DE2401127C3 - Fluidischer Oszillator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen fluidischen Oszillator gemäß dem Oberbegriff des Anspruches I.

In der älteren, nicht vorveröffentlichten DE-OS 2140 526 ist ein Oszillator angegeben, bei dem der Ausgangsstrah! zwischen zwei Strömungszuständen oszilliert In dem einen Strömungszustand besitzt der Ausgangsstrahl eine relativ hohe Geschwindigkeit und strömt dabei entlang einer Wand des Austrittsbereiches des Oszillators. In dem anderen Strömungszustand ist der Ausgangsstrahl verbreitert und füllt den Austrittsbereich voll aus. Hierbei besitzt der verbreiterte Ausgangsstrahl eine geringere Strömungsgeschwindigkeit. Diese ständig wechselnde Strömungsgeschwindigkeit, verbunden mit der wechselnden Strahlausbildung des Ausgangsstrahles, bewirkt einen angenehmen Duscheffekt und ist zur Reinigung von Oberflächen besonders vorteilhaft

Der Oszillator nach der älteren Anmeldung ist jedoch schwierig herzustellen, da zum einen ein Rückkopplungskanal vorgesehen sein muß, der überkreuz zu einer SteuerkaneJöffnung zur einen Seite der Wechselwirkungskammer geführt ist, und zum anderen die gegenüberliegende andere Seite der Wechselwirkungskammer an eine Entlüftung angeschlossen sein muß.

In der DE-OS 21 40 526 ist zwar auch schon ein Oszillator vorgeschlagen worden, der einen die Wechselwirkungskammer kreuzenden Rückführungskanal vermeidet Hierzu wird eine Wechselwirkungskammer mit beidseitig gekrümmten Seitenwänden verwendet, entlang denen der Strahl überkreuz in verschiedenen Richtungen aus dem Oszillator austritt Bei diesem Oszillator wird jedoch ein oszillierender Strahl abgegeben, der keine unterschiedlichen Geschwindigkeiten aufweist, sondern über einen konisch sich erweiternden Bereich hin- und herschwingt

Ein solcher Oszillator, dessen eine Wechselwirkungskammer beidseitig gekrümmte Seitenwände aufweist, die den Strahl überkreuz in verschiedenen Richtungen aus dem Oszillator austreten lassen, ist bereits durch die DE-OS 2017 600 bekanntgeworden, der daher im Oberbegriff des Anspruches 1 der Erfindung berücksichtigt ist

Abgesehen davon, daß auch bei diesem bekannten Oszillator, ebenso wie bei dem entsprechenden Oszillator der vorstehend erwähnten älteren Anmeldung, kein oszillierender Strahl abgegeben wird, der unterschiedliche Geschwindigkeiten aufweist, besteht bei dem bekannten Oszillator keine einfache Möglichkeit, seine Frequenz auf einfache Weise zu ändern.

Es ist klar, daß die Frequenz des bekannten Oszillators abhängig ist von der Ausbildung seiner Rückkopplungskanäle. So ließe sich die Frequenz des Oszillators durch die Wahl der Querschnitte der Rückkopplungskanäle ändern. Solche für beide Rückkopplungskanäle genau gleichen Querschnittsänderungen zur Einstellung der Frequenz des Oszillators lassen sich jedoch mit einer einfachen Steuervorrichtung nicht bewerkstelligen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Oszillator der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art anzugeben, dessen Strahl zwischen zwei Strömungszuständen oszilliert, die unterschiedliche Geschwindigkeiten aufweisen, ohne daß ein Rückkopplungskanal vom Austfittsbereieh des Oszillators zur einen Seite der Wechselwirkungskammer überkreuz zu einer Steuerkanalöffnung in der gegenüberliegenden anderen Seite der Wechselwirkungskammer an ihrem stromaufwärts gelegenen Ende zurückgeführt sein muß, und daß der Oszillator mit einer einfachen Steuervorrichtung ausrüstbat ist, mit der die Frequenz des Oszillators von Hund leicht eingestellt werden kann.

Die Aufgabe wird mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.

Bei dem erfindungsgemäßen Oszillator kann die Strömungsgeschwindigkeit in dem einen Strömungszustand um den Faktor vier und mehr größer sein als in dem anderen Strömungszustand. Diese Geschwindigkeitserhöhung innerhalb jedes Schwingungszyklus ist besonders vorteilhaft bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Oszillators in Duschköpfen bzw. Brausen und als Vorsätze für Spülhähne. Darüber hinaus läßt sich der erfindungsgemäße Oszillator vorteilhafterweise auch für Zierspringbrunnen mit sich zyklisch änderndem Strahlaufwurf verwenden.

Der erfindungsgemäße Oszillator arbeitet besonders vorteilhaft mit Wasser in einer Luftumgebung. Der Oszillator kann jedoch auch unter Wasser arbeiten, sofern Luftzuführungen vorhanden sind, denen zufolge der Oszillator den Strömungszustand hei nur teilweise mit Wasser gefüllter Wechselwirkungixammer einnehmen kann. Beispielsweise können ein oJer mehrere Leitungen mit den Öffnungen in F i g. 9 in Verbindung stehen, über die Luft von oberhalb der Wasseroberfläche oder von einem Vorratsluftbehälter in die Wechsehvirkungskammer gelangen kann. Durch Steuerung der Luftzufuhr kann die Arbeitsweise des Oszillators bestimmt werden. Ein solcher Oszillator unter Wasser ist in verschiedener Hinsicht von praktischer Bedeutung. So kann Wasser durch den pulsierenden Oszillator in Bewegung gehalten werden. Hierdurch lassen sich Gegenstände im Wasser reinigen, und dem Wasser zugegebene Stoffe können durchmischt oder aufgelöst werden. Außerdem werden während des Strömungszustandes bei teilweise mit Wasser und teilweise mit Luft gefüllter Wechselwirkungskammer Luftblasen in das Wasser abgegeben. Diese Luftblasen belüften nicht nur das Wasser bzw. die Flüssigkeit, in der der erfindungsgemäße Oszillator arbeitet, sondern bewirken einen Flotationseffekt, bei dem die aufschwimmenden Luftblasen an ihnen zur Haftung gelangende Stoffe, z. B. Schmutzteilchen, an die Oberfläche tragen, wo sie abgeschöpft, abgesaugt oder in anderer Weise ausgetragen werden können. Ein weiterer, mit einem erfindungsgemäßen Oszillator unter Wasser erzielter Effekt ist die Erzeugung von Wellen in Bädern mit künstlich erzeugtem Wellengang oder Wirbeln. Derartige Wasserbewegungen lassen sich mit einem oder mehreren erfindungsgemäßen Oszillatoren auf überraschend einfache Weise erzeugen.

Darüber hinaus kann der erfindungsgemäße Oszillator auch für andere Anwendungen als die vorstehend beschriebenen von Votteil sein. Hierzu gehören Ra-eniprsnger, Wasserstoßvorrichtungen, Klassieroder Sortiervorrichtungen in flüssigen Trüben usw.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Oszillators besteht weiterhin auch darin, daß zwischen einem stabilen Strömungszustand, in dem ein luftblasenfreier Flüssigkeitsstrahl von relativ geringer Strömungsgeschwindigkeit abgegeben wird und dem oszillierenden Stfömungszustand gewählt werden kann. Ein derartiger luftblasenfreier Flüssigkeitsstrahl ist z. B. zum Abfüllen von Trinkwasser besonders vorteilhaft, das keinerlei Trübung durch eingeblasene Luftblasen aufweist. Die leichte Umschaltbark°it in den oszillierenden Zustand ermöglicht die vorteilhafte Verwendung des pulsierenden Strahles, z. B. zum Abwaschen von Geschirr u. del.

in Küchen.

Der eri'indungsgemäße Oszillator ist besonders einfach in seiner Herstellung. So läßt er sich vorteilhafterweise aus fünf vorgeformten Spritzgußteilen aufbauen, die zum Zusammenschnappen gebracht oder zusammengeschraubt werden können. Auf diese Weise ist der erfindungsgemäße Oszillator z. B. als Duschkopf oder Spülhahnvorsatz für eine Massenfertigung besonders geeignet.

