DE3621729A1 - Brausekopf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Brausekopf mit einem gegenüber einem festen Wasserleitsystem zur Veränderung des Strömungsverhaltens um seine Längsachse verdrehbaren Mantelteil, an dessen einer Stirnseite sich die Wasser­ eintrittsöffnung befindet und dessen andere Stirnseite mehrere Wasseraustrittsöffnungen aufweist.

Ein solcher Brausekopf ermöglicht es, durch Verdrehen des Mantelteils um seine Längsachse und damit durch mehr oder weniger weites Auf- oder Abschrauben des Mantelteils von einem festen Wasserführungskörper, beispielsweise einem Griffrohr einer Handbrause, die aus dem Brausekopf austretenden Wasserstrahlen in ihrem Druck und Ausströmvolumen zu verändern und damit weicher oder härter einzustellen. Ein solcher bekannter Brausekopf weist beispielsweise an der Stirnseite eines Mantelteils Wasseraustrittsöffnungen auf, die längs eines Kreises angeordnet sind. Dadurch ergibt sich ein Wasserstrahlgefüge, welches einen Zylinder­ oder Kegelmantel bildet, wobei die Wassertröpfchen nicht großflächig, sondern entsprechend der kreisförmigen Anordnung der Wasseraustrittsöffnungen etwa kreislinienförmig oder elliptisch auf dem Körper auftreffen.

Bekannte Brauseköpfe haben den Nachteil, daß an den in ihrem Inneren befindlichen engen Ventilöffnungen leicht eine Verstopfung entstehen kann, weil im Wasserstrahl mitgeführte Teilchen diese Öffnungen ver­ schließen und weil sich aus dem Wasser Kalkablagerungen an den engen Durchgangsstellen absetzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brausekopf zu schaffen, in dem Verstopfungen durch Kalkablagerungen oder mitgeführte Teilchen nicht möglich sind, so daß er über lange Zeiträume ein gleichmäßig gutes Betriebsverhalten zeigt. Mit dem Brausekopt soll der Wasserstrahl stufenlos in seiner Härte eingestellt werden können, wobei dieser auf dem Körper großflächig auftreffen soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß innerhalb des Mantelteils in dem Wasserweg eine mit zwei Ventilöffnungen zusammenwirkende, als Absperrorgan wirkende Membran angeordnet ist. Die beiden Ventilöffnungen, durch die das Wasser hindurchströmen muß, um den Brausekopf verlassen zu können, werden also durch eine im Inneren des Brausekopfes befindliche Membran gebildet. Diese schwingt infolge der Druckschwankungen des Wassers, so daß die Ventilöffnungen beständig in ihrem Durchflußquerschnitt verändert werden. Auf diese Weise sind auch an den engen Durchflußquer­ schnitten der Ventilöffnungen ständig wechselnde Strömungsverhältnisse vorhanden, so daß sich hier keine Kalkablagerungen bilden können. Mitgeführte Teilchen im Wasserstrom werden fortgespült, sobald sich die entsprechende Ventilöffnung infolge des Schwingens der Membran vergrößert.

Bevorzugt ist die Membran kegelmantelförmig ausgebildet und in einem zum Mantelteil koaxialen Regelgehäuse trichterförmig angeordnet. Der Trichter ist dabei dem ankommenden Wasser zugewandt, so daß mit größer werdendem Wasserdruck sich eine steilere (spitzere) Kegelform der Membran einstellt.

Von den beiden Ventilöffnungen ist bevorzugt eine obere Ringspalt-Ventilöffnung von der oberen Membrankante und der inneren Oberfläche des Regelgehäuses gebildet, während eine untere zentrale Ventilöffnung von dem unteren Ende der Membran und einer stirnseitigen zentralen Bohrung eines unterhalb der Membran angeordneten topfförmigen Aufnahmegehäuses gebildet ist, welches mehrere radiale Durchgangsöffnungen aufweist. Die Membran befindet sich dadurch zum größten Teil innerhalb des Aufnahmegehäuses und bildet mit diesem eine Ventilkammer. Das strömende Wasser gelangt innerhalb des Regelgehäuses zunächst in den Trichter der Membran und strömt von dort über dessen obere Membrankante durch die Ringspalt- Ventilöffnung an die Außenseite des topfförmigen Aufnahmegehäuses. Von dort gelangt es durch die Durchgangsöffnungen in die Ventilkammer und kann durch die zentrale Ventilöffnung das Aufnahmegehäuse schließlich verlassen, um zu den Wasseraustrittsöffnungen des Brausekopfes zu gelangen.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Schutzansprüchen enthalten. Der Schutzumfang erstreckt sich nicht nur auf die beanspruchten Einzelmerkmale, sondern auch auf deren Kombination.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt (Axialschnitt) durch einen Brausekopf;

Fig. 2 die Teile des Brausekopfes gemäß Fig. 1 in geringfügig verkleinerter explosionsartiger Darstellung.

