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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Sprühvorrichtung,
die ein Ventil und eine Düse zum
Ausstoßen
eines Fluidstrahls umfasst. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende
Erfindung auf eine Sprühvorrichtung,
die zum Reinigen mittels Wasser und Chemikalien, zum Reinigen mittels
Luft, zum Feuerlöschen,
zum Ausblasen, zum Sprühlakieren,
usw., verwendet werden kann.
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Um die Beschreibung zu vereinfachen,
wird die vorliegende Erfindung basierend auf dem Gebiet der Reinigung
unter Verwendung von Hochdrucksprühvorrichtungen beschrieben
werden, allerdings kann sie natürlich
für andere
Anwendungen verwendet werden, in denen ein Fluid durch ein Ventil
fließt. Hochdrucksprühvorrichtungen
werden industriell, zum Beispiel, dann verwendet, wenn eine Ausrüstung in
der Nahrungsmittelindustrie, der chemischen Industrie, usw. gereinigt
wird.
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Dabei ist eine Anzahl von unterschiedlichen Sprühvorrichtungen
vorhanden, die eine Düse
und ein Ventil haben und für
Hochdrucksprühvorrichtungen
mit zugeordneten Steuereinrichtungen zum öffnen und Schließen der
Strömung
durch die Sprühdüse ausgestattet
sind. Ein gemeinsames Merkmal der unterschiedlichen Steuereinrichtungen
für die
Sprühdüsen ist
dasjenige, dass dabei eine Sicherheitsfunktion vorhanden sein muss,
die eine Strömung
zu der Sprühdüse bewirkt,
um dann unterbrochen zu werden, wenn der Benutzer seinen Griff an
dem Sprühdüsenhandgriff
verliert. Heutzutage ist diese Sicherheitsfunktion so ausgelegt,
dass sich das Ventil der Sprühvorrichtung
durch Zusammendrücken
einer Steuereinrichtung in der Form eines Auslösehebels in einer Schlaufe öffnet. Wenn
der Benutzer diesen zusammendrückenden
Griff des Auslösehebels
verliert, springt dieser zurück,
wodurch sich das Ventil schließt
und der Fluidstrahl unterbrochen wird.
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Dieses Design, das einen Handgriff
mit einer Schlaufe und einem Auslösehebel einsetzt, ruft eine große, statische
Belastung auf die Handmuskeln des Benutzers hervor, wenn der Auslösehebel
während der
gesamten Betätigungszeit
gedrückt
wird. Wenn der Arbeitstag beendet ist, werden bis zu zwei Stunden
für eine
Reinigung benötigt,
was zu einer statischen Belastung der Handmuskeln führt, was
zu einer Abnutzung und industriellen Krankheiten bzw. Erkrankungen
führt.
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Um den Reinigungsvorgang weniger
anstrengend zu machen, ist aufgetreten, dass die Sicherheitsfunktion
durch Verriegeln des Auslösehebels
relativ zu dem Handgriff in eine offene Position des Ventils beseitigt
wird. Dann muss der Benutzer nur den Handgriff in einem üblichen
Griff halten und muß konstant
den Auslösehebel
zu dem Handgriff hi drücken.
Falls in diesem Fall der Benutzer den Handgriff bei dem Reinigungsvorgang
fallen lassen sollte, können
die Hochdruckströmung
des Fluids und ein zugeordnetes Rohr, durch das das Fluid zu der Sprühvorrichtung
geführt
wird, eine starke Beschädigung
an der Außenrüstung und
an Personen, die nahe dazu stehen, verursachen.
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Heutzutage sind keine Sprühvorrichtungen mit
Düse und
Ventil vorhanden, die die Sicherheitsfunktion, ohne das Design,
das einen Auslösehebel einsetzt,
der während
des Reinigungsvorgangs gedrückt
werden muss, liefern.
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Sprühvorrichtungen mit Düse und Ventil,
wie sie vorstehend beschrieben sind, sind in der
DE 35 27 922 , der DE 195 03 101, der
US-A-4,613,074 und der GB 1,593,638 offenbart. Ein Nachteil dieser Sprühvorrichtung
ist demzufolge derjenige, dass sie, im Betrieb, eine große statische
und ergonomische, nicht korrekte Belastung der Muskeln der Hand
und des Unterarms hervorrufen.