Die Erfindung wird anhand von Ausfühningsbeispie· ten näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

F i g. I einen Achsschnitt nach den Linien l-l in F i g. 2 durch einer solchen Duschkopf, der einen Fluidoszillalor einschließt,

Fig. 2 eine anschlußseitige Ansicht auf den Duschkopf nach Fig. 1,

F i g. 3 eine Rückansicht auf eine in dem Fluidoszillator nach F i g. I verwendete Ventilschraube,

Fig.4 eine schematische Darstellung des Duschkopfes nach Fig. I, in der die zwischen zwei Zuständen wechselnde Strömung in ihrem einen Zustand dargestellt ist,

Fig. 5 eine schematische Darstellung des Duschkopfes nach F i g. 1 in der der andere Zustand der Strömung dargestellt ist.

Fig.6 eine Seitenansicht des Duschkopfes nach F i g. I in Verbindung mit einem Leitungsanschluß im Schnitt.

Fig. 7 einen Achsschnitt durch ein Spuüuiinvorsatzgerät, das einen Fluidoszillator einschließt, in seiner einen Stellung für einen ersten Strömungszustand.

Fig. 8 einen Achsschnitt entsprechend Fig. 7 durch das Vorsatzgerät in seiner anderen Stellung für einen zweiten Strömungszustand,

Fig.9 einen Achsschnitt durch ein abgewandeltes Vorsatzgerät, das einen Fluidoszillator einschließt,

Fig. 10 eine Seitenansicht eines Fluidoszillators in einem geschnittenen Vorsatzgerät,

F i g. 11 einen Achsschnitt durch einen Springbrunnen für besondere Wasserkünste, der einen Fluidoszillator einschließt,

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht eines Aufsatzteiles in Fi g. 11,

Fig. 13 eine schematisebe Darstellung eines Springbrunnens auf einer Wasseroberfläche,

Fig. 14 eine schematische Darstellung des einen der zwei wechselnden Strömungszustände des Springbrunnens nach Fig. 11 und

Fig. 15 eine schematische Darstellung des anderen Strömungszustandes des Springbrunnens nach Fig. 11.

Ein in den Fig. 1,2 und 3 dargestellter Duschkopf ist achssymmetrisch zu der Linie A-A' ausgebildet und besteht im wesentlichen aus fünf Teilen, und zwar einem Gehäuse 11. einem Strahleinleitteil 12, einem Düsenkörper 13. einem Mantelrohr 14 und einem Nadelventil 15. Die Teile bestehen vorzugsweise aus einem harten, wasserbeständigen Kunststoff, können aber auch aus nichtrostenden Metallen bestehen.

Das Gehäuse 11 bildet eine Reihe von Zylinderabschnitten von unterschiedlichen Durchmessern vor allem zur Halterung des Mantelrohres 14. Drei Abschnitte des äußeren Gehäuses sind beachtlich: Der Gewindeabschnitt 17 am Anschlußende des Duschkopfes, ein radial sich nach außen erstreckender Flansch am Austrittsende des Duschkopfes und ein schmaler konisch ansieigender Vorsprung 2i zwischen dem Anschluß- und dem Austrittsende etwa auf dem ersten Drittel zwischen dem stromauf- und dem stromabseitigen Ende. Der Vorsprung 21 bildet eine ringförmige Schulter, an der sich das eine Ende des Mantelrohres 14 abstützt. Das andere Ende des Mantelrohres greift mit einem Absatz an die dem Anschlußende zugekehrte Seite des Flansches 19.

Das Innere des Gehäuses 11 ist hohl ausgebildet und umfaßt drei besondere Abschnitte: Ein erster zylindrischer Abschnitt 23 erstreckt sich axial vom Anschlußende aus über eine kleine Entfernung bis zu einer radial

in einwärts verlaufenden Schulter 25, von der ein zweiter zylindrischer Abschnitt 27 von einem etwas geringeren Durchmesser als der Abschnitt 23 ausgehl und sich axial über einen größeren Teil des Gehäuses bis zu einer Ringkante 28 einer radial nach außen verlaufenden Schulter 29 erstreckt. Der Rest des Gehäuseinneren besteht aus einem kegelstumpfförmigen Abschnitt 31. der von der Schulter 29 zum Austrittsende sich erweitert.

Die Außenfläche des Mante!r'<htcs 14 besitzt eine im

.Ό wesentlichen konische Gestalt, die sich zum Anschlußende hin verjüngt. Diese Außenfläche kann vorieilhafterweis'-teriffelt ausgebildet sein. Das Mantelrohr 14 weist zur Halterung am Gehäuse 11 anschlußseitig eine radiale Schulter 35 auf, die sich auf dem Vorsprung 21 abstützt. Eine austrittsseitige Schulter an dem Mantelrohr 14 stützt sich an einem Flächenabschnitt eines austrittsseitigen Gehäuseflansches 19 ab Beim Zusammenbau des Duschkopfes wird das Mantelrohr 14 vom Anschlubende aus über das Gehäuse 11 gedrückt, bis die

so Schulter 35 hinter den Vorsprung 21 schnappt.

Das Strahleinleitteil 12 umfaßt einen zylindrischen Abschnitt 41 mit sechs axial durchgehenden Einlaßöffnungen 43 für die zugeführte Flüssigkeit. Die Öffnungen weisen unter sich und von der Achse A-A' etwa den

)5 gleichen Abstand auf. Das Strahleinleitteil 12 ist in den zylindrischen Abschnitt 23 des Gehäuses 11 fest eingesetzt. Hierzu ist ein schmaler, konisch ansteigender Vorsprung 45, ähnlich dem Vorsprung 21 aber zum Anschlußende hin ansteigend, am Umfang des zylindrisehen Abschnittes 41 vorgesehen und schnappt in eine Ringkerbe 47 im Gehäuseabschnitt 23 ein.

Unmittelbar stromabwärts schließt an den zylindrischen Abschnitt 41 ein schmälerer zylindrischer Abschnitt 49 an, der in einen breiteren zylindrischen Abschnitt 51 übergeht. Der Abstand zwischen der Außenfläche des Abschnittes 51 und der Innenfläche des Gehäuseabschnittes 27 bildet eine Ringdüse 53. Stromabwärts schließt an den zylindrischen Abschnitt 51 ein konisch sich stromab verjüngender Abschnitt 55

so des Strahleinleitteiles an, da* an seinem kleinsten Durchmesser den Durchmesser eines anschließ'iden zylindrischen Abschnittes 57 festlegt, der sechs radiale Löcher 59 aufweist, die mit dem Ende einer in der Achse A-A' verlaufenden Bohrung 61 in Verbindung stehen.

die sich von den Löchern 59 aus bis zum Ende des Strahleinleitteiles erstreckt.

An den zylindrischen Abschnitt 57 schließt ein schmälerer zylindrischer Abschnitt 63 an, wobei die Verbindung zwischen den beiden Abschnitten 57 und 63 durch eine radiale Ringschulter gebildet wird. Der Abschnitt 63 bildet das stromabseitige Ende des Stromeinleitteiles 12.

Das stromaufseitige Ende des Düsenkörpers 13 bildet einen hohlen zylindrischen Abschnitt 64 der den Abschnitt 57 des Stromeinleitteiles 12 umgibt. Der innere Durchmesser des Abschnities 65 ist eiwas größer als der Außendurchmesser des Abschnittes 57, um einen Ringkanai 67 zu bilden, der über die radialen Löcher 59

mil der Bohrung 61 in Verbindung steht. Das stromaufsciiigc linde des Abschnittes 65 weist ebenfalls einen Abstand von dem Stromeiiileitieil 12 auf. so daß sieh tier Ringkanal 67 über das Knde des Abschnittes 65 hinaus erstreckt, um eine ringförmige, etwa radial nach aulten verlaufende Steueröffnung 69 nahe dem konischen Abschnitt 55 des Stromeinleitteiles 12 zu bilden.

