von verschie-. denen Gruppen ist.

   ' 14. Brausekopf, gekennzeichnet durch eine Längsachse, eine Stirnplatte, die mit einer Vielzahl von Öffnungen versehen ist, welche in einer einzigen kre^sfrömigen Bahn angeordnet sind, die um die Längsachse herum zentriert ist, eine Vielzahl von Fluid-Kanälen je einer für jede Öffnung in der Stirnplatte, wobei jeder Kanal dazu dient, einen Fluidstrom durch eine Öffnung in der Stirnplatte zu leiten, und wo-. bei sich einige der Fluidkanäle mit verschiedenen Winkeln zu der erwähnten Längsachse als andere er- ·

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   strecken, so daß die aus den erwähnten Öffnungen austretenden Ströme ein Verspruhungsmuster bilden ₉ dessen Gestaltung durch die Winkel bestimmt wird, mit denen sich die Fluidkanäle erstrecken.

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