EP2988876B1

EP2988876B1 - Brausekopf mit drehbeweglicher steuerscheibe

Info

Publication number: EP2988876B1
Application number: EP14720540.5A
Authority: EP
Inventors: Ulrich Kinle
Original assignee: Hansgrohe SE
Current assignee: Hansgrohe SE
Priority date: 2013-04-26
Filing date: 2014-04-22
Publication date: 2019-03-06
Anticipated expiration: 2034-04-22
Also published as: DK2988876T3; RU2629083C2; US9656281B2; BR112015027057B1; KR20160003114A; MX367368B; US20160107175A1; JP6235699B2; ES2726826T3; KR101842575B1; MX2015014895A; CN105592932B; RU2015147873A; BR112015027057A2; PL2988876T3; CN105592932A; AU2014257635A1; JP2016523579A; DE102013207679B3; TWI610646B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brausekopf, der eine Strahlscheibe mit Eintrittsöffnungen und Austrittsöffnungen auf gegenüberliegenden Scheibenseiten und mit je einem Durchgangskanal zur Verbindung jeder Austrittsöffnung mit mindestens einer Eintrittsöffnung und eine Steuerscheibe umfasst, die in Fluidströmungsrichtung vor der Strahlscheibe relativ zu dieser drehbeweglich angeordnet ist und ein Steuerschlitzmuster zum Freigeben der Eintrittsöffnungen abhängig von der Drehstellung der Steuerscheibe aufweist.
Derartige Brauseköpfe werden beispielsweise im Sanitärbereich für Hand- und Kopfbrausen von Dusch- und Wannensystemen verwendet. Durch den Einsatz der relativ zur Strahlscheibe drehbeweglichen Steuerscheibe lässt sich die Brausestrahlcharakteristik, d.h. die Strahlaustrittscharakteristik des Brausekopfes, zeitlich variabel gestalten, was z.B. zur Erzielung eines Massageeffektes genutzt werden kann.
Ein Brausekopf dieser Art ist in der Patentschrift EP 0 900 597 B1 offenbart. Beim dortigen Brausekopf fungiert als Strahlscheibe ein mit einer Turbinenflügelstruktur versehener Rotor, der ein Verschlusselement aufweist, das sich in Umfangsrichtung über etwa die halbe Umfangslänge erstreckt. Die Strahlscheibe ist mit im Querschnitt kreisrunden Durchgangskanälen versehen, die bei Drehung des fluidgetriebenen Rotors sukzessiv vom Verschlusselement freigegeben oder abgesperrt werden, wobei das Verschlusselement jeweils etwa die Hälfte der Durchgangskanäle blockiert bzw. freigibt.
Bei einem ähnlichen Brausekopf, wie er in der Offenlegungsschrift US 2010/0127096 A1 offenbart ist, ist das Verschlusselement in entsprechenden Ausführungen als Schlitzscheibe mit bogenförmigen Durchlassschlitzen gebildet, die auf unterschiedlichen Radien und in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet sind, um jeweils einen entsprechenden Teil von auf dem betreffenden Radius liegenden Strahlaustrittsöffnungen in der Strahlscheibe freizugeben oder abzusperren.
Ein in der Offenlegungsschrift DE 10 2008 015 969 A1 offenbarter Brausekopf weist mindestens zwei getrennte wasserführende Kammern in einem Gehäuse auf, die jeweils mit einer Gruppe von Strahlaustrittsöffnungen einer Strahlscheibe verbunden sind. Zwischen einem Einlass und den Kammern ist eine Ventileinrichtung vorgesehen, die mittels eines Antriebs zyklisch betätigbar und zum Öffnen und Schließen der Kammern ausgebildet ist. Dazu kann die Ventileinrichtung einen Zwischenboden, der zusammen mit der Strahlscheibe die Kammern begrenzt und Zufuhröffnungen zu den Kammern beinhaltet, und eine rotierende Steuerscheibe aufweisen, um jeweils eine der beiden Zufuhröffnungen freizugeben bzw. abzusperren und somit zugeführtes Wasser entweder nur in die eine oder in die andere Kammer durchzulassen.
