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Brausekopf mit einem Brauseeinsatz
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Die Erfindung betrifft einen Brausekopf mit einem Brauseeinsatz, einer
drallerzeugenden Einrichtung und einer daran anschließenden Verwirbelungskammer
mit einer Wasseraustrittsöffnung, an die sich eine sich etwa trichterförmig erweiternde
Auslaßöffnung anschließt.
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Es ist bereits ein Brausekopf bekannt, bei dem sich an eine etwa zylindrische
Verwirbelungskammer ein sich kegelstumpfförmig erweiternder Auslaßbereich anschließt,
der in Längsrichtung verlaufende Nuten in der Wand des Trichters aufweist (DE-AS
22 38 948). Diese Brause soll eine Vielzahl von einzelnen Brausestrahlen erzeugen.
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Ebenfalls bekannt ist ein Brausekopf (DE-Gbm 71 12 090), bei dem eine
drallerzeugende Einrichtung in eine zylindrische Verwirbelungskammer mündet, aus
der eine Auslaßöffnung ins Freie führt, die sich zunächst verengt und anschließend
wieder erweitert. In die Verwirbelungskammer führt
gleichzeitig
noch ein glatter Durchgang, so daß beim Einschalten der Verwirbelungseinrichtung
der glatte Strahl zu einem vollen Brausekegel aufgerissen wird.
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Weiterhin bekannt ist eine Vollkegel-Zerstäubungsdüse (DE-OS 15 00
595), bei der der Ausgang aus einer Verwirbelungskammer von einer Öffnung gebildet
ist, deren Umriß von einer Reihe aneinandergrenzender Halbkreise gebildet ist. Diese
Uffnung kann sich über eine bestimmte axiale Länge erstrecken, wobei ebenfalls eine
schräge Anordnung der halbkreisförmigen Nuten möglich ist. Mit dieser Vollkegel-Zerstäubungsdüse
soll ein veränderbarer Kegelwinkel geschaffen werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brausekopf zu schaffen,
der einen Vollkegelstrahl mit möglichst feinen und innerhalb des Kegels möglichst
gleichmäßig verteilten Wassertröpfchen erzeugt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß sich
die Auslaßöffnung stufenförmig erweitert. Die aus der Veriwrbelungskammer mit der
Wasseraustrittsöffnung tangential austretenden Wasserstrahlen werden an den Stufen
reflektiert, so daß sie sich innerhalb des Voll kegels möglichst gleichmäßig und
zufällig verteilen.
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Beim Auftreffen auf die verschiedenen Stufen zerreißen die Wassertropfen,
so daß außerordentlich feine Wassertropfen geschaffen werden.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann mindestens ein Stufenabschnitt
etwa zylindrisch sein. Es ist jedoch
ebenfalls möglich, wie von
der Erfindung ebenfalls vorgeschlagen wird, daß mindestens ein Stufenabschnitt konisch
ist. Insbesondere können auch Kombinationen zwischen zylindrischen und konischen
Stufenabschnitten sinnvoll sein.
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Auch die Zylindrizität der Stufenabschnitte führt zu einer guten und
gleichmäßigen Verteilung der Wassertröpfchen, so daß eine gleichmäßige Verteilung
der einzelnen Wassertröpfchen über den Querschnitt des Strahl kegels erreicht wird.
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Der Querschnitt der Auslaßöffnung kann beispielsweise elliptisch oder
oval sein, besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn der Querschnitt der Auslaßöffnung
kreisrund ist.
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Um ein besonders gutes Abreißen der einzelnen Wassertropfen beim Auftreffen
auf die Seitenwände der Auslaßöffnung zu ermöglichen, schlägt die Erfindung vor,
daß die in den Innenraum der Auslaßöffnung gerichteten Kanten der Stufen scharfkantig
sind. Hierbei kann unter scharfkantig auch ein rechter Winkel verstanden werden,
wenn nur dafür gesorgt ist, daß die Kante tatsächlich nicht abgerundet ist.
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Die für die Tröpfchenbildung weniger interessanten, von der Auslaßrichtung
weggerichteten Kanten, können in Weiterbildung abgerundet sein.
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In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Stufenhöhe
bei allen Stufen gleich ist. Ebenso kann die Stufenbreite bei allen Stufen gleich
sein.
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Besonders günstig ist es, wenn die Anzahl der Stufen zwischen 3 und
16, vorzugsweise zwischen 6 und 10 liegt.
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In diesem Bereich ist sowohl eine einfache Herstellung als auch ein
gutes Strahlergebnis möglich.