Der äi:".ere Durchmesser des Abschnittes 65 ist etwas kleiner als der äußere Durchmesser des Abschnittes 51 des Siromeinleitteiles 12, so daß der Abschnitt 65 gegenüber dem Abschnitt 51 zurückgesetz! ist. Der Kingkanal 71 ist stromab von der Steueröffnung 69 etwas weiter als die Ringdüsc 53. Der Ringkanal 71 bildet den stromaufseitigen Teil einer Wcehsclwirkuiigskammer eines fluidoszillalors.

Stromab von dem Abschnitt 65 weist die äußere Mantelfläche des Düsenkörpers 13 zur inneren Begrenzung der Wechselwirkungskammer eine gekrümmte Gestalt auf. Stromab konvergiert die Mantelfläche des Düsenkörpers über einer längeren axialen Strecke, um iinOilieöend über einer kürzeren axialen Strecke nach außen zu divergieren. Der abgerundet verlaufende divergierende flächcnabschnitt wird stromab von einer äußeren Kante 75 begrenzt, die dem Austrittsende etwas näher liegt als die Kante 28 an der Schulter 29 des Gehäuses II. Die Gestalt der zunächst flacher konvergierenden und dann entsprechend steiler divergierenden Mantelfläche des Düsenkörpers 13 ist abhängig von der gewünschten Ausströmrichtung des FKissigkcitsstrahles. Wichtig ist, daß die Ringknntc 75 einen Durchmesser aufweist, der etwas geringer oder höchstens gleich dem Außendurchmesser des Abschnittes 65 ist. Der radiale Abstand zwischen den axial versetzten Kanten 28 und 75 ist vorteilhafterweise etwa so groß wie die Weite des Ringkanals 71. Die Ringöffnung zwischen den Kanten 28 und 75 bildet eine verengte Auslaßöffnung der von den Wänden 27 und 73 begrenzten Wechselwirkungskammer des Fluidoszillators. Der Längsschnitt durch die Wechselwirkungskammer zwischen der geraden Innenwandung 27 und der gekrümmten Außenwandung 73 kann als halb-tropfenförmig bezeichnet werden.

Stromab der Kante 75 ist die äußere Fläche des Düsenkörpers zylindrisch ausgebildet und erstreckt sich axial bis zum Ausströmende des Duschkopfes. Dieser Flächenabschnitt bildet eine zylindrische Strömungsleitwandung 77. Die Strömungsleitwandung 77 kann auch leicht geneigt verlaufen, um der austretenden Strömung eine bestimmte Richtung zu geben.

Das stromabseitige Ende der Strömungsleitwandung 77 ist an zwei oder mehreren Stellen abgebogen oder in anderer Weise gestaltet, um radiale öffnungen zu dem hohlen Innenraum des Düsenkörpers zu bilden. Diese Öffnungen werden als Rückführungsöffnungen 78 bezeichnet, deren Wirkung noch beschrieben wird.

Der innere Abschnitt 79 des Düsenkörpers 13 grenzt stromab unmittelbar an den Abschnitt 65 und besitzt eine im wesentlichen zylindrische Gestalt, um den zylindrischen Abschnitt 63 des Strömungsleitkörpers 12 aufnehmen zu können, die durch eine Schnapp-Verbindung oder durch einen Preßsitz miteinander fest verbunden sind. Hierzu weist der Abschnitt 63 einen schmalen, konisch ansteigenden Vorsprung auf, der in eine Ringkerbe im Abschnitt 73 einschnappt, wodurch ein Abziehen des Düsenkörpers 13 stromab von dem Strömungsleitkörper 12 vermieden wird.

Stromab schließt an den Abschnitt 79 des Düsenkörpers 13 eine axiale Bohrung 81 an, die koaxial mit der Bohrung 61 verläuft. Das stromabseitige Finde der Bohrung 81 ist konusförmig erweitert und schließt an eine etwas weitere Gewindebohrung 83 an.

Die Gewindebohrung ist zum Eingriff des äußeren Gcwindcabschnittes des Schaftes eines Nadelventils 15 vorgesehen, dessen Spitze in die Bohrung 81 ragt. Das Nadelventil besitzt zwei Längsnuten 75, 87 in seinem Gewindeabschnitt. Der gewindefreie llalsabschnitt des Nadelventils weist einen kleineren Durchmesser auf als sein Gewindeabschnitt. Am äußeren Ende des Halsabschnittes befindet sich ein im wesentlichen zylindrischer Knopf, der weitgehend den gleichen Durchmesser wie die Strömiingsleitwandung 77 aufweist. Wenn das Nadelventil 15 geöffnet ist, ist eine Rückführung von

π den Rückführungsöffnungen 78 über die Nuten 85, 87, die Bohrungen 81 und 61, die öffnungen 59 und den Strömungsweg 67 zu den Steueröffnungen 69 frei. Ist das Nadelventil 15 geschlossen, schießt die konusförmigc Schaftspitze des Nadelventils die Bohrung 81 vitilartig ab und sperrt die Rückführung von den Rückführungsöffiiungen 78 ab.

Die Arbeitsweise des Duschkopfes nach Fig. I wird itnliand der F i g. 4 und 5 beschrieben. In F i g. 4 ist das Nadelventil 15 geöffnet, so daß der Fluidoszillator zu oszllieren vermag. Unter Druck befindliches Wasser oder eine andere Flüssigkeit wird dem Duschkopf am Ende der Anschlußbohrungen 43 zugeführt und gelangt zu der Ringdüse 53. Die Ringdüse 53 gibt einen Strahl in dem Ringkanal 71 der Wechselwirkungskammer des Oszillators ab. Ist das Nadelventil 15 geöffnet, wie in Fig.4 gezeigt, dann kann die Umgebungsluft ungehindert durch die Rückführung (öffnungen 79, Nuten 85,87, Bohrungen 61, 81) zur Steueröffnung 69 gelangen. Der ringförmige Strahl in dem Ringkanal 71 fließt dann durch die Wechselwirkungskammer entlang der geraden Seitenwand 72, und Umgebungsluft kann in den erweiterten Abschnitt der Wechselwirkungskammer zwischen dem ringförmigen Strahl und der gekrümmten Seitenwand 73 gelangen. Der ringförmige Strahl fließt dabei im wesentlichen unbeeinflußt entlang der geraden Seitenwand 27 — wie in Fig.4 dargestellt — durch die Wechselwirkungskammer zur Auslaßöffnung 76 und weiter entlang der Strömungsleitwandung 77. Dabei behält der Strahl seinen Ringquerschnitt im wesentlichen unverändert bei und tritt in dieser Gestalt aus dem Duschkopf 10 aus. Der Flüssigkeitsstrahl schließt dabei die Rückführungsöffnungen 78 von der Umgebungsluft ab. indem ein Teil des Flüssigkeitsstrahles in die Rückführungsöffnungen 78 eintritt. Außerdem wird auf Grund der relativ hohen Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstrahles im Bereich der Steueröffnungen 69 Strömungsmittel aus der Rückführung angesaugt, wodurch weitere Flüssigkeitsanteile des Strahles in die Rückführungsöffnungen eintreten. Die auf diese Weise rückgeführten Flüssigkeitsanteile gelangen über die Steueröffnungen 69 in die Wechselwirkungskammer und füllen die gesamte Wechselwirkungskammcr mit Flüssigkeit aus. Auf Grund der Ausfüllung der gesamten Wechselwirkungskammer zwischen den beiden Seiten-

bo wänden 27 und 73 mit Flüssigkeil nimmt der aus dem Duschkopf austretende Flüssigkeitsstrahl, wie F i g. 5 zeigt, eine gegenüber Fig. 4 veränderte Austrittsrichtung an. Diese veränderte Austrittsrichtung ist bestimmt durch den Verlauf der Seitenwandungen 27 und 73 im

b5 Austrittsbereich der Wechselwirkungskammer. In Fig. 5 ist das Nadelventil 15 in seiner geschlossenen Stellung gezeichnet. Der die Wechselwirkungskammer voll ausfüllende stabile Strömungszustand auf Grund

des geschlossenen Nadelventils 15 ist der gleiche wie der astabile Strömungszustand auf Grund des vorangehenden Anschließen der Rückführungsöffnungen von der Unigcbungsluft durch den gerade austretenden flüssigkeitsstrahl gemäß F i g. 4). Durch den gekrümmten Verlauf der Seitenwand 73 erhält der Flüssigkeitsstrahl im Strnmungszustand gemäß Fig. 5 eine radial nach außen gerichtete Geschwindigkeitskomponente. Die gerade Seitenwand 27 verringert oder begrenzt die Strahldivergenz des austretenden Flüssigkeitsstrahles gemäß F i g. 5. der entlang der stromab divergierenden Wand .31 strömt, die als Strömungsleitwandurg dient. Da der Flüssigkeitsstrahl in dem Strömungszustand gemäß Fig. 5 die Riickführungsöffnungen 78 nicht länger von der Umgebungsluft absperrt, vermag diese wieder über die Rückführung in die Wechselwirkungskammer einzudringen, wodurch der Flüssigkeitsstrahl wieder seinen anfänglichen Strömungszustand gemäß F i g. 4 einnimmt. Der Zyklus wiederholt sich dann in der vorstehenden Weise.