Darüber hinaus sind bereits verschiedentlich Brauseköpfe vorgeschlagen worden, die zur zeitlichen Veränderung der Brausestrahlcharakteristik mit beweglichen Strahlaustrittselementen versehen sind, die dreh- und/oder schwenkbeweglich an einem Strahlscheibenkörper gelagert sind, siehe beispielsweise die Offenlegungsschriften DE 10 2008 015 970 A1 , WO 00/10720 A1 und US 2006/0032945 A1 sowie die Patentschrift DE 10 2011 013 534 B3 . Derartige Brauseköpfe benötigen eine entsprechende Anzahl beweglich im Strahlscheibenkörper zu lagernder Strahlaustrittselemente und einen relativ aufwändigen Antrieb für diese beweglichen Strahlaustrittselemente.
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Brausekopfes der eingangs genannten Art zugrunde, der eine vorteilhafte zeitliche Änderung der Brausestrahlcharakteristik mit vergleichsweise geringem Aufwand ermöglicht.
Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Brausekopfs mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bei diesem Brausekopf sind das Steuerschlitzmuster und die Eintrittsöffnungen der Strahlscheibe derart aufeinander abgestimmt, dass bei sich drehender Steuerscheibe zwei benachbarte Eintrittsöffnungen, die mit einer gemeinsamen Austrittsöffnung über zwei Durchgangskanäle mit nicht-parallelen Seitenwänden zur Bereitstellung zweier unterschiedlicher Strahlaustrittsrichtungen korrespondieren, oder zwei Bereiche einer Eintrittsöffnung, die mit einer Austrittsöffnung über einen Durchgangskanal mit nicht-parallelen Seitenwandbereichen zur Bereitstellung zweier unterschiedlicher Strahlaustrittsrichtungen korrespondiert, oder zwei benachbarte Eintrittsöffnungen, die mit zwei benachbarten Austrittsöffnungen korrespondieren, abwechselnd freigegeben werden.
Diese bei Drehung der Steuerscheibe abwechselnde und sukzessive Freigabe und Blockierung der zu einer gemeinsamen Austrittsöffnung gehörigen Eintrittsöffnungen oder Eintrittsöffnungsbereiche bzw. der zu zwei vorzugsweise eng benachbarten Austrittsöffnungen gehörigen Eintrittsöffnungen sorgt beim erfindungsgemäßen Brausekopf für die gewünschte zeitliche Änderung der Strahlcharakteristik, ohne dass dazu aufwändige, drehbeweglich am Strahlscheibenkörper gelagerte Strahlaustrittselemente vorgesehen werden müssen. Der erfindungsgemäße Brausekopf kommt daher mit vergleichsweise wenig Einzelteilen und mit vergleichsweise wenig beweglichen Teilen aus. Die Variabilität des Strahlbilds wird nicht durch eine Vielzahl beweglicher Strahlaustrittselemente bzw. Strahldüsen erzielt, sondern durch ein periodisch abwechselndes Blockieren und Freigeben von benachbarten Eintrittsöffnungen bzw. Eintrittsbereichen der Strahlscheibe, die mit einer gemeinsamen oder zwei eng benachbarten Austrittsöffnungen korrespondieren. Dadurch kann das Fluid je nach dem, ob es durch die eine oder die andere Eintrittsöffnung bzw. den einen oder den anderen Eintrittsöffnungsbereich in die Strahlscheibe gelangt, mit unterschiedlicher Austrittscharakteristik und/oder an versetzter Stelle aus der Strahlscheibe austreten. Im Betrieb des Brausekopfs wechseln sich bei kontinuierlicher Drehung der Steuerscheibe verschiedene Strahlbilder des aus dem Brausekopf austretenden Fluidstrahls periodisch ab, wobei die unterschiedlichen Strahlbilder pro vollständiger Umdrehung der Steuerscheibe durch das abwechselnde Freigeben und Blockieren der verschiedenen Eintrittsöffnungen bzw. Eintrittsöffnungsbereiche mittels des Steuerschlitzmusters erzeugt werden.