DE2652584A1

DE2652584A1 - Pulsierende fluessigkeitsspruehvorrichtung

Info

Publication number: DE2652584A1
Application number: DE19762652584
Authority: DE
Inventors: Charles J Heitzman
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-11-19
Filing date: 1976-11-19
Publication date: 1977-06-02
Also published as: DK142783C; US4010899A; GB1484987A; DK142783B; DE2652584B2; DE2652584C3; FR2332065A1; FR2332065B1; CA1044731A; DK404576A; IT1068332B

Description

EWALD OPPERMANN

8827 OFFENBACH (MAIN) · KAISERSTRASSE 9 · TELEFON (0611) . KABEL EWOP.

18. November 1976

Op/ef

68/5

Charles J. Heitzman 1260 Laukahi Street, Honolulu, Hawaii 96821, V. St. A.

Pulsierende Flussigkeitssprühvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine pulsierende Flüssigkeitssprühvorrichtung, insbesondere für die Verwendung als Duschkopf.

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Bei zum Stande der Technik gehörenden pulsierenden Flüssigkeits- oder Wassersprühvorrichtungen, wie sie in den US-PSen 2 878 066 und 3 762 648 beschrieben sind, hat es sich als wünschenswert herausgestellt, den austretenden Wassersprühstrahl mittels eines vereinfachten rotierenden Turbinenventilsystems zu pulsieren, wie es in unseren US-PSen 3 473 736 und 3 568 716 beschrieben ist. Die vereinfachte Konstruktion der Sprühvorrichtung führt nicht nur zu einem wirtschaftlichen Aufbau, sondern sichert auch eine verlässliche Funktion, die insbesondere wünschenswert ist, wenn die Vorrichtung als pulsierender Duschkopf verwendet wird. Zusätzlich ist es für einen pulsierenden Duschkopf wünschenswert, das Problem des "Wasserschlages" zu verringern, welches gewöhnlich Wasserlei tungs systemen im Wohnbereich anhaftet, wenn der Wasserfluß durch eine Zufuhrleitung abrupt unterbrochen wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine pulsierende Flüssigkeitssprühvorrichtung bereit zu stellen, die der Verwendung als Duschkopf angepaßt ist, von ebenfalls einfacher und wirtschaftlicher Konstruktion ist, darüber hinaus aber auch sicherstellt, daß keine unzulässigen Wasserschlag-Geräusche in der Wasserzufuhrleitung entstehen, die mit der Vorrichtung verbunden ist. Die Aufgabe erstreckt sich auch auf die Schaffung vereinfachter Mittel für die Umschaltung zwischen einem pulsierendem Ausflußsprühstrahl und einem kontinuierlichen Ausflußsprühstrahl.

Allgemein ausgedrückt wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein rohrförmiges Gehäuse vorgesehen ist, welches einen Hauptflüssigkeitsweg begrenzt und ein Austrittsendteil aufweist, das durch eine Mehrzahl von sich axial

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erstreckenden und winkelförmig angeordneten Wänden oder Trennwänden, die als Einheit mit dem Gehäuse ausgeführt sind, in Abteile oder Kammern aufgeteilt ist. Die Trennwände bilden dazwischen befindliche Flüssigkeitskammern, wobei jede Flüssigkeitskammer direkt mit dem Hauptflüssigkeitsweg durch eine entsprechende innerhalb einer Ventilstatorwand vorgesehenen Durchgangsöffnung verbunden ist.

Ein scheibenförmiges Leitelement ist innerhalb des Gehäuses angeordnet und leitet Flüssigkeitsströme gegen den Ventilrotor, der drehbar von einer Tragachse gestützt wird, welche stromaufwärts von der Ventilstatorwand vorsteht. Der Ventilrotor besitzt einen vorspringenden Teil, dem ein Umlaufweg in der Nähe der Durchgangsöffnungen in der Ventilstatorwand zugeordnet ist und welcher nacheinander die Öffnungen schließt und kurzzeitig den Flüssigkeitsstrom in die entsprechende Flüssigkeitskammer einschränkt, um eine vorübergehende Unterbrechung des Sprühstrahlaustritts aus den entsprechenden Düsenausflußöffnungen, die mit der Kammer verbunden sind, herbeizuführen. Die Düsenausflußöffnungen sind in einem Endverschluß vorgesehen, der schraubbar mit dem Gehäuse verbunden ist und welcher teilweise gelöst werden kann, wenn es wünschenswert ist, einen kontinuierlichen Ausflußsprühstrahl aus den Öffnungen austreten zu lassen.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 1 bis 11 .

Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:

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Fig. 1 eine Vertikalansicht einer pulsierenden Flüssigkeitssprühvorrichtung, die erfindungsgemäß ausgebildet und in Form eines Duschkopfes dargestellt ist,

Fig. 2 einen Axialschnitt des in Fig. 1 gezeigten Duschkopfes,

Fig. 3 eine abgebrochene perspektivische Explosionsansicht einiger der in Fig. 2 dargestellten Teile des Duschkopfes,

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 gemäß Fig. 2 und

Fig. 5 einen abgebrochenen Schnitt durch das Austrittsendteil des in Fig. 2 dargestellten Duschkopfes, bei welchem der Endverschluß oder die Düsenkappe teilweise gelöst ist.

In Fig. 1 ist eine pulsierende Flüssigkeitssprühvorrichtung in Form eines Dusch- bzw. Brausekopfes 10 dargestellt, der für den Anschluß an ein Wasserzulaufrohr 12 ausgebildet ist, welches aus einer Duschwandoberflache 13 vorspringt". Der Duschkopf 10 besitzt ein Gehäuse 15, welches ein langgestrecktes rohrförmiges Teil 16 mit einem ein Innengewinde aufweisendes oberes Endteil 17 einschließt. Das rohrförmige Teil 16, welches einen inneren Flüssigkeitsweg begrenzt, kann aus Kunststoff geformt oder als ein Metallspritzgußteil ausgebildet sein. In das obere Endteil 17 ist ein rohrförmiger Einsatz 19 eingeschraubt, der mit einem einwärts vorspringenden Ringflansch 21 versehen ist,

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welcher einen kreisförmigen Wassereinlaß 22 für den Flüssigkeitsweg 18 begrenzt. Der Einsatz 19 enthält einen Dichtungsring 23, der dem kugelförmigen Endteil einer Gelenkrohrkupplung 24 anliegt. Die Kupplung 24 besitzt ein mit Innengewinde ausgestattetes oberes Endteil 26, welches für die Befestigung an dem mit Gewinde versehenen äußeren Endteil des Wasserzulaufrohres 12 ausgebildet ist Das teilweise kugelförmige Endteil der Kupplung 24 wird gegen den elastischen Dichtungsring 23 durch eine rohrförmige Buchse 28 angedrückt, welche in den Einsatz 19 eingeschraubt ist.

Das Gehäuse 15 umfaßt auch ein im wesentlichen kegelstumpf förmiges Austrittsendteil 30, welches schraubbar bei 31 an das untere Ende des rohrförmigen Teils 16 des Gehäuses 15 angeschlossen ist. Das Austrittsendteil 30 kann ebenfalls aus Kunststoff geformt oder als Metallspritzgußteil ausgebildet sein und kann mit dem rohrförmigen Gehäuseteil 16 aus einem Stück geformt sein. Das Austrittsendteil 30 umschließt drei mit gleichmäßigen Abständen angeordnete und sich axial erstreckende Trennwände 34, die einstückig mit dem Austrittsendteil ausgebildet sind und radial einwärts konvergierend verlaufen, um dazwischen eine entsprechende Anzahl von winkelförmig angeordneten Flüssigkeitskammern 35 zu begrenzen. Die oberen Endbereiche der Trennwände 34 erstrecken sich aufwärts in einen umgekehrten becherförmigen Ventilstator oder einen Wandbereich 38, der mit den Trennwänden 34 zur Bildung entsprechender stromaufwärts gelegener Verlängerungen der Flüssigkeitskammern 35 zusammenwirkt. Winkelförmig angeordnete Durchgangsöffnungen 42 sind im Statorwandteil 38 mit gleichmäßigen Abständen vorgesehen, um eine direkte Flüssig-

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keitsverbindung zwischen dem Hauptflüssigkeitsweg 18 und den entsprechenden Flüssigkeitskammern 35 herbeizuführen.