In dem einen Strömungszustand, bei dem der Flüssigkeitsstrahl die Wechselwirkungskammer nur teilweise ausfüllt, wie Fig.4 zeigt, weist der aus dem Duschkopf austretende Flüssigkeitsstrahl eine relativ hohe Geschwindigkeit auf und besitzt einen relativ kleinen Strömungsquerschnitt, der eine relativ kleine Ringfläche erfaßt. In dem anderen Strömungszustand, bei dem der Flüssigkeitsstrahl die Wechselwirkungskammer voll ausfüllt, wie F i g. 5 verdeutlicht, besitzt der austretende Flüssigkeitsstrahl einen wesentlich weiteren Strömungsquerschnitt, der eine wesentlich größere Fläche umschließt. Der aus dem Duschkopf austretende Flüssigkeitsstrahl wechselt somit fortlaufend zwischen dem weiteren und dem engeren Zustand entsprechend dem zur Umgebungsluft offenen oder geschlossenen Zustand der Rückführung. Da die Strömungsgeschwindigkeit des Flüssigkeitsstrahles bei voll mit Flüssigkeit ausgefüllter Wechselwirkungskammer niedriger ist als die Strömungsgeschwindigkeit des Flüssigkeitsstrahles bei nur teilweise mit Flüssigkeit ausgefüllter Wechselwirkungskammer, wechselt die Austrittsgeschwindigkeit des austretenden Flüssigkeitsstrahles fortlaufend. Die wechselnde Gestalt des austretenden Flüssigkeitsstrahles und die wechselnde Strömungsgeschwindigkeit hat eine angenehme Wirkung auf der Haut einer sich duschenden Person bei wirkungsvollem Reinigungseffekt zur Folge.

Die Geschwindigkeitsdifferenz der beiden Zustände des austretenden Flüssigkeitsstrahles ist abhängig von der Ausbildung des erweiterten Abschnittes der Wechselwirkungskammer. Die Frequenz, mit der der Fluidoszillator schwingt, hängt von dem Druck der dem Duschkopf zugeführten Flüssigkeit ab. Bei einer Ausführung eines Duschkopfes wurden Frequenzen von 1800 bis 20O0 pro Minute bei einem Druck von 2,1 bar gemessen. Die Ausbildung der Wechselwirkungskammer beeinflußt die Zeitspanne zum Auffüllen der Wechselwirkungskammer mit Flüssigkeit zur Erreichung des Strömungszustandes des Flüssigkeitsstrahles gemäß F i g. 5. Je größer die Wechselwirkungskammer ist, um so größer ist die Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Strömungszuständen. Die Wechselwirkungskammer läßt sich so ausbilden, daß beide Strömungszustände zeitlich zusammenfallen. Unter dieser Bedingung weist der austretende Flüssigkeitsstrahl die Gestalt sich fortlaufend abtrennender pulsierender Flüssigkeitsringe niedriger Geschwindigkeit auf, die einen zentralen Flüssigkeitsstrahl hoher Geschwindigkeit umschließen. Diese pulsierenden Ringe lösen sich in große Tropfen auf, wenn sie sich weiter von dem Duschkopf weg entfernen. Das Pulsieren erzeugt eine angenehme Wirkung auf der Haut einer sich duschenden Person. Die Strömungsimpulse haben außerdem einen weit höheren Reinigungseffekt als die Dusehstrahlcn herkömmlicher Duschköpfe. Es wurde festgestellt, daß ein derartiges pulsierendes Duschwasser einen sterilisierenden Effekt auf der Haut durch Zerstörung und schnelle Wegschwemmung von auf der Haut befindlichen Bakterien bewirken kann (Literaturhinweis: »Effectiveness of Pulsating Water Jet Lavage in Treatment of Contaminated Crushed Wounds«, von A. G r υ s s und anderen, veröffentlicht in »The American Journal of Surgery«, Vol. 124, S. 373 bis 377. September 1972 und die hier angezogenen Referenzen). Solche Duschköpfe bzw. Brausen erfüllen damit ein? wichtige gesundheitsfördernde Funktion bei gleichzeitiger angenehmer Wirkung für den Benutzer.

Wie F i g. 5 verdeutlicht, kann keine Umgebungsluft in die Rückführung gelangen, wenn das Nadelventil 15 geschlossen ist. Der Flüssigkeitsstrahl des Oszillators verbleibt dann in dem Strömungszustand, bei dem die Wechselwirkungskammer mit Flüssigkeit voll ausgefüllt ist, wobei die relativ weite Strahlausbildung des ausströmenden Flüssigkeitsstrahls aufrechterhalten bleibt. Einfache Verstellungen an dem Einstellknopf 89 des Nadelventils erlauben dem Benutzer die wahlweise Einstellung der Oszillation oder des stabilen Strömungs-

JO zustandes.

Der Winkel zwischen der Wand 31 und der Achse A-A' im Ausströmbereich des Duschkopfes kann in Abhängigkeit von der gewünschten Divergenz des austretenden Flüssigkeitsstrahles gewählt werden. Ent-

J5 sprechend der DE-OS 21 40 526 kann der Ausströmbereich unterteilt sein in eine Vielzahl einzelner Strömungswege mit unterschiedlichen Winkeln zur Achse A-A', wodurch die austretenden Strahlen entsprechend viele verschiedene Richtungen aufweisen. Der in der DE-OS 2140 526 angegebene Verteilring mit den kammerartigen Schlitzen von abwechselnd unterschiedlicher Tiefe und Richtung seiner Basisschlitzflächen zur Erzeugung von Strahlenkränzen verschiedener Gestalt kann als Aufsatzteil zu dem vorstehend beschriebenen Duschkopf verwendet werden, das vom Benutzer wahlweise im Austrittsbereich des Duschkopfes auf diesen aufgesteckt werden kann.

Die Strömungsleitwandung 77 kann auch leicht divergierend oder konvergierend ausgebildet sein, was für besondere Anwendungsfälle von Vorteil sein kann.