Ein Brausekopf kann von einem festen Griffrohr (10) einer Handbrause gehalten werden. Statt des Griffrohrs (10) läßt sich auch ein an einer Wand fest installiertes oder höhenverschwenkbar gelagertes Wasserzuführungsrohr verwenden. Das Griffrohr (10) endet an einem Innengewinde, in welches ein Einschraubschaft (11) eines Regelgehäuses (12) fest eingeschraubt ist.

Das Regelgehäuse (12) weist unterhalb des Einschraub­ schaftes (11) einen Aufnahmeraum auf, in welchem ein topfförmiges Aufnahmegehäuse (13) für eine Membran (14) von der unteren Stirnseite her eingesteckt ist. Die Membran (14), beispielsweise ein Kunststoffteil, ist trichterförmig ausgebildet, weist also einen nach unten zulaufenden Kegelmantel auf. Zur Lagerung der Membran (14) des Aufnahmegehäuses (13) dient eine zentrale Führungswelle (15), die mit einem Wellenzapfen (16) durch eine Bohrung der Membran (14) von oben hindurchgesteckt ist, wonach auf das an der Unterseite aus der Membran (14) herausragende Ende des Wellenzapfens (16) eine Führungskappe (17) aufgesteckt und dort befestigt ist. Die Befestigung ist mit Hilfe von Rastnasen (18) des Wellenzapfens durchgeführt, die an diesem radial abstehen und in einer Ringnut (19) einrasten, die an der inneren Oberfläche der Führungs­ kappe (17) ausgebildet ist.

Die Membran (14) ist innerhalb des Aufnahmegehäuses (13) in radialer Richtung festgehalten und in axialer Richtung über die Führungswelle (15) längsverschieblich geführt. Zu diesem Zweck weist das Regelgehäuse (12) eine Führungshülse (20) auf, deren innerer Durchmesser dem äußeren Durchmesser der Führungswelle (15) entspricht. Die Führungshülse (20) befindet sich im mittleren Bereich des Regelgehäuses (12) und erstreckt sich teilweise über den Einschraubschaft (11) und teilweise über den Aufnahmeraum für das Aufnahmegehäuse (13) und die Membran (14).

Mehrere achsparallele Eintrittsöffnungen (21) für das aus dem Griffrohr (10) kommende Wasser umgeben die Führungshülse (20) in dem Regelgehäuse (12). Im Bereich der unteren Stirnseite weist das Regelgehäuse (12) eine Ringnut (22) in seiner inneren zylindrischen Oberfläche auf, in welcher mehrere an dem Aufnahmegehäuse (13) an der Außenseite radial abstehende Rastnasen (23) eingerastet sind, wenn das Aufnahmegehäuse (13) in das Regelgehäuse (12) eingesteckt ist.

Das Aufnahmegehäuse (13) weist an seinem Umfang mehrere radiale Durchgangsöffnungen (24), beispielsweise Bohrungen, auf. Diese bilden die Einströmöffnungen für das Wasser in die unterhalb der Membran (14) befindliche Ventilkammer (25) des Aufnahmegehäuses (13). Für das Ausströmen des Wassers weist das Aufnahmegehäuse (13) eine zentrale Bohrung (26) auf.

Das Regelgehäuse (12) wird von einem Mantelteil (27) umgeben, welches mit einem Innengewinde (28) auf ein Außengewinde (29) des Regelgehäuses (12) aufgeschraubt ist. Dieses Mantelteil (27) weist an seiner unteren Stirnseite eine Siebwand (30) mit über deren Fläche verteilt angeordneten Wasseraustrittsöffnungen (31) auf.

Oberhalb der Innenseite der Siebwand (30) ergibt sich ein veränderlicher Abstand zu der unteren Stirnseite des Aufnahmegehäuses (13). Dieser bestimmt das Volumen eines Wasserverteilraums (32), welches durch teilweises Abschrauben des Mantelteils (27) von dem Regelgehäuse (12) vergrößert und durch weiteres Aufschrauben verkleinert werden kann. Die Größe dieses Wasser­ verteilraums (32) beeinflußt das Strömungsverhalten des aus den Wasseraustrittsöffnungen (31) ausströmenden Wassers. Aus der Ventilkammer (25) gelangt das Wasser durch die zentrale Bohrung (26) des Aufnahmegehäuses (13) in den Wasserverteilraum (32).