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Die Erfindung schlägt vor, daß der Winkel zwischen der äußeren Begrenzung
der Auslaßöffnung und deren Längsachse zwischen etwa 5 und 25, vorzugsweise zwischen
etwa 10 und etwa 20° liegt. Dabei können als äußere Begrenzung der Auslaßöffnung
beispielsweise die nach innen gerichteten scharfen Kanten der Stufen bezeichnet
werden.
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Die Erfindung schlägt ebenfalls einen Brausekopf vor, bei dem die
Wasseraustrittsöffnung aus der Verwirbelungskammer einen scharfkantigen Umfang aufweist.
Die scharfe Kante der Wasseraustrittsöffnung ermöglicht ebenfalls die Herstellung
fein zerteilter Tröpfchen, die somit zu einem möglichst gleichmäßigen Strahlbild
beitragen.
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Dabei kann vorzugsweise die Wasseraustrittsöffnung in einer Stirnwand
der Verwirbelungskammer angeordnet sein, deren kammerseitige Oberfläche im Bereich
der Öffnung unter einem spitzen Winkel gegenüber einer auf der Längsachse der Auslaßöffnung
senkrecht stehenden Ebene verläuft.
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Auf diese Weise läßt sich die scharfe Kante besonders einfach herstellen.
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Begünstigt wird dies, wenn die Wasseraustrittsöffnung in einer Stirnwand
der Verwirbelungskammer angeordnet ist, deren auslaßseitige Oberfläche im Bereich
der Öffnung in einer auf der Längsachse der Auslaßöffnung senkrecht stehenden Ebene
verläuft.
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Dabei schlägt die Erfindung vor, daß der Winkel zwischen der kammerseitigen
Oberfläche der Stirnwand der Verwirbelungskammer und der Längsachse größer als 45°
sein kann und vorzugsweise im Bereich von etwa 600 liegt.
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Der kleinste Durchmesser der sich an die Wasseraustrittsöffnung anschließenden
Auslaßöffnung ist größer als der Durchmesser der Austrittsöffnung. Vorzugsweise
kann er nach der Erfindung zwischen etwa 1,5 und etwa 3 mal größer sein als der
Durchmesser der Austrittsöffnung.
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Die Erfindung schlägt ebenfalls einen Brausenkopf mit einem Brauseneinsatz
vor, bei dem der Brauseneinsatz im wesentlichen kugelförmig ausgebildet und verschwenkbar
gehaltert ist. Die verschwenkbare Halterung macht es möglich, den austretenden Brausenstrahl
in eine bestimmte Richtung zu lenken, wobei diese Richtung geändert werden kann.
Dies kann z.B. bei unterschiedlich großen Personen von Vorteil sein. Besonders günstig
ist es, wenn der Brausenkopfeinsatz um einen Winkel von etwa 5 - 20° aus der neutralen
Stellung verschwenkbar ist.
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Die Erfindung schlägt vor, daß der Brausenkopfeinsatz in einer Halterung
mit Hilfe einer Klemmschraube festlegbar ist. Mit dieser Klemmschraube läßt sich,
je nach deren Einstellung, ein mehr oder weniger leichtes Verschwenken des Brausenkopfeinsatzes
ermöglichen. Bei vollem Festziehen der Klemmschraube ist der Brauseneinsatz dann
vollständig festgelegt.
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Mit Vorteil ist dabei die Klemmschraube derart angeordnet, daß sie
ohne Werkzeug nicht zugänglich ist. Dies
kann z.B. mit Hilfe einer
Madenschraube oder einer Schraube mit Innensechskant ermöglicht werden. Damit wird
nicht nur eine unbefugte Verstellung der Klemmschraube, sondern auch eine Verletzung
an der Klemmschraube vermieden.
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Die Erfindung schlägt vor, daß der Einsatz in einer Oberwurfhülse
mit einer der Kugelform angenäherten Anlagefläche gehaltert ist. Dies macht eine
relativ leichte Abdichtung des Brausenkopfeinsatzes möglich. Besonders günstig ist
es, wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Oberwurfhülse von der den
Brausenkopfeinsatz festlegenden Klemmschraube gehalten wird. In diesem Fall ist
auch ein Demontieren bzw. ein Diebstahl von Teilen des Brausekopfes- unmöglich gemacht.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich
aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie
anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen: Fig. 1 einen Teilschnitt durch einen Brausekopf
mit einem Einsatz, einer drallerzeugenden Einrichtung und einer Oberwurfmutter;
Fig. 2 einen Schnitt durch den Brausekopfeinsatz nach Fig. 1; Fig. 3 eine Ansicht
der drallerzeugenden Einrichtung in Fig. 1 von unten;
Fig. 4 einen
der Fig. 1 entsprechenden Schnitt durch die drallerzeugende Einrichtung, etwa längs
Linie IV-IV in Fig. 3; Fig. 5 eine weitere Ausführungsform eines Brausekopfes mit
einem Brausekopfeinsatz.