Außer, daß der Benutzer mit dem Nadelventil 15 zwischen einem oszillierenden und einem stabilen Sprühbetrieb wählen kann, kann er durch Verstellung des Nadelventils 15 den gewünschten Schwingungszyklus einstellen. Wird das Nadelventil 15 auf eine größere Öffnungsweite eingestellt, so erhöht sich der Schwingungszyklus des Strömungszustandes für die Strahlausbildung mit höherer Geschwindigkeit bzw. engerer Strahlausbildung. Wird das Nadelventil dagegen mehr geschlossen, so wird der Schwingungszyklus des Strömungszustandes für die weitere Strahlausbildung erhöht. In diesem Zusammenhang ist herauszustellen, daß die Rückführung durch zwei Parameter bestimmt ist: Die Länge der Rückführung beeinflußt die Frequenz,

o* mit der der Fluidikosziüator schwingt. Der Strömungswiderstand in der Rückführung beeinflußt die Frequenz im negativen Sinne. Die Länge der Rückführung wird gewählt, um die gewünschte Frequenz innerhalb eines

bestimmten Druckberciches der zugeführlen Flüssigkeit wählen zu können. Erforderlichenfalls kann die Rückführung in Windungen od. dgl. Wegverlängerungen verlaufen, um die Rückführungslänge zu erhöhen, wenn eine niedrige Frequenz erwünscht ist. Auf der anderen Seite bedingt das Nadelventil einen Strömungswiderstand, der ein Teil der Gesamtströmungsimpedanz der Rückführung ist. Daher ist das Nadelventil zur Einstellung des Schwingungszyklusses geeignet. Druckanderungen des zugeführten Flüssigkeitsdruckes beeinflussen ebenfalls den Schwingungszyklus. )t größer der Slrömungsdriick der zugeführten Flüssigkeit ist, um so größer ist der Zyklus für den die Wechselwirkungskammcr voll mit Flüssigkeit ausfüllenden Strömungszustand. Das Nadelventil 15 gibt dabei dem Benutzer die Möglichkeit, den gewünschten Schwingungszyklus des Oszillators bei verschiedenen vorhandenen Strömungsdrücken wählen zu können.

obwohl der beschriebene Oszillator rotationssymmetrisch ausgebildet und mit einer zentralen Rückführung versehen ist, sind auch andere Formen denkbar: Es läßt sich z. B. ein Oszillator angeben, der sich im wesentlichen in einer Ebene erstreckt. Entsprechende flache Strömungselemente in Schichtbauweise (dynamische Strömungsverstärker) sind bekannt, die Strömungsteiler zwischen benachbarten StrömungsauslaQwegen aufweisen. Bei flachen Strömungselementen erübrigt sich vorteilhafterweise ein Strömungsteiler, und die Wechselwirkungskammer ist lediglich von einer geraden und einer gekrümmten Seitenwand begrenzt. Zudem besitzt ein derart ausgebildetes Element lediglich einen Ausgang, durch den der austetende Strömungsstrahl in zwei verschiedenen Richtungen auszutreten vermag, was die Herstellung eines solchen Strömungselementes gegenüber herkömmlichen Elementen weiter vereinfacht.

F i g. 6 der Zeichnung veranschaulicht eine einfache Befestigung eines Duschkopfes 10 an einem Leitungsanschluß. Eine hohle, im wesentlichen zylindrische Muffe 91 besitzt an ihrem einen Ende ein Innengewinde, das mit dem Gewindeabschnitt 17 am Anschlußende des Gehäuses 11 des Duschkopfes im Eingriff ist. Das andere Ende der Muffe 91 umfaßt ein Kugelgelenk 93 an dem einen Ende eines hohlen Anschlußteiles 95, derart, daß der Duschkopf 10 an der Muffe 91 gegenüber dem festen Anschlußteil 95 in jede beliebige Richtung geschwenkt werden kann. Das andere Ende des Anschlußteiles 95 besitzt ein Innengewinde zum Anschluß an einen herkömmlichen Leitungsanschluß. Der Duschkopf kann auch über andere Zwischenhalterungen an eine Wasserleitung angeschlossen werden. So kann es sich auch um eine Anschlußvorrichtung handeln, die in der DE-OS 21 40 526 näher beschrieben ist und die in Verbindung mit dem Duschkopf von Vorteil sein kann.

Der Fiuidosziilator kann vorteilhaiterweise für weitere verschiedene Zwecke verwendet werden und ist auf Duschen oder Brausen nicht beschränkt. Eine weitere Anwendung ist in den Fig. 7 und 8 der Zeichnungen dargestellt, in denen ein Spülhahnaufsatz 10 gezeigt ist. Der Hahnaufsatz 100 umfaßt ein inneres Gehäuseteil 101, ein Strahleinleitteil 102, einen Düsenkörper 103 und ein äußeres Gehäuseteil 104. Sämtliche Teile sind axialsymmetrisch zur Achse B-B' ausgebildet. Das Gehäuse 101 nimmt das Strahleinleitteil 102 und den Düsenkörper 103 in ähnlicher Weise wie das Gehäuse 11 des Duschkopfes 10 nach Fig. 1 auf. Bei dem Hahnaufsatz 100 sind statt einer Schnappverbindung das innere Gehäuse (01 und das Strahlcinleitteil 102 miteinander verschraubt. Der mit einem Außengewindeabschnitt 106 versehene Strahlcinleitteil 102, der mit dem inneren Gehäuse verbunden ist, erstreckt sich über das innere Gehäuse hinaus und ist geeignet zum Anschluß an einen herkömmlichen Ausgußhahn. Die Zufuhr der unter Druck stehenden Flüssigkeit in den Hahnaufsatz erfolgt über axiale Löcher 107 am stromaufseitigen Ende des Stromeinleitleiles 102.

Statt der Schnappverbindung zwischen dem Mantelrohr 14 und dem Gehäuse 11 des Duschkopfcs 10 nach F i g. I weist das äußere Gehäuseteil 104 einen Innengewindcabschnitt auf, der bei 109 in einen Außengewindeabschnitt des inneren Gehäuscteiles 101 eingreift. Entlang dem Außengewindeabschnitt des Gehäuses 101 sind axial verlaufende Nuten vorgesehen, die Kanäle 111 bilden. Wenn das äußere Gehäuse 104 auf dem inneren Gehäuse 101 voll aufgeschraubt ist. wie F i g. 7 zeigt, sind die Kanäle i i i an ihren beiden Enden von der Umgebungslult dicht abgeschlossen. Die stromaufseitigen Enden der Kanäle Ht kommen durch Anschlag des stromaufseitigen äußeren Gehäuseendes an einer radialen Schulter 113 des inneren Gehäuses 101 /um Anschluß. Die abstromseitigen Enden der Kanäle IM kommen durch Anschlag einer inneren konischen Ringfläche 117 des äußeren Gehäuses 104 an einer äußeren Kante am abstromseitigen Ende des inneren Gehäuses 101 zum Anschluß.

Wird das äußere Gehäuse 104 etwas von dem inneren Gehäuse 101 abgeschraubt, wie Fig. 8 verdeutlicht, so sind die Kanäle Ul einerseits mit der Umgebungslufi und andererseits mit dem Ausströmbereich des Oszillators verbunden. In dieser Stellung befindet sich das abstromseitige Ende des äußeren Gehäuses in Abstand von der Schulter 113 des inneren Gehäuses, um Umgebungsluft in die Kanäle 111 eintreten zu lassen. Außerdem befindet sich die innere konische Ringfläche 117 an dem äußeren Gehäuse in Abstand von der äußeren Kante am strom· bseitigen Ende des inneren Gehäuses, um eine öffnung 119 freizugeben, über «.'.ie die Kanäle 111 mit der Wechselwirkungskammer des Oszillators verbunden sind.

Das Innere des Oszillators ist ähnlich wie t^i dem Duschkopf 10 nach F i g. 1 aufgebaut. Eine Ringdüse 121 wird zwischen der Innenwand des inneren Gehäuses 102 und der Außenwand des Stromeinleitteilcs 102 gebildet. Die Wechselwirkungskammer erstreckt sich zwischen dem inneren Gehäuse 101 und dem Düsenkörper 103 und schließt einen stromaufseitigen Ringkanal 125 und einen stromabseitigen Bereich ein. Dabei ist die Wechselwirkungskammer begrenzt von der geraden Wand 127 des inneren Gehäuses 101 und der gekrümmt verlaufenden Wand 129 des Düsenkörpers 103. Die gerade Wand 127 bildet einerseits die eine Seite der Ringdüse 121, andererseits die eine Seite der Wechselwirkungskammer. Die einander gegenüberliegenden Kanten an den stromabseitigen Enden der Wände 127 und 129 bilden eine Ringauslaßöffnung 131 für die Wechselwirkungskammer.

Bei dieser Ausführung eines Oszillators ist ein Nadelventil wie in der Ausführung nach Fig. 1 nicht vorhanden. Rückführungsöffnungen 137 gehen von der Strömungsleitwandung 135 aus und enden in einem zentralen Rückführungskanal 139, der sich durch den Düsenkörper erstreckt. Der Rückführungskanal 139 schließt koaxial an das eine Ende eines Kanals 141 in dem Strahleinleitteil 102 an. Das andere Ende des Kanals 141 steht mit radialen öffnungen 143 in

Verbindung. Diese Öfffnungen stehen mit einer ringförmigen Steueröffnung 123 in Verbindung.