Die Membrane (14) bildet mit dem Aufnahmegehäuse (13) zwei Ventile für das durchströmende Wasser. Sie liegt an der oberen stirnseitigen Ringfläche (33) des Aufnahmegehäuses (13) an und bildet mit ihrer oberen Membrankante (34) und mit der zylindrischen inneren Oberfläche des Aufnahmeraums des Regelgehäuses (12) eine Ringspalt-Ventilöffnung (35). Ihr unteres Ende kann sich im Bereich der Bohrung (26) an dem Aufnahmegehäuse (13) abstützen und somit eine sich am oberen Ende der Bohrung (26) anschließende zentrale Ventilöffnung (36) schließen.

Innerhalb der Bohrung (26) ist eine die Führungskappe (17) teilweise umgebende, sich mit ihrem oberen Ende an der Membrane (14) abstützende und sich mit ihrem unteren Ende in einer Sackbohrung (37) der Siebwand (30) des Mantelteils (27) abstützende Druckfeder (38) angeordnet. Diese ist um so stärker vorgespannt, je weiter das Mantelteil (27) auf das Regelgehäuse (12) aufgeschraubt ist. Sie beeinflußt somit das untere, durch die zentrale Ventilöffnung (36) bestimmte Ventil des Brausekopfes und damit die Strömungsverhältnisse in der Bohrung (26), dem Wasserverteilraum (32) und den Wasseraustrittsöffnungen (31).

Der erfindungsgemäße Brausekopf arbeitet wie folgt. Das von dem Griffrohr (10) in den Einschraubschaft (11) des Regelgehäuses (12) strömende Wasser gelangt durch die Eintrittsöffnungen (21) in den Aufnahmeraum des Regelgehäuses (12) für das Aufnahmegehäuse (13) und die daran abgestützte Membran (14). Infolge des Wasserdrucks verformt sich die elastische Membran (14) so, daß ihr Kegelmantel eine steilere Form einnimmt. Die Membran (14) wird nach unten gedrückt und zieht die Führungswelle (15) abwärts. Dabei wird zwangsläufig die Ringspalt-Ventilöffnung (35) an der oberen Membrankante (34) geöffnet, so daß das Wasser durch diesen Ringspalt hindurch an die Außenseite des Aufnahmegehäuses (13) strömen kann. Ein Dichtungsring (39) verhindert das Austreten von Wasser am äußeren Umfang des Aufnahmegehäuses (13) aus dem Regelgehäuse (12). Daher muß das Wasser durch die Durchgangsöffnungen (24) radial in den unterhalb der Membran (14) befindlichen Raum der Ventilkammer (25) einströmen, so daß sich hier ein Druck aufbaut. Infolge dieses Drucks wird die Membran (13) in entgegengesetzter Richtung verformt, so daß nun das untere Ventil an der zentralen Ventilöffnung (36) geöffnet wird und das Wasser durch die Bohrung (26) in den Wasserverteil­ raum (32) und von dort über die Wasseraustrittsöffnungen (31) aus dem Brausekopf stirnseitig austreten kann.

Infolge von Druckschwankungen im einströmenden Wasser schwingt die Membran (14) in Richtung ihrer zentralen Achse hin und her, so daß sich ständig das von der Ringspalt-Ventilöffnung (35) gebildete obere Ventil und das von der zentralen Ventilöffnung (36) gebildete untere Ventil in der Größe verändert. Daher ergeben sich an den Wasseraustrittsöffnungen (31) pulsierende Wasserstrahlen, deren Stärke durch mehr oder weniger weites Aufschrauben des Mantelteils (27) auf das Regelgehäuse (12) veränderbar ist. Das Schwingungs­ verhalten der Membran (14) wird von der Wirkung der Druckfeder (38) und von dem der Membran (14) eigenen Federungsverhalten bestimmt.

Durch das ständige Stauchen und Strecken der Membran (14) können sich keine im Wasserstrom mitgeführten kleinen Teilchen an den Ventilöffnungen (35 und 36) festsetzen. Auch Kalkansatz ist daher hier nicht mehr möglich. Die Membran stellt sich auf die Strömungsänderungen des ankommenden Wassers ein. Der auch an den Brauselöchern, den Wasseraustrittsöffnungen (31) pulsierende Wasserstrahl wirkt hier ebenfalls kalkansatzhemmend.