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Das dänische Gebrauchsmuster 95 00285 offenbart
einen Pistolenhandgriff für
Hochdruckgeräte
und Hochdruckwerkzeuge. Dieser Pistolenhandgriff ist dadurch gekennzeichnet,
dass der Auslösehebel
seinen Einschaltpunkt des aktivierenden Keils (Auslösehebels)
hinter der Hand des Benutzers plaziert hat. Mit diesem Aufbau würde sich
die Kraft, mit der der Benutzer den Auslösehebel zu dem Handgriff hin
drücken
muß, verringern,
da die Hand nach vorne in dem Handgriff gedrückt wird, wenn der Strahl des Hochdruckfluids
arbeitet. Allerdings leidet dieser Aufbau noch unter, zum Beispiel,
dem Nachteil, dass der Auslösehebel
noch zu dem Handgriff hin während des
gesamten Reinigungsvorgangs niedergedrückt werden muss, was eine statische
Last in Bezug auf die Muskeln der Hand hervorruft.
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Eine weiterer Nachteil der Sprühvorrichtungen
nach dem Stand der Technik mit Düse
und Ventil ist derjenige, dass der Handgriff nicht als eine direkte Verlängerung
der Düse
ausgelegt ist, was eine nicht natürliche Position dann erfordert,
wenn ebene Flächen
gereinigt werden sollen, die unter einem Abstand oberhalb der Ebene
angeordnet sind, auf der der Benutzer steht. Viele Benutzer nehmen
dann oftmals eine Arbeitsposition ein, in der sie das Rohr hinter
deren Rücken
und über
deren Schulter halten, wobei der Handgriff und die Düse unter
einem Abstand vor deren Schulter mit einer Hand gehalten wird. Dies
kann nicht mit Sprühvorrichtungen
von heute für
Hochdrucksprühvorrichtung
vorgenommen werden, wenn die Sicherheitsfunktion aktiv ist.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, eine Sprühvorrichtung
mit Düse
und Ventil zu schaffen, die nicht die vorstehenden Nachteile besitzt.
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Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung
ersichtlich.
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Diese Aufgaben werden durch eine
Sprühvorrichtung
mit einer Düse
und einem Ventil gemäß dem beigefügten Anspruch
1 gelöst.
Besonders bevorzugte Ausführungsformen
sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Kurz gesagt, bezieht sich die vorliegende
Erfindung auf eine Sprühvorrichtung,
die ein Ventil und eine Düse
zum Ausstoßen
eines Fluidstrahls umfasst. Gemäß der Erfindung
besitzt die Sprühvorrichtung
einen Düsenhalter 6; 6, 15, 16, 19,
der so eingerichtet ist, dass er manuell ergriffen wird, wenn die Sprühvorrichtung
benutzt wird, und der relativ zu der Düse im wesentlich parallel zu
der Richtung des Fluidstrahls bewegt werden kann. Die Sprühvorrichtung weist
weiterhin ein Ventil auf, das vor der Düse verbunden und so eingerichtet
ist, dass es sich, bei Bewegen des Düsenhalters, relativ zu der
Düse in
der Richtung des Fluidstrahls, öffnet.
Die Düse
ist durch eine Vorspanneinrichtung 10 relativ zu dem Düsenhalter 6 in
der Richtung des Fluidstrahls vorgespannt, wobei die relative Position
des Düsenhaltes
zu der Düse
durch die zurückwirkende
Kraft des Fluidstrahls und durch die Vorspanneinrichtung beeinflußt wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird eine Druckfeder zwischen der Düse und dem
Düsenhalter
zusammen gedrückt,
um die Vorspannung zu erzeugen.
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Der Düsenhalter kann eine Buchse
umfassen, die, durch Bewegen in der Richtung des Fluidstrahls, so
angepaßt
ist, um das Ventil zu öffnen.
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Ein Vorteil der Erfindung ist derjenige,
dass sie keine statische Belastung verursacht, und demzufolge keine
Abnutzung der Muskeln der Hand und des Unterarms.
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Eine bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung besitzt weiterhin den Vorteil, dass der
Düsenhalter
an der Sprühvorrichtung
eine direkte Verlängerung
der Düse
ist. Diese Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung kann demzufolge in einer komfor tablen Art
und Weise auch dann betätigt
werden, wenn Flächen
gereinigt werden, die oberhalb der Ebene positioniert sind, auf
der der Benutzer steht.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. Die Zeichnungen sind nicht dazu vorgesehen, den Schutzumfang
der Erfindung einzuschränken.
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1a zeigt
eine Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, wobei das Ventil in einer geschlossenen Position dargestellt
ist,
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1b zeigt
eine Schnittansicht derselben Ausführungsform wie 1a,
allerdings ist das Ventil in einer offenen Position dargestellt,
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2a zeigt
eine Schnittansicht einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform
der vorliegende Erfindung, wobei das Ventil in einer geschlossenen Position
dargestellt ist,
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2b zeigt
eine Schnittansicht derselben Ausführungsform wie 2a, allerdings ist das Ventil in einer
offenen Position dargestellt.