Eine zapfenähnliche Achse 44 ist einstückig an das Austrittsendteil 30 des Gehäuses 15 angeformt und erstreckt sich ausgehend von dem Statorwandteil 38 auf der Achse des Gehäuses 15 aufwärts, um einen Turbinen-Ventilrotor 45 zu stützen. Das obere Endteil der Achse 44 ist im wesentlichen zugespitzt und liegt der inneren Endfläche einer zylindrischen Sackbohrung 47 an, welche im Zentrum des Ventilrotors 45 angebracht ist. Vorzugsweise ist der Ventilrotor 45 aus Kunststoff geformt und besitzt eine Mehrzahl von am Umfang mit Abstand angeordneten und auswärts vorspringenden Turbinenschaufeln 52, die sich in axialer Richtung erstrecken, wie Fig. 3 illustriert. Der Ventilrotor 45 umfaßt auch ein damit einstückiges Verschlußteil 54, welches sich in Nähe der äußeren Oberfläche des Statorwandteils 38 abwärts erstreckt, so daß der Weg des Verschlußteils 54 die Durchgangsöffnungen 42 unmittelbar umgibt. Das Verschlußteil 54 erstreckt sich über einen Umfangswinkel von etwa 120 Grad, so daß, wenn sich das Verschlußteil 54 in einer den Flüssigkeitsstrom durch eine der Durchgangsöffnungen 42 schließende oder blockierende Stellung befindet, die beiden anderen Durchgangsöffnungen 42 geöffnet verbleiben , um einen direkten Durchfluß aus dem Flüssigkeitsweg 18 in die entsprechenden Flüssigkeitskammern 35 zu ermöglichen.

Ein im wesentlichen zylindrisches Flüssigkeitsleitelement 55 ist innerhalb des Flüssigkeitsweges 18 oberhalb des Ventilrotors 45 angeordnet und sitzt auf einer im Gehäuse 15 ausgebildeten Ringschulter 57. Das Flüssigkeitsleitelement 55 besitzt eine Mehrzahl von mit Umfangsab-

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ΛΑ

ständen angeordneten Schlitzen 58, von denen jeder inner-* halb einer entsprechenden Ebene angeordnet ist, welche sich in einem spitzen Winkel zur gemeinsamen Mittelachse des Ventilrotors 45 und des Gehäuses 15 erstreckt.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, ist ein kurzer Vorsprung oder Anschlagstift 62 einstückig mit dem Ventilrotor 45 geformt und steht aufwärts von einer der Schaufeln 52 vor. Ein innerhalb einer am Gehäuse 15 befestigten Buchse 64 radial verschiebbar gelagerter Stift 63 ist mit einem becherförmigen Anhalteknopf 65 verbunden, welcher das äußere Flanschende der Buchse 64 umgibt. Wenn der Halteknopf 65 und damit der Stift 63 einwärts gedrückt wird, reicht der Stift 63 in den Umlaufweg des Stiftes 62 hinein und beendet die Drehbewegung des Ventilrotors 45 in einer Stellung, in welcher das Verschlußteil 54 sich zwischen zwei Durchgangsöffnungen 42 befindet, so daß sämtliche Durchgangsöffnungen 42 geöffnet sind und eine direkte Kommunikation zwischen dem Flüssigkeitsweg 18 und den drei Flüssigkeitskammern 35 besteht.

Der kreisförmige Endverschluß oder Kappe 70 besitzt ein flaches Wandteil 72 und ein sich in Umfangsrichtung erstreckendes Flanschteil 73. Das Flanschteil 73 besitzt Innengewinde für den Eingriff mit einem entsprechenden Außengewinde am unteren Ende des Austrittsendteils 30 des Gehäuses 15. Innerhalb der Endverschlußkappe 70 ist eine Mehrzahl von Düsenaustrittsöffnungen 76 angeordnet, so daß das jeder der Kammern 35 zugeführte Wasser durch die öffnungen 76 in übereinstimmenden einen Sprühstrahl bildenden Strömen austritt. Vorzugsweise besitzt jede der Öffnungen 76 eine kegeistumpfförmige Fläche (nicht gezeigt), welche von der Innenfläche des Endverschlusses 70 ausgehend sich in eine zylindrische Fläche erstreckt,

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die wiederum sich bis zur äußeren Fläche des Endverschlusses 70 erstreckt.