Wenn das innere und das äußere Gehäuse entsprechend F i g. 7 fest miteinander verschraubt sind, herrscht ein stabiler Strömungszustand, bei dem die Wechselwirkungskammer mit flüssigkeit voll ausgefüllt ist. Dieser Strömungszustand wird dadurch unterstützt, daß der Ausströmbereich des Aufsatzteiles 100 vergleichsweise etwas enger gestaltet ist als der Ausströmbereich des Duschkopfes 10. Der Flüssigkeitsstrahl füllt damit in diesem Strömungszustand auch den Ausströmbereich mit Flüssigkeil voll an. Dadurch werden die Rückströmöffnungen 137 von der Umgebungsluft abgesperrt, wodurch verhindert wird, daß Luft über die Rückführung in die Wechselwirkungskammer gelangt und sich der zweite Strömungszustand einstellen kann, in dem der Flüssigkeitsstrahl die Wechselwirkungskammer nur teilweise mit Flüssigkeit ausfüllt Der Abschluß der Kanäle Ul verhindert, daß Umgebungsluft in den Ausströmbereich gelangt, so daß der ausströmende Strahl den Ausströmbereich voll auszufüllen vermag.

Wenn die Verschraubung zwischen den beiden Gehäuseteilen gelöst wird, wie es in F i g. 8 gezeigt ist, wird Umgebungsluft durch den Kanal 111 angesaugt und in den Anströmbereich abgegeben. Die Luft vermischt sich mit der ausströmenden Flüssigkeit Dabei gelangen Luftblasen zu dem Unterdruckbereich entlang der Strömungsleitwandung 135, die hier stromab etwas konvergiert. Ein Anteil dieser Luftblasen gelangt durch die Rückführungsöffnungen 137 und die Rückführung zur Steueröffnung 123. Aus diesem Grunde kann der durch die Wechselwirkungskammer strömende Strahl die Wechselwirkungskammer nicht mehr voll ausfüllen. Auf diese Weise stellt sich der andere Strömungszustand ein, in dem der Strahl die Wechselwirkungskammer nur noch teilweise ausfüllt und im wesentlichen unbeeinflußt entlang der benachbarten geraden Wand 127 entsprechen wie bei dem Duschkopf 10 nach F i g. 1 strömt. Der austretende Flüssigkeitsstrahl weist in diesem Zustand einen relativ engen Ringquerschnitt auf, wobei Luft aus den Kanälen 111 in den Ausströmbereich zwischen dem austretenden Flüssigkeitsstrahl und der äußeren Wand des Ausströmbereiches gelangen kann. Die Rückführungsöffnungen 137 sind jedoch dabei von der Umgebungsluft abgeschlossen, und lediglich Flüssigkeit vermag in die Rückführung einzudringen. Wie vorstehend beschrieben, bewirkt die rückströmende Flüssigkeit, daß der Strahl in der Wechselwirkungskammer verbreitert wird und schließlich die gesamte Wechselwirkungskammer wieder mit Flüssigkeit ausgefüllt ist. Die geringe Geschwindigkeit des in diesem Strömungszustand austretenden Flüssigkeitsstrahls erlaubt erneut den Eintritt von Luftblasen in den Ausströmbereich und damit in den Flüssigkeitsstrahl. Hierdurch können Luftblasen auch in die Rückführungsöffnungen gelangen, wodurch sich erneut der andere Strömungszustand einzustellen beginnt.

Ein wesentliches Merkmal des Spül- oder Ausgußhahnaufsatzes besteht darin, daß in dem stabilen Strömungszustand bei voller Ausfüllung der Wechselwirkungskammer mit Flüssigkeit (d. h. bei abgeschlossenen Kanälen 111) die geringe Ausflußgeschwindigkeit in einem »weichen« Ausgangsstrahl führt, der im wesentlichen frei von Spritzern ist und im wesentlichen keine Luftblasen einschließt. Die fehlende Belüftung des austretenden Flüssigkeitsstrahles rührt daher, daß in diesem Falle keine Umgebungsluft von dem Hahnaufsatz angesaugt und an den austretenden Strahl abgegeben werden kann, so daß der eine relativ geringe Strömungsgeschwindigkeit aufweisende Strahl frei von Luftblasen ist. Die fehlende Belüftung des Strahles ist daher ideal zur Entnahme von Trinkwasser, das frei von einer Trübung ist, die normalerweise von eingeschlagenen feinen Luftblasen herrührt

Die vielseitige Verwendbarkeit des Hahnaufsatzes ist offensichtlich. Auf der einen Seite besteht die Möglichkeit, einen weichen Ausfluß zu erzielen, der unter

ίο anderem für die Entnahme von Trinkwasser besonders vorteilhaft ist. Auf der anderen Seite läßt sich ein Austrittsstrahl mit dynamischem Strahlverhalten erzeugen, der wechselnde Strömungsgeschwindigkeiten aufweist, was zum Abwaschen von Geschirr, Bestecken

u. dgl. besonders vorteilhaft ist

Fig.9 zeigt einen abgewandelten Spülhahnaufsatz 100a nach der Erfindung. In den Zeichnungen weisen die Spülhahnaufsätze 100 und 100a für entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen auf. Die Merkmale mit denen sich der Aufsatz 100a von dem Aufsatz 100 unterscheidet sind folgende:

(1) Die Gesamtlänge des Aufsatzes 100a ist kürzer als die des Aufsatzes 100. Die geringe Länge bezieht sich auf den gesamten Aufsatz, aber vor allem auf den Auslaßbereich.

(2) Der Auslaßbereich ist wesentlich enger ausgebildet. Dabei konvergiert der Auslaßbereich des Aufsatzes 100a im Ausströmbereich etwas. Im einzelnen divergiert die innere Wandung 135 etwas (etwa 5°), und die äußere Wandung divergiert weit weniger als die entsprechende Wandung in Fig.7. Der kürzere, engere Austrittsbereich ist wirksamer zur Erzeugung eines unbelüfteten, die Wechselwirkungskammer voll ausfüllenden Flüssigkeitsstrahles als der weitere Austrittsbereich. Der Grund hierfür liegt darin, daß der aus der Wechselwirkungskammer austretende Flüssigkeitsstrahl in dem relativ engen Austrittsbereich des Aufsatzes nicht zu divergieren vermag, wodurch einerseits eine bessere Abdichtung der Rückführungsöffnung gegen cindringende Luftblasen bewirkt wird und das Einschlagen von Luftblasen beim Eintritt des Flüssigkeitsstrahles in den Austrittsbereich noch weitgehender verhindert werden kann.

(3) Die Kanäle 111 stehen über Öffnungen 145 in dem inneren Gehäuse 101 direkt mit dem slromaufseitigen Ende der Wechselwirkungskammer in Verbindung. Hierdurch kann die Oszillation des Oszillators noch sicherer zur Wirkung gebracht werden, wenn die Verschraubung der beiden Gehäuseteile gelöst ist. Das ist hier besonders erforderlich, da die Verkürzung und Verengung des Austrittsbereiches die volle Ausfüllung des Austrittsbereichs mit Flüssigkeit begünstigt und es somit für Luftblasen erschwert ist, den Austrittsbereich zu durchkreuzen, um in die Rückführung gelangen zu

können. Umgebungsluft kann daher über die Öffnung 145 in ausreichender Menge in die Wechselwirkungskammer gelangen, um Oszillation zu erzeugen.

(4) Die gerade Wandung 127 ist weiter nach außen zurückgesetzt, so daß im Bereich der Ringdüse 121 ein weiterer Spalt vorhanden ist. Hierdurch wird die Erzeugung der Oszillation durch die Zufuhr von größeren Anteilen von Umgebungsluft in die Wechselwirkungskammer verbessert, was bedeutet, daß sich abwechselnd die beiden vorstehend beschriebenen

μ Strömungszuständc ausbilden können, von denen der eine die Wechselwirkungskammcr voll und der andere diese nur teilweise ausfüllt.