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Der in Fig. 1 dargestellte Brausekopf enthält ein äußeres, mit einem
Gewindeanschluß 11 versehenes, glockenartiges Teil 12. Mit Hilfe des Gewindeanschlusses
11 läßt sich der Brausenkopf sowohl an einer festen Leitung als auch über ein Kugelgelenk
an eine Leitung anschließen. Im Bereich seines unteren Endes besitzt das glockenartige
Halterteil 12 ein Innengewinde 13, in das eine Oberwurfmutter 14 eingeschraubt ist,
die an ihrer Außenseite bündig mit dem glockenartigen Halterteil 12 verläuft.
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Die überwurfmutter 14 drückt einen Brausekopfeinsatz 15 gegen eine
Schulter 16 des glockenartigen Halterteils 12. Der Einsatz 15 besitzt oberhalb der
Schulter 16 eine umlaufende Ringnut 17, in die zur Abdichtung ein in der Zeichnung
aus Gründen der Vereinfachung nicht dargestellter Rundschnurring eingesetzt ist.
Dieser Rundschnurring dichtet den Einsatz 15 nach außen hin ab.
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Der Einsatz 15 weist auf seiner Oberseite eine Ausnehmung 18 auf,
die derart ausgebildet ist, daß ein Zylinderring 19 konzentrisch zur Längsachse
20 stehen bleibt. In die Ausnehmung 18 ist die drallerzeugende Einrichtung 21 eingesetzt,
die ihrerseits aus zwei stufenförmig abgesetzten zylindrischen Teilen 22, 23 besteht.
Der untere mit
dem größeren Durchmesser versehene zylindrische
Abschnitt 22 sitzt innerhalb des Zylinderringes 19.
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Wie sich aus Fig. 1 ergibt, gelangt das Wasser durch das Innere des
Gewindeanschlusses 11 in die obere Ausnehmung 24 des oberen Abschnittes 23 der drallerzeugenden
Einrichtung 21. Von dort aus gelangt sie durch insgesamt drei Kanäle 25, die jeweils
eine Schrägfläche 26 aufweisen, in die Verwirbelungskammer 27, die beim dargestellten
Ausführungsbeispiel zylindrisch ist, aber nicht unbedingt zylindrisch zu sein braucht.
An die Verwirbelungskammer 27 schließt sich eine Austrittsöffnung 28 an, deren Umfang
von einer scharfen Kante 29 gebildet ist. Die scharfe Kante 29 ist dadurch gebildet,
daß die kammerseitige Oberfläche 30 der Stirnwand der Verwirbelungskammer 27 unter
einem Winkel von etwa 600 gegenüber der Längsachse 20 verläuft, während die auslaßseitige
Oberfläche 31 der Stirnwand der Verwirbelungskammer 27 senkrecht zur Längsachse
20 verläuft. Unmittelbar an die Austrittsöffnung 28 schließt sich eine sich stufenförmig
erweiternde Auslaßöffnung 32 an, deren durch die erste Stufe gebildeter kleinster
Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Austrittsöffnung 28. Die äußere Begrenzung
der Auslaßöffnung 32 wird von insgesamt sieben etwa zylindrischen stufenartigen
Absätzen gebildet, von denen jeweils eine Stufenfläche 33 parallel zur Längsachse
20 und jeweils eine kleinere Stufenfläche 34 senkrecht zur Längsachse 20 verlaufen.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Breite aller Stufenflächen 33 gleich
groß, was ebenso für die Breite der Stufenflächen 34 gilt.
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Die in das Innere der Auslaßöffnung 32 gerichteten Kanten 35 der stufenartigen
Absätze sind scharfkantig, während die nach außen gerichteten Kanten 36 zwischen
je zwei Stufenflächen 33 und 34 abgerundet sein können. Die Scharfkantigkeit der
Kanten 35 dient zum Zerreißen bzw.
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Abreißen der auftreffenden bzw. entlangströmenden Wassertropfen.
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Beim dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die Kanten 35 auf einem
Kegelmantel, was ebenfalls für die Kanten 36 gilt. Es ist selbstverständlich ebenfalls
möglich, daß die Kanten beispielsweise auf der Mantelfläche eines andersgeformten
Körpers liegen.