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind die benachbarten Eintrittsöffnungen bzw. Eintrittsöffnungsbereiche auf unterschiedlichen Radien der Strahlscheibe angeordnet, und das Steuerschlitzmuster beinhaltet korrespondierend auf unterschiedlichen Radien angeordnete Schlitzbereiche. Dies stellt eine konstruktiv vorteilhafte Umsetzung der gewünschten Funktionalität dar, dass die benachbarten Eintrittsöffnungen bzw. Eintrittsöffnungsbereiche bei Drehung der Steuerscheibe abwechselnd freigeben und abgesperrt werden. In Ausgestaltung dieser Maßnahme beinhaltet das Steuerschlitzmuster hierzu separate, auf unterschiedlichen Radien angeordnete Schlitzsegmente, die jeweils einer/einem der zwei benachbarten Eintrittsöffnungen bzw. Eintrittsöffnungsbereiche zugeordnet sind, und/oder wenigstens einen sich in Umfangs- und Radialrichtung der Steuerscheibe erstreckenden Schlitz, der beiden benachbarten Eintrittsöffnungen bzw. Eintrittsöffnungsbereichen zugeordnet ist. In einer weiteren Ausgestaltung dieser Maßnahme beinhaltet das Steuerschlitzmuster einen in Umfangsrichtung durchgehenden, mit wenigstens einem Brückensteg überbrückten Schlitz und/oder sich in Umfangsrichtung erstreckende, durch einen oder mehrere Trennstege voneinander separierte Schlitze. Unter dem Begriff Trennsteg ist hierbei ein relativ schmaler Steg zu verstehen, der den Schlitz unterbricht und dadurch einen radial inneren mit einem radial äußeren Steuerscheibenbereich verbindet. Vorzugsweise ist die Breite des Trennstegs höchstens etwa so groß wie die Weite des Schlitzes.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist wenigstens einer der Durchgangskanäle in einer Strahlscheiben-Radialebene einen Querschnitt auf, der sich zur Austrittsöffnung hin konisch verjüngt. Ein solcher Durchgangskanal kann einer Austrittsöffnung eine sich in radialer Richtung ausgedehntere Eintrittsöffnung zuordnen, deren radial innerer Bereich und deren radial äußerer Bereich als die auf unterschiedlichen Radien liegende Bereiche einer Eintrittsöffnung fungieren können.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird die Steuerscheibe turbinenartig vom Fluidstrom angetrieben. Dazu kann sie auf ihrer der Strahlscheibe abgewandten Seite mit einer entsprechenden Turbinenflügelstruktur versehen sein. Alternativ kann die Steuerscheibe über ein Getriebe mit einem fluidstromgetriebenen Turbinenrad gekoppelt sein, das mit dem Getriebe auf der strahlscheibenabgewandten Seite der Steuerscheibe angeordnet ist. In weiterer Ausgestaltung kann das Schlitzmuster der Steuerscheibe radial außerhalb des Turbinenrades und des Getriebes angeordnet sein, so dass die Strahlsteuerung durch die Steuerscheibe vom Getriebe und vom Turbinenrad unbeeinflusst gehalten werden kann. In anderweitiger Ausgestaltung ist das Getriebe ein Planetengetriebe mit einem am Turbinenrad vorgesehenen Sonnenrad, einem an der Steuerscheibe vorgesehenen äußeren Hohlrad und mindestens einem zwischenliegenden Planetenrad. Ein solches Getriebe kann in konstruktiv einfacher Weise für eine gewünschte Untersetzung der Turbinenrad-Drehbewegung sorgen.
In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst der Brausekopf einen handbetätigbaren Blockiermechanismus zur Blockierung der Steuerscheiben-Drehbewegung in einer ersten Blockierposition, in welcher die/der eine der beiden benachbarten Eintrittsöffnungen oder Eintrittsöffnungsbereiche freigegeben ist, und/oder einer zweiten Blockierposition, in welcher die/der andere der beiden benachbarten Eintrittsöffnungen oder Eintrittsöffnungsbereiche freigegeben ist. Mit dem Blockiermechanismus ist es einem Benutzer möglich, im Betrieb die Steuerscheibendrehung gezielt anzuhalten, um dadurch ein zur entsprechenden Blockierposition der Steuerscheibe gehöriges Strahlbild beizubehalten.