Line weitere Abwandlung zeigt /. B. Fig. 10. in der

entsprechende Teile der Fig,7 mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind,. Der wesentliche Unterschied dieser Ausführung gegenüber den vorstehenden Ausführungen besteht darin, daß die Kanäle 111 entfallen und daß Luft nur über das Austrittsende des Aufsatzes in die Wechselwirkungskammer gelangen kann. Weiter sind die beiden Gehäuseteile 101' und 104' nicht miteinander verschraubt, wie in Fig.7 gezeigt, sondern sind gegeneinander verschieblich ausgebildet Ein O-Ring 142 ist in einer äußeren Nut am stromaibseiligen Ende des inneren Gehäuses eingesetzt Der Innendurchmesser des äußeren Gehäuses 104' ist gleich oder etwas kleiner als der Außendurchmesser des O-Ringes 142, der somit einen dichten Abschluß zwischen den beiden Gehäusen bewirkt, wenn diese axial gegeneinander verschoben werden.

Eine Kante oder ein Vorsprung 148 erstreckt sich radial einwärts am stromabseitigen Ende des äußeren Gehäuses 104'. Die stromabseitige Schulter des Vorsprunges 148 schlägt an dem stromabseitigen Ende des inneren Gehäuses 10Γ an, wenn das äußere Gehäuse 104' stromauf gegenüber dem inneren Gehäuse 10Γ voll zurückgeschoben ist Der Vorsprung 148 erstreckt sich dann stromab unterhalb des stromabseitigen Endes des Düsenkörpers 103.

Ein Führungsstift 146 befindet sich in dem äußeren Gehäuse 104' und erstreckt sich radial einwärts in eine äußere Nut 144 in dem inneren Gehäuse 101'. Der Führungsstift bewirkt in Verbindung mit der Nut, daß der Verschiebeweg des äußeren Gehäuses gegenüber dem inneren Gehäuse stromab begrenzt ist Auf diese Weise kann das äußere Gehäuse von dem inneren Gehäuse nicht abgezogen werden.

Der Hahnaufsatz weist die interessante Besonderheit auf, daß er vom oszillierenden in einen nichtoszillierenden Zustand umschaltbar ist, in Abhängigkeit von der Stellung des äußeren Gehäuses 104' und dem Druck der zugeleiteten Flüssigkeit. Ist das äußere Gehäuse 104' voll zurückgeschoben, wie Fig. 10 zeigt, hängt die Arbeitsweise des Oszillators von dem Druck der zugeführten Flüssigkeit ab. Bei geringerem Druck bleibt die Wechselwirkungskammer mit Flüssigkeit gefüllt, und der austretende Flüssigkeitsstrahl ist »weich« und unbelüftet Bei höherem Druck oszilliert der austretende Flüssigkeitsstrahl in den in Fig. 10 strichpunktiert angedeuteten Richtungen. Wie in F i g. 10 dargestellt, ist der Divergenzwinkel des austretenden Flüssigkeitsstrahles in seinem weiteren Strömungszustand begrenzt durch den Vorsprung 148, der die Austrittsöffnung verengt. Diese Verengung ist auch wichtig bei geringerem Druck und einem Strömungszustand, bei dem Flüssigkeit die Wechselwirkungskammer voll ausfüllt. Hierbei bewirkt der Vorsprung 148, daß keine Umgebungsluft in die Wechselwirkungskammer gelangt.

Ist das äußere Gehäuse 104' weitgehend nach außen gezogen, wie die gestrichelten Linien in Fig. 10 andeuten, weist der Hahnaufsatz ein stabiles Strömungsverhalten bei praktisch allen Flüssigkeitsdrücken auf. Das derart vorgezogene äußere Gehäuse bewirkt, daß der allein mögliche Lufteintritt in den Strahl weiter stromab verschoben wird und daß dadurch der Widerstand zum Eintritt von Luft in die Rückführung wesentlich vergrößert wird. Wie vorstehend beschrieben ist die Zuführung von Umgebungsluft in die Wechselwirkungskammer erforderlich, um den Strömungszustand zu erzielen, bei dem der Flüssigkeitsstrahl die Wechselwirkungskammer nicht voll ausfüllt.

Wenn keine oder nur wenig Umgebungsluft in die Wechselwirkungskammer gelangt, was der Fall ist, wenn das äußere Gehäuse ganz in die in Fig. 10 gestrichelt gezeichnete Stellung vorgezogen ist, so 5 oszilliert die Strömung nicht, und die Wechselwirkungskammer ist mit Flüssigkeit voll angefüllt

Eine weitere Anwendung des fluidischen Oszillators dient für einen Springbrunnen 150 für besondere Wasserkünste, der in den Fig. 11 und 12 dargestellt ist Der Springbruneii 150 besitzt an seinem stromaufseitigen Ende einen Gewindeanschluß, an den ein Schlauch od. dgl. Flüssigkeitsleitung anschließbar ist Der Oszillator entspricht im wesentlichen dem Oszillator in dem Duschkopf 10 in Fig. 1. Eine Ringdüse 151 gibt einen Flüssigkeitsstrahl in einen Ringkanal 153 am stromaurseitigen Ende der Wechselwirkungskammer ab. Stromab von dem Ringkanal 153 ist die Wechselwirkungskammer begrenzt von der geraden Seitenwand 15? and der gekrümmten Seitenwand 155. Die Flüssigkeit strömt durch die Auslaßöffnung 159 und entlang der Strömungsleitwand 161. sofern die Strömung die Wechselwirkungskammer nur teilweise ausfüllt Ist dagegen die Wechselwirkungskammer mit Flüssigkeit voll angefüllt, so strömt der austretende Strahl entlang der nach außen divergierenden Seitenwand 165 der Austrittsregion. Die Neigung der Seitenwand 165 kann gewählt werden, wie die gestrichelten Linien 165a in Fig. 11 andeuten, wodurch entsprechend unterschiedliche Strömungsbilder des austretenden Flüssigkeitsstrahles erzielt wer- den.

Ein hohles zylindrisches Aufsatzteil 167, das stromab verschlossen ist, ist am stromabseitigen Ende des Oszillators angebracht Die Außenwand 169 des Aufsatzteiles 167 stellt eine Verlängerung der Strö-

mungsleitwandung 161 des Oszillators dar. Das Innere des Aufsatzteiles steht mit der Rückführung 171 zu der runden Steueröffnung 152 am stromaufseitigen Ende der Wechselwirkungskammer in Verbindung. Ein kreisrrngförmiger Strömungsteiler 173 befindet sich an der Außenseite des Aufsatzteiles 167 nahe seinem stromabseitigen Ende. Der Strömungsteiler 173 enthält mehrere Strömungsöffnungen 175 im gleichen Abstand voneinander, deren Querschnitte von der Außenwand

169 geschnitten sind. Etwas stromaufwärts des Slrömungsteilers 173 sind mehrere Rückführungsöffnungen

170 vorgesehen, die sich radial durch die Wand 169 des Aufsatzteiles erstrecken und mit dessen Inneren in Verbindung stehen. Diese öffnungen können auch stromab von dem Strömungsteiler angeordnet sein.

so Im Betrieb wird der Springbrunnen 150 gemäß F i g. 11 mit seiner Längsachse senkrecht gehalten, wobiri sein stromabseitiges Ende nach oben gerichtet ist. Während des StrCmungszustandes bei nur teilweise mit Flüssigkeit gefüllter Wechselwirkungskammer ist ein Strahl mit Kreisquerschnitt nach oben gerichtet, der das Aufsatzteil 167 umströmt Beim Erreichen des Strömungsteilers strömt ein Teil des Flüssigkeitsstrahles durch die Strömungsöffnungen 175. Der restliche Teil des Flüssigkeitsstrahles wird von den Wandungen des Strömungsteilers abgelenkt Ein Teil des Flüssigkuilsstrahles gelangt dabei in die Rückführungsöffnungen 170 und strömt über die Rückführung 171 zu der Steueröffnung 152. Diese rückgeführte Flüssigkeit füllt die Wechselwirkungskammer voll auf, wodurch der andere Strömungszustand erreicht wird.