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3a zeigt
eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, wobei das Ventil in einer geschlossenen Position dargestellt
ist,
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3b zeigt
eine Schnittansicht derselben Ausführungsform wie in 3a, allerdings ist das Ventil
in einer offenen Position dargestellt,
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4a zeigt
eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, wobei das Ventil in einer geschlossenen Position dargestellt
ist,
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4b zeigt
eine Schnittansicht derselben Ausführungsform wie in 4a, allerdings ist das Ventil
in einer offenen Position dargestellt,
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5a zeigt
eine Teilschnittseitenansicht einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wobei das Ventil in einer geschlossenen
Position dargestellt ist,
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5b zeigt
eine Teilschnittseitenansicht derselben Ausführungsform wie in 5a, allerdings ist das Ventil
in einer offenen Position dargestellt, und
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6 zeigt
eine Vorderansicht eines Details der Ausführungsform, dargestellt in
den 5a und 5b.
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Die Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung, dargestellt in den 1a, 1b, 3a und 3b, weisen
eine Spindel 1 mit axialen, nicht verbundenen Bohrungen 2, 3 auf.
Die Bohrungen 2, 3 führen zu Öffnungen 4, 5 in
der Außenseite
der Spindel 1. Die Öffnungen 4, 5 weisen
in dieser Ausführungsform
radiale Öffnungen
von den Bohrungen 2, 3 heraus zu der Seite der
Spindel 1 auf, allerdings können sie in anderen Arten und
Weisen aufge baut sein, die für Fachleute
auf dem betreffenden Fachgebiet ersichtlich sind. Die Sprühvorrichtung
gemäß den 1 und 3 weist
weiterhin einen Düsenhalter
in der Form einer Buchse 6 auf, die auf der Spindel 1 bewegbar
ist. Die Buchse 6 besitzt einen axial verlängerten
Abschnitt mit einem vergrößerten,
inneren Radius. Dieser Bereich kann sich entlang des Umfangs der
Spindel 1 erweitern, kann allerdings auch eine Umfangsbreite entsprechend
den Öffnungen 4, 5 haben
und kann eine oder mehrere Verbindungen in Abhängigkeit von der Anzahl der
Querschnittsöftnung 4, 5 bilden.
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Der Abstand zwischen den Öffnungen 4, 5 muss
nicht die Länge
des Abschnitts 7 mit einem vergrößerten, inneren Radius übersteigen.
Zwischen den Öffnungen 4, 5 ist
ein Ansatz 8 auf der Spindel 1 angeordnet. Wenn
das Ventil in seiner geschlossenen Position, wie in 1a verbleibt,
ist der Ansatz 8 so angepaßt, um in eine Endwand 9 in
dem Abschnitt 7 mit einem vergrößerten Radius einzugreifen.
In ähnlicher
Weise wie in den 1a, 1b, 3a und 3b kann
dieser Ansatz 8 eine Dichtung aufweisen, die auch einen
Ansatz, angeordnet in dem Material der Spindel 1, aufweisen
kann. Falls der Ansatz 8 in dem Material der Spindel 1 angeordnet
ist, kann eine Dichtung in der Buchse 6, anstelle in der
Spindel 1, angeordnet sein.
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Die Sprühvorrichtung, dargestellt in
den 1a, 1b, 3a und 3b, weist weiterhin eine
Schraubenfeder 10, zusammengedrückt zwischen einer Düse (nicht
dargestellt), die relativ zu der Spindel 1 fixiert ist,
und der Buchse 6, auf, um eine Vorspannung zu erzeugen,
die dazu führt,
die Spindel 1 und die Düse
in der Richtung des Pfeils A relativ zu der Buchse 6 zu
verschieben. Zwischen der Buchse 6 und der Spindel 1 sind
Dichtanordnungen vorgesehen, die einen O-Ring 11 und einen
Teflon-Ring 12 aufweisen. Diese Dichtanordnungen können in
der Buchse 6 angeordnet sein, wie dies in den 1a, 1b, 2a und 2b dargestellt ist, können allerdings auch in der
Spindel 1 angeordnet sein, wie dies in den 3a, 3b, 4a und 4b dargestellt ist. Wenn sich die Sprühvorrichtung öffnet, wird
die Buchse 6 axial in der Richtung der Schraubenfeder 10 bewegt,
um dadurch eine Verbindung zwischen den zwei Bohrungen 2, 3 zu
bilden. Dieses unter Druck gesetzte Fluid fließt durch die Bohrung 3 aus
der Spindel heraus über
die Öffnungen 4 und
in den Bereich 7 mit einem vergrößerten, inneren Radius in der
Buchse 6 hinein, weiter durch die Öffnungen 5 in die
Bohrung 2 und heraus durch eine Düse (nicht dargestellt). Wenn
eine bestimmte Strömung
durch das Ventil aufgebaut worden ist und der Benutzer die Buchse
hält, wird
die Reaktionskraft des Fluidstrahls, ausgeübt auf die Düse, größer als die
Kraft bzw. Energie sein, die die Schraubenfeder auf die Buchse 6 relativ
zu der Düse
aufbringt. Die Sprühvorrichtung
wird in deren offener Position mittels der Reaktionskraft des Fluidstrahls
so lang gehalten, wie man die Buchse 6 hält. Wenn
der Benutzer seinen Griff an der Buchse 6 löst, wird
die Reaktionsenergie nicht länger
durch die Buchse 6 absorbiert, und demzufolge ist nichts
vorhanden, um entgegenzuwirken, dass die Buchse 6 nach
hinten zu einer geschlossenen Ventilposition durch die Schraubenfeder 10 gedrückt wird.