In der Ausgangsstellung liegt die obere Membrankante (34) an der Innenwand des Aufnahmewand des Regelgehäuses (12) dichtend an, während das untere Ventil mit der zentralen Ventilöffnung (36) geöffnet ist. Erst nach Einschalten des Wasserstroms und dem damit verbundenen Druckaufbau an der Oberseite der Membran (14) wird diese gegen die Wirkung der Druckfeder (38) und ihr eigenes Federungsverhalten nach unten gedrückt, so daß das untere Ventil mit der zentralen Ventilöffnung (36) geschlossen ist.

Die stufenlose Einstellung der Wasserstrahlhärte erfolgt ausschließlich durch Verdrehen des Mantelteils (27) an dem Regelgehäuse (12). Es stellt sich für jede Stellung des Mantelteils (27) ein Gleichgewicht ein, bei dem die Membran (14) mit der Führungswelle (15) in axialer Richtung hin- und herschwingt und somit das obere Ventil an der Ringspalt-Ventil-Öffnung (35) und das untere Ventil an der zentralen Ventilöffnung (36) in der Zeiteinheit abwechselnd öffnet und schließt.

Claims (11)

1. Brausekopf mit einem gegenüber einem festen Wasserleitsystem zur Veränderung des Strömungs­ verhaltens um seine Längsachse verdrehbaren Mantelteil, an dessen einer Stirnseite sich die Wassereintrittsöffnung befindet und dessen andere Stirnseite mehrere Wasseraustrittsöffnungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Mantelteils (27) in dem Wasserweg eine mit zwei Ventilöffnungen zusammenwirkende, als Absperrorgan wirkende Membran (14) angeordnet ist.

2. Brausekopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (14) kegelmantelförmig ausgebildet und in einem zum Mantelteil (27) koaxialen Regelgehäuse (12) trichterförmig angeordnet ist.

3. Brausekopf nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß von den beiden Ventilöffnungen eine obere Ringspalt-Ventilöffnung (35) von der oberen Membrankante (34) und der inneren Oberfläche des Regelgehäuses (12) gebildet ist, während eine untere zentrale Ventilöffnung (36) von dem unteren Ende der Membran (14) und einer stirnseitigen zentralen Bohrung (26) eines unterhalb der Membran (14) angeordneten topfförmigen Aufnahmegehäuses (13) gebildet ist, welches mehrere radiale Durchgangsöffnungen (24) aufweist.

4. Brausekopf nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das topfförmige Aufnahmegehäuse (13) in dem Regelgehäuse (12), dieses abdichtend, von unten eingesteckt ist, wobei mehrere am Umfang des Aufnahmegehäuses (13) abstehende Rastnasen (23) in einer Ringnut (22) des Regelgehäuses (12) eingerastet sind.

5. Brausekopf nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (14) an der ringförmigen Oberkante des Aufnahmegehäuses (13) abgestützt und mit einer zentralen Führungswelle (15) in einer Führungshülse (20) des Regelgehäuses (12) axial verschiebbar geführt ist.

6. Brausekopf nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Teil des Regelgehäuses (12) als Einschraubschaft (11) ausgebildet ist, der sich an dem unteren, das Aufnahmegehäuse (13) enthaltenden Teil anschließt, und daß die Führungshülse (20) sich über den Verbindungsbereich dieser Teile des Regelgehäuses (12) erstreckt.

7. Brausekopf nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelgehäuse (12) im Bereich der Führungshülse (20) mehrere diese um­ gebende Eintrittsöffnungen (21) aufweist.

8. Brausekopf nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die nach oben abstehende Führungswelle (15) der Membran (14) an dieser mittels einer an der Unterseite angeordneten, einen Wellenzapfen (16) umgebenden Führungskappe (17) befestigt ist.

9. Brausekopf nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelgehäuse (12) ein Außengewinde (29) aufweist, auf welches das mit einem Innengewinde (28) versehene Mantelteil (27) von unten aufgeschraubt ist.

10. Brausekopf nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelteil (27) als Wasserkäfig mit einer stirnseitigen Siebwand (30) ausgebildet ist, in welcher sich die Wasser­ austrittsöffnungen (31) befinden.

11. Brausekopf nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungskappe (17) von einer Druckfeder (38) umgeben ist, die sich mit ihrem oberen Ende an der Membran (14) abstützt, durch die zentrale Bohrung (26) des Aufnahmegehäuses (13) hindurch verläuft und sich mit ihrem unteren Ende an der inneren Oberfläche der Siebwand (30) des Mantelteils (27) abstützt.