Während des Betriebes der in Verbindung mit den Fig. bis 4 vorstehend erläuterten Flüssigkeitssprühvorrichtung verursacht ein ständiger Flüssigkeitsdurchfluß durch die winkelförmig angeordneten Schlitze 58 eine Rotation des Ventilrotors 45 mit einer im wesentlichen konstanten vom Wasserdruck abhängigen Drehzahl. Die Rotation des Verschlußteils 54 des Ventilrotors 45 bewirkt vorübergehendes nacheinander erfolgendes Verschließen der Durchgangsöffnungen 42, so daß der Wasserfluß aus dem Flüssigkeitsweg 18 in jede der Flüssigkeitskammern 35 für einen Sekundenbruchteil unterbrochen wird. Diese Unterbrechung des Wasserflusses in jede der Kammern 35 ruft eine entsprechende Unterbrechung oder Pulsierung des Wasserstroms hervor, der aus den Öffnungen 76 austritt, die mit der Kammer 35 verbunden sind.

Wie vorstehend erwähnt wurde, kann die Rotation des ■ Ventilrotors 45 durch Eindrücken des Knopfes 65 und des Stiftes 63 bis zum Eingriff mit dem Anschlagstift 62 auf dem Ventilrotor angehalten werden, wenn ein kontinuierlicher aus den Austrittsöffnungen 76 austretender Wassersprühstrahl gewünscht wird. In bestimm ten Fällen jedoch, z. B. wenn das Leitungswasser einen hohen Kalzium- oder Eisengehalt besitzt, kann es wünschenswert sein, ständig eine kontinuierliche Rotation des Ventilrotors 45 vorzusehen, wenn Wasser über den Duschkopf entnommen wird, um zu verhindern, daß der Ventilrotor sich in angehaltener Stellung festsetzt. In diesem Fall kann ein kontinuierlicher Wassersprüh-

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strahl auf einfache Weise erzielt werden, indem der Endverschluß 70 wie in Fig. 5 dargestellt teilweise abgeschraubt wird. Hierdurch werden eine direkte Flüssigkeitskommunikation zwischen allen Kammern 35 unterhalb der Trennwände 34 und ein im wesentlichen gleichbleibender oder gleichförmiger hydraulischer Druck innerhalb der Kammern 35 herbeigeführt, auch wenn die entsprechenden Durchgangsöffnungen 42 vorübergehend infolge der kontinuierlichen Rotation des Ventilrotors 45 verschlossen werden.

Aus der Zeichnung und der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß eine erfindungsgemäß ausgebildete Flüssigkeits sprühvorrichtung wünschenswerte Merkmale und Vorteile bietet. So ist die Vorrichtung z. B. nicht nur einfach und ökonomisch in der Konstruktion, sondern auch sehr wirksam für die Erzeugung eines gleichmäßigen pulsierenden Ausflußsprühstrahls, ohne dabei unzulässige hydraulische Geräusche oder Wasserschläge innerhalb der Flüssigkeits- oder Wasserleitung hervorzurufen. Dieses wird dadurch erzielt, weil das vorübergehende Schließen oder Anhalten des direkten Wasserflusses durch nur eine oder weniger als alle der Durchgangsöffnungen 42 sicherstellt, daß die volle Wasserzuleitung innerhalb der Leitung 12 nicht abrupt mit jeder Pulsierung des Austrittssprühstrahls unterbrochen wird.

Weiterhin eliminiert die Stützung des Ventilrotors 45 durch die zentral angeordnete Statortragachse 44, die in die Sackbohrung 47 vorspringt, im wesentlichen den Wasserfluß zwischen der Achse 44 und dem Ventilrotor 45 aus. Im Ergebnis treten keine nennenswerten Ansammlungen einer Kalk- oder Eisenablagerung aus dem Wasser über

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ausgedehnte Zeitspannen auf, wodurch eine fortgesetzte Rotation des Ventilrotors 45 sichergestellt ist. Wie vorstehend erwähnt wurde, ermöglicht der Endverschluß 70 auch eine schnelle und bequeme Umstellung der Sprühvorrichtung oder des Duschkopfes zwischen einem pulsierenden Ausflußsprühstrahl und einem kontinuierlichen Ausflußsprühstrahl.