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Je mehr die Feder 10 vorgespannt
ist, desto besser ist die Sicherheit, die erhalten wird, allerdings muss
sie nicht in einem solchen Umfang in der offenen Position des Ventils
vorgespannt werden, dass die Buchse 6, wenn sie betätigt wird,
zurück
durch die Federkraft aufgrund der Reaktionskraft, ausgeübt durch
den Fluidstrahl auf die Düse,
gedrückt
wird. Um in der Lage zu sein, die Feder in einem größeren Grad
zu komprimieren, als dies durch die Reaktionskraft des Fluidstrahls
ermöglicht
wird, ist es möglich, wie
in den 5a und 5b dargestellt ist, einen
Zahnradhebel 15, 16 anzuordnen, der, beim Öffnen, die zusätzliche
Federkraft neutralisiert, die durch die Feder 10 zugeführt wird.
In der Ausführungsform,
dargestellt in den 5a, 5b und 6, weist der Zahnradhebel 15, 16 eine
Hebestange 15 auf, die als ein Hebel wirkt und fest an
einem Teil aus Federstahl 16 mittels einer Niete 17 angeordnet
ist. Das Stück
des Federstahls 16 besitzt eine Aussparung 18,
wobei der Durchmesser davon etwas größer als der äußere Durchmesser
der Spindel 1 zum Aufnehmen der Spindel 1 ist.
Der Zahnradhebel 15, 16 kann, natürlich, in
anderen Arten und Weisen aufgebaut sein, wie dies für Fachleute
auf dem betreffenden Fachgebiet ersichtlich ist.
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In der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, dargestellt in den 5a und 5b, ist ein Griff 19 verschiebbar
in dem Umfang der Spindel 1 und der Buchse 6 angeordnet.
Der Griff 19 besitzt eine Aussparung 20 zum Aufnehmen
des Zahnradhebels 15, 16. Die Aussparung 20 ist
so ausgelegt, dass die Verschiebung des Griffs 19 in der
Richtung des Fluidstrahls den Zahnradhebel 15, 16 beeinflußt, der wiederum
die Buchse 6 beeinflußt,
die zu der offenen Position des Ventils bewegt wird. Der Teil des
Federstahls 16 bewirkt, dass die Hebestange 15 an
Ort und Stelle relativ zu der Spindel 1 gehalten wird,
und die Bewegung des Teils des Federstahls 16 über die Länge der
Spindel 1 ist durch einen Anschlagansatz 21, angeordnet
an der Spindel 1, begrenzt. Der Anschlagansatz 21 bildet
auch eine Anschlagfläche
für die
Hebestange 15, wenn sich das Ventil öffnet. Der An schlagansatz 21 kann
so angeordnet sein, um, wenn der Griff 19 in der Richtung
des Fluidstrahls bewegt wird, eine Wand 22, gebildet in
der Aussparung 20, eingreift, was zu einer Begrenzung der
Bewegbarkeit des Griffs 19 relativ zu der Spindel 1 führt. Weiterhin
kann in dem Griff 19 vor der Buchse in der Richtung der
Düse (nicht
dargestellt) ein weiterer Anschlagansatz 23 angeordnet
sein, der so angepasst ist, um in die vordere Kante der Buchse 6 einzugreifen,
um die Ruheposition des Griffs 19 relativ zu der Buchse 6 und
insbesondere des Zahnradhebels 15, 16 zu bestimmen.