Bei diesem Strömungszustand ist der Flüssigkeitsstrahl nach außen und weg von der Wand 169gerichtet, wobei er entlang der schrägen Wand 165 ins Freie

abströmt. Da bei diesem Strömungszustand keine Flüssigkeit in die Rückführungsöffnungen 170 gelangt, vermag Umgebungsluft in die Rückführung einzutreten, derzufolge sich der andere Strömungszustand mit nur teilweise mit Flüssigkeit angefüllter Wechselwirkungskammer wieder einstellt Der Springbrunen oszilliert auf diese Weise fortlaufend, ohne daß hierfür bewegliche, dem Verschleiß unterliegende Teile vorgesehen sind

Eine schematische Darstellung einer typischen Arbeitsweise des Springbrunnens 150 ist in den F i g. 13 bis 15 dargestellt. In Fig. 13 befindet sich der Springbrunnen auf einem Schwimmer oder Podest 181 an der Oberfläche eines Gewässers, beispielsweise eines Schwimmbeckens. Flüssigkeit wird durch eine Pumpe 187 über einen Schlauch zum Springbrunen geführt In dem einen Strömungszustand bei voll mit Flüssigkeit gefüllter Wechselwirkungskammer wird ein relativ weit gefächerter Strahl abgegeben, wie Fig. 14 zeigt Der andere Strömungszustand des Oszillators bei nur

teilweise mit Flüssigkeit gefüllter Wechselwirkungskammer ist in Fig. 15 dargestellt Fig. 13 zeigt eine Einstellung, bei der beide Strömungszmstände kombiniert in Erscheinung treten.
In einer abgewandelten Ausführungsform kann das

ίο Aufsauteil 167 an seinem stromabseitigen Ende offen sein. In das offene Ende können zusätzliche Flüssigkeitsmengen in die Rückführung gelangen, wodurch der andere Strömungszustand eingeleitet wird. Bei dieser Ausführung können die Rückführungsöffnungen 170 auch entfallen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Fluidischer Oszillator mit einer Hauptdüse zur Zuführung eines Strömungsmittels in eine von zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden begrenzte Wechselwirkungskammer, die von der Hauptdüse aus stromab bis zu einer größten Kammerweite divergiert und anschließend zu einer Austrittsöffnung mit einer gegenüber der größten Kammerweite geringeren Austrittsweite konvergiert, wobei stromab an die Austrittsöffnung ein Austrittsbereich anschließt, der über eine zum stromaufwärts gelegenen Ende der Wechselwirkungskammer führende Kanalverbindung an die Wechselwirkungskammer rückgekoppelt ist dadurch gekennzeichnet, daß die eine Seitenwand (27,127,157) stromab von der Hauptdüse (53, 121,151) bis zu der einen Begrenzungskante (28) der Austrittsöffnung (76, 131, 159) im wesentlichen geradlinig verläuft und daß stromab an die gegenüberliegende andere Begrenzungskante (75) der Austrittsöffnung eine den Austrittsbereich (29, 31) einseitig begrenzende Strömungsleitwand (77, 135, 161, 169) anschließt, die im wesentlichen in Richtung der geraden Seitenwand (27, 127, 157) verläuft, und daß die Strömungsleitwand wenigstens eine Öffnung (78, 137, 170) aufweist, an die eine Kanalverbindung (81, 61, 67, 59, 239,141, 147, 171) anschließt, die zu einer Steueröffnung (69,123,152) in der der geradlinigen Seitenwand (27, 127, 157) gegenüberliegenden anderen Seitenwand (73, 129, 155) führt.

2. Fluidischer Oszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dit der geraden Seitenwand (27; 127; 157) gegenüberliegende andere Seitenwand (73; 129; 155) mit der ersteren an> Eintrittsende der Wechselwirkungskammer einen engen Strömungskanal (71; 125; 153) bildet, daß im Anschluß an diesen Strömungskanal die andere Seitenwand über einen größeren Wegabschnitt stromab von der geraden Seitenwand divergiert und über einen anschließenden kleineren Wegabschnitt im Bereich des Austrittsendes der Wechselwirkungskammer entlang einer gekrümmten Fläche zur geraden Seitenwand hin konvergiert, daß beide Seitenwände stromab in sich gegenüberliegenden Wandkanten (28, 75) zur Bildung des Austrittsendes der Wechselwirkungskammer enden, und daß an die Wandkante (28) der geraden Seitenwand eine nach außen divergierende Austrittswand (31; 148) anschließt.

3. Fluidischer Oszillator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die austrittsseitige Wandkante (28) der geraden Seitenwand stromab gegenüber der Wandkante (75) der anderen Wand etwas zurückgesetzt liegt.

4. Fluidischer Oszillator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueröffnung (69,123,152) im Bereich des engen Strömungskanals (71,125,153) die andere Seitenwand (73, 129, 155) quer durchdringt.

5. Fluidischer Oszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kanal zur Steueröffnung ein einstellbarer Ventilkörper (15) angeordnet ist.

6. Fluidischer Oszillator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittswand (31,148) und die Strömungsleitwand (77, 135,161) einen stromab kon- oder divergierenden Strömungsausgangsbereich bilden.

7. Fluidischer Oszillator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittswand (148) und die Strömiingsleitwand (135) relativ zueinander verschieblich ausgebildet sind.

8. Fluidischer Oszillator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Seitenwände (27, 127, 157 und 73, 129, 155) Teile zweier rotationssymmetrischer Körper (11,13)

ίο sind, die koaxial angeordnet sind.

9. Fluidischer Oszillator nach Anspruch 2 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die gerade Seitenwand (27, 127, 157) eine zylindrische Innenwandfläche eines Gehäuseteiles (11, 101, 101') und die andere Seitenwand (73, 129, 155) die Außenwand eines koaxial in dem Gehäuseteil angeordneten Düsenkörpers (13, 103, 155) ist, daß das Gehäuseteil die versetzte Austrittswand (31,148) und der Düsenkörper die Strömungsleitwand (77,135,161) umfsßt und daß der Düsenkörper einen zentralen Kanal (81,177, 139) aufweist, der die Öffnung (78, 137) der Strömungsleitwand mit der Steueröffnung (69, 123, 152) verbindet

10. Fluidischer Oszillator nach Anspruch 5 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das stromabseitige Ende des Düsenkörpers den Ventilkörper (15) zur wahlweisen Einstellung bzw. Absperrung des Öffnungsquerschnittes des zentralen Kanals von der Öffnung her in der Strömungsleitwand aufnimmt

11. Fluidischer Oszillator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß das Gehäuseteil (101, 10T) wenigstens teilweise koaxial zu einem äußeren Gehäuseteil (104; 104') angeordnet ist und beide Gehäuseteile in Achsrichtung relativ zueinander verstellbar sind, die zwischen sich wenigstens einen Kanal (111) in Verbindung mit der Atmosphäre begrenzen, der in den von der Austrittswand (31) und der Strömungsleitwand (13) gebildeten Austrittsbereich mündet wobei in Abhängigkeit von der relativen Stellung der beiden Gehäuseteile zueinander die Verbindung der Atmosphäre zum Austrittsbereich über den Kanal geöffnet oder unterbrochen ist.

12. Fluidischer Oszillator nach Anspruch II, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Gehäuseteil stromaufseitig eine Öffnung (145) zu dem von den beiden Gehäuseteilen begrenzten Kanal (Ul) aufweist, und daß die Öffnung (145) wahlweise an die Umgebungsluft oder eine Luftleitung anschließbar ist.

13. Fluidischer Oszillator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Strömungsleitwand durch die Wand eines hohlen Aufsatzteiles (169) verlängerbar ist und daß die

Öffnung in der Strömungsleitwand durch wenigstens eine Öffnung (170) in den Aufsatzteil (169) ersetzt ist.

14. Fluidischer Oszillator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufsatzteil (169) mit einem Strömungsteiler (173) versehen ist, der

wenigstens eine Öffnung zum teilweisen Durchtritt des an der Strömungsleitwand und der anschließenden Außenwand des Aufsatzteiles entlangströmenden Strömungsmittelstrahles aufweist.