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Fig. 2 zeigt nochmals den Brausenkopfeinsatz 15 ohne die drallerzeugende
Einrichtung 21. Es ist deutlich die Ausnehmung 18 zu sehen, in die die drallerzeugende
Einrichtung 21 eingesetzt wird, so daß Wasser in die Verwirbelungskammer 27 nur
durch die Kanäle 25 der drallerzeugenden Einrichtung 21 gelangen können.
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Fig. 3 zeigt die Ansicht der drallerzeugenden Einrichtung in Fig.
1 von unten. Es ist zu sehen, daß die Kanäle 25 in drei Öffnungen 37 ausmünden,
wobei diese Uffnungen 37 so angeordnet sind, daß sie innerhalb der Verwirbelungskammer
27 austreten. Die Außenseite 38 der schräg verlaufenden Kanalbegrenzungswände 39
weisen die gleichen Neigung wie die Schrägflächen 26 auf. Durch diese Anordnung,
wie sie insbesondere aus Fig. 3 und 4 hervorgeht, wird eine intensive rotierende
Verwirbelung innerhalb der Verwirbelungskammer 27 hergestellt, die zu einem tangentialen
Ablösen von Wasserstrahlen aus der Austrittsöffnung 28 führt. Das tangentiale Austreten
führt dann zu einem
Aufprallen und Reflektieren an den Stufenflächen
33 sowie zu einem Abreißen an den Kanten 35. Damit wird ein Vollkegelstrahl mit
einer über der gesamten Kegelquerschnittsfläche gleichmäßigen Verteilung feinster
Wassertropfen erreicht.
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Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brausekopfes.
Bei dieser Ausführungsform weist der äußere Halter 40 eine eine Schulter 41 bildende
Aussparung auf, in die eine Uberwurfhülse 42 eingesetzt ist. Die Oberwurfhülse 42
ist mit Hilfe eines in einer Ringnut 43 angeordneten Rundschnurrings 44 gegenüber
dem Halter 40 abgedichtet.
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Innerhalb der Oberwurfhülse 42 ist ein Brausenkopfeinsatz 45 angeordnet,
der die Form einer an der Ober- und an der Unterseite abgeflachten Kugel aufweist.
Die Oberwurfhülse 42 ist an ihrer Unterseite nach innen abgebogen, wobei sie eine
Anlagefläche 46 für den Einsatz 45 bildet, die der Kugelform des Einsatzes 45 angepaßt
ist.
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Unter Umständen kann auch eine kegelstumpfförmige Ausführung für die
Anlagefläche 46 ausreichend sein.
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Von der Oberseite her ist in das Innengewinde 47 der Oberwurfhülse
42 ein Winkelring 48 eingeschraubt, der zwischen seinen beiden Schenkeln 49, 50
einen Rundschnurring 51 gegen den Brausenkopfeinsatz 45 preßt. Damit ist auch an
dieser Stelle eine Abdichtung des Brausenkopfeinsatzes 45 gegenüber der Außenseite
gegeben. Die Flüssigkeit kann nur durch die obere Ausnehmung 52 des Einsatzes 45
und durch die sich stufenförmig erweiternde Auslaßöffnung 53 strömen.
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Die Oberwurfhülse 42 weist an ihrer rechten Seite eine Gewindebohrung
54 auf, in die von außen eine Klemmschraube 55 eingeschraubt ist. Entsprechend der
Gewindebohrung 54 weist der Halter 40 ebenfalls eine Bohrung 56 auf, die kein Gewinde
aufzuweisen braucht. Durch das Einschrauben der Klemmschraube 55 wird sowohl die
Oberwurfhülse 42 an dem Halter 40 als auch der Brausenkopfeinsatz 45 an dem Brausenkopf
gehaltert und, je nach Stärke des Anziehens der Schraube, verklemmt. Bei entsprechender
Lockerung der Schraube läßt sich der Einsatz 45 gegenüber der dargestellten neutralen
Stellung in sämtliche Richtungen um einen bestimmten Winkel verschwenken. Die Verschwenkung
kann durch entsprechend ausgebildete Anschläge begrenzt sein. Die Klemmschraube
55 dient also gleichzeitig zwei Zwecken, nämlich der ggf.
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nur leichten Festlegung des Brausenkopfeinsatzes 45 und der Halterung
der Oberwurfhülse 42 am Halter 40.
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Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform könnte die Auslaßöffnung
53 auch ohne Stufen verlaufen.