- Ansprüche -

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Claims

Charles J. Heitzman 68/5 Ansprüche

1.; Pulsierende Flüssigkeitssprühvorrichtung, insbesondere für die Verwendung als Duschkopf, dadurch gekennzeichnet, daß ein einen Flüssigkeitsweg (18) begrenzendes, einen für den Anschluß an eine Wasserzuleitung (12) angepaßten Einlaß (42) aufweisendes Gehäuse (15) vorgesehen ist, das ein Austrittsendteil (30) besitzt, welches eine Mehrzahl von winkelförmig angeordnete Flüssigkeitskammern (35) bildende Trennwände (34) aufweist, wobei an das Gehäuse (15) ein eine Mehrzahl von Düsenausflußöffnungen (76) für jede der Flüssigkeitskammern (35) vorsehender Endverschluß (70) angeschlossen ist, daß ein eine entsprechende Mehrzahl von winkelförmig angeordneten, die Flüssigkeitskammern (35) unmittelbar mit dem Flüssigkeitsweg (18) verbindenden Durchgangsöffnungen (42) aufweisender Ventilstator (38) vorgesehen ist, wobei innerhalb des Gehäuses (15) ein Turbinen-Ventilrotor (45) drehbar gelagert ist, der ein- einen umlaufenden an die Durchgangsöffnungen (42) angrenzenden Weg aufweisendes Verschlußteil (54) für das nacheinander nach Maßgabe der Drehung des Ventilrotors (45) erfolgende Verschließen der Durchgangsöffnungen (42) und kurzzeitige Einschränken des unmittelbaren Durchflusses vom Flüssigkeitsweg in die zugehörigen Flüssigkeitskammern (35) besitzt, und daß innerhalb des Gehäuses (15) ein Leitelement (55) für die Leitung der Flüssigkeit längs eines Rotation des Ventilrotors zur Pülsierung der aus den Düsenausflußöffnungen (76) austretenden Flüssigkeit hervorrufenden Weges angeordnet ist.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (34) eine Einheit des Gehäuses (15) sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (34) winkelförmig angeordnet sind und sich durch die Rotationsachse des Ventilrotors (45) hindurcherstrecken.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die winkelförmig angeordneten Durchgangsöffnungen (42) in einer eine durchgehend gleichbleibende Wanddicke aufweisenden Wand des Ventilstators (38) vorgesehen sind, wobei sich die Trennwände (34) von der zwischen den Durchgangs-Öffnungen (42) befindlichen Ventilstatorwand bis zum die Düsenausflußöffnungen (76) aufweisenden Endverschluß (70) erstrecken.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Ventilstators (38) eine umgekehrte Becherform besitzt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilrotor (45) mit einer sich axial erstreckenden eine innere Endfläche aufweisenden Sackbohrung (47) versehen ist, in welche eine vom Ventilstator (38) axial in Stromaufwärtsrichtung vorstehende ortsfeste Achse (44) eingreift und die Endfläche zur drehbaren Lagerung des Ventil-Stators (45) stützt.

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7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (15) ein den Flüssigkeitsweg (18) begrenzendes rohrförmiges Teil und ein in radialer Richtung erweitertes Austrittsendteil (30) umfaßt, wobei letzteres die Trennwände (34) umgibt und zusammen mit diesen die Flüssigkeitskammern (35) begrenzt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Endverschluß (70) im wesentlichen kreisförmig ausgebildet und relativ gegenüber dem Gehäuse bewegbar an dieses angeschlossen ist, wobei der Endverschluß in Axialrichtung zwischen einer ersten den Trennwänden (34) benachbarten Stellung für die Erzeugung eines pulsierenden Ausflußsprühstrahl und einer zweiten von den Trennwänden entfernten Stellung für die Erzeugung eines kontinuierlichen Ausflußsprühstrahls bewegbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilrotor (45) mit einem sich auswärts erstreckenden Vorsprung (62) versehen ist, und daß am Gehäuse (15) ein Anschlag (63) angebracht ist, der zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung für wahlweises Anhalten des Ventilrotors (45) in einer vorbestimmten Stellung, bei welcher sich das Verschlußteil (54) im wesentlichen zwischen benachbarten Durchgangsöffnungen (42) zur Erzielung eines kontinuierlichen Ausflußsprühstrahls aus den Düsenausflußöffnungen (76) befindet, bewegbar ist, wobei in der Anhaltestellung der Anschlag (63) an den Vorsprung (62) angreift.

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10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (34) im wesentlichen längs der Mittelachse des Gehäuses (15) einteilig miteinander verbunden sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Austrittsendteil (30) an den rohrförmigen Teil des Gehäuses (15) mittels einer Schraubverbindung (31) angeschlossen ist.

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