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Demzufolge bildet der Zahnradhebel 15, 16 allgemein
eine bestimmte Art eines Zahnrads, das so angepasst ist, um eine
Bewegung des Griffs 19 relativ zu der Düse oder der Spindel 1 in
der Richtung des Fluidstrahls in eine kleinere Bewegung der Buchse 6 relativ
zu der Düse/Spindel 1 in
derselben Richtung zu transformieren. In dieser Ausführungsform
weist der Düsenhalter
demzufolge den Griff 19, den Zahnrad/Zahnradhebel 15,
16 und die Buchse 6 auf.
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Eine unterschiedliche Technik, um
in der Lage zu sein, die Feder in einem größeren Umfang zusammenzudrücken, als
dies durch die Reaktionsenergie des Fluidstrahls zugelassen wird,
ist diejenige, Magnete in dem Sitz 14 der Feder am nächsten zu der
Düse und
an der Kante der Buchse 6 am nächsten zu der Düse anzuordnen.
Diese magnetische Kraft neutralisiert die zusätzliche Federkraft, die die komprimierte
Feder 10 zusätzlich
zu der Kraft ausübt, die
durch die Reaktionsenergie des Fluidstrahls neutralisiert wird.
Solange wie der Benutzer die Buchse 6 hält, werden die magnetische
Kraft und die Reaktionsenergie des Fluidstrahls die Buchse 6 in
einer Position halten, wo das Ventil offengehalten wird. Wenn der
Benutzer die Buchse fallen lässt,
wird die Federkraft die magnetische Kraft neutralisieren, und wenn die
Magnete um einen Abstand voneinander weg bewegt worden sind, wird
keine magnetische Kraft erhalten, und die Federkraft drückt die
Buchse 6 nach hinten mit einer maximalen Kraft, um dadurch
das Ventil zu schließen.
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Die Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung, dargestellt in den 2a, 2b, 4a und 4b,
unterscheiden sich von den Ausführungsformen,
dargestellt in den 1a, 1b, 3a und 3b,
in einer solchen Art und Weise, dass die Spindel 1 eine
Vergrößerung im
Radius in der Richtung des Fluidstrahls zwischen den Öffnungen 4, 5 besitzt.
Diese Vergrößerung im Radius
kann irgendwo zwischen den zwei Dichtungsanordnungen 11, 12 vorhanden
sein.
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Dieses Design kompensiert die druckabhängige Reibung,
die beim automatischen Schließen
der Sprühvorrichtung
dann überwunden
werden muss, wenn der Benutzer die Buchse 6 fallen läßt oder
sein Halten der Buchse 6 löst, da der druckabsorbierende Bereich
in der Richtung des Fluidstrahls kleiner als der druckabsorbierende
Bereich in der entgegengesetzten Richtung ist.
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Dies ist aus den Ausführungsformen,
die in den 2a, 2b, 4a und 4b dargestellt
ist, offensichtlich, da die Erhöhung
im Radius so groß ist,
dass sich der Radius der Buchse 6 entsprechend ändert. Die Endwand 9 besitzt
einen viel kleineren Bereich als die Endwand 13. Die Vergrößerung im
Radius der Spindel 1 muss nicht so drastisch sein, wie
dies in den 2a, 2b, 4a und 4b dargestellt
ist, sondern kann so klein sein, dass der innere Radius der Buchse 6 auf
jeder Seite des Abschnitts 7 mit einem vergrößerten Radius
für die
gesamte Buchse 6 konstant sein kann. Der Druck absorbierende
Bereich hängt stark
davon ab, wie groß der
Abstand zwischen dem Abschnitt 7 mit dem vergrößerten,
inneren Radius und der Oberfläche
der Spindel 1 angrenzend an die vordere und die hintere
Dichtungsanordnung 11, 12 ist.
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Mit der Ausführungsform, dargestellt in
den 4a und 4b, die die Dichtungsanordnungen 11, 12 in
der Spindel 1 angeordnet hat, kann die Spindel 1 einen
konstanten Durchmesser haben, während
der innere Radius der Buchse 6 nach dem Abschnitt 7 mit einem
vergrößerten Radius
in der Richtung der Düse (nicht
dargestellt) größer als
der innere Radius der Buchse 6 vor demselben Abschnitt 7 sein
kann, um dadurch unterschiedliche, Druck absorbierende Bereiche
mit demselben Effekt, wie vorstehend, zu erhalten.
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Die Sprühvorrichtung mit der Düse und dem Ventil
gemäß der vorliegenden
Erfindung besitzt demzufolge den Vorteil, dass keine statische Last hervorgerufen
wird, und führt
deshalb dazu, dass keine Abnutzung in den Unterarmen und den Händen entsteht.