In einer Ausgestaltung dieser Maßnahme umfasst der Blockiermechanismus einen an der Strahlscheibe beweglich gehaltenen, handbetätigbaren Blockierstift, der sukzessiv zwischen mindestens drei unterschiedlichen Stellungen umschaltbar ist, von denen eine erste die Drehbewegung der Steuerscheibe freigibt und die beiden anderen die Steuerscheibe in ihrer ersten bzw. zweiten Blockierposition halten. Dazu kann der Blockierstift beispielsweise durch eine Drehbewegung und/oder eine Axialbewegung in die unterschiedlichen Stellungen gebracht und mit mehreren in seiner Umfangs- und/oder Radialrichtung gegeneinander versetzt angeordneten Blockieranschlägen versehen sein, die mit korrespondierenden Gegenanschlägen an der Steuerscheibe bzw. an deren Turbinenflügelstruktur zusammenwirken.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:

Fig. 1: eine perspektivische Explosionsansicht eines ersten Brausekopfes mit einer Strahlscheibe mit je zwei benachbarten Eintrittsöffnungen pro Austrittsöffnung,
Fig. 2: eine Draufsicht von unten auf den Brausekopf von Fig. 1,
Fig. 3: eine Schnittansicht längs einer Linie III-III von Fig. 2 in einer Steuerscheibenposition für eine erste Brausestrahlcharakteristik,
Fig. 4: die Ansicht von Fig. 3 in einer Steuerscheibenposition für eine zweite Brausestrahlcharakteristik,
Fig. 5: eine Schnittansicht längs einer Linie V-V von Fig. 3,
Fig. 6: eine perspektivische Explosionsansicht eines zweiten Brausekopfes mit Paaren eng benachbarter Eintritts- und Austrittsöffnungen in der Strahlscheibe,
Fig. 7: eine Draufsicht von unten auf den Brausekopf von Fig. 6,
Fig. 8: eine Schnittansicht längs einer Linie VIII-VIII von Fig. 7 in einer Steuerscheibenposition für eine erste Brausestrahlcharakteristik,
Fig. 9: die Ansicht von Fig. 8 in einer Steuerscheibenposition für eine zweite Brausestrahlcharakteristik,
Fig. 10: eine Schnittansicht längs einer Linie X-X in Fig. 8,
Fig. 11: eine perspektivische Explosionsansicht von oben eines dritten Brausekopfes mit einem in einem Mittenbereich angeordneten Blockiermechanismus,
Fig. 12: eine perspektivische Explosionsansicht von unten des Brausekopfes von Fig. 11,
Fig. 13: eine Draufsicht von unten auf den Brausekopf von Fig. 11,
Fig. 14: eine Perspektivansicht des Brausekopfes von Fig. 11 bei abgenommenem Brausekopfgehäuse,
Fig. 15: eine Detailansicht eines Bereichs XV in Fig. 14,
Fig. 16: eine Schnittansicht längs einer Linie XVI-XVI in Fig. 13 in einer Freigabestellung des Blockiermechanismus,
Fig. 17: die Ansicht von Fig. 16 in einer ersten Blockierposition für eine erste Brausestrahlcharakteristik,
Fig. 18: die Ansicht von Fig. 16 in einer zweiten Blockierposition des Blockiermechanismus für eine zweite Brausestrahlcharakteristik,
Fig. 19: eine perspektivische Explosionsansicht von unten eines vierten Brausekopfes mit einem in einem Randbereich angeordneten Blockiermechanismus,
Fig. 20: eine Perspektivansicht von oben des Brausekopfes von Fig. 19 bei abgenommenem Brausekopfgehäuse,
Fig. 21: eine Detailansicht eines Bereichs XXI in Fig. 20,
Fig. 22: eine Draufsicht von unten auf den Brausekopf von Fig. 19,
Fig. 23: eine Schnittansicht längs einer Linie XXIII-XXIII in Fig. 22 mit dem Blockiermechanismus in einer Freigabestellung,
Fig. 24: eine Detailansicht eines Bereichs XXIV in Fig. 23,
Fig. 25: die Ansicht von Fig. 23 in einer ersten Blockierposition des Blockiermechanismus,
Fig. 26: eine Detailansicht eines Bereichs XXVI in Fig. 25,
Fig. 27: die Ansicht von Fig. 23 in einer zweiten Blockierposition des Blockiermechanismus,
Fig. 28: eine Detailansicht eines Bereichs XXVIII in Fig. 27,
Fig. 29: eine Perspektivansicht eines fünften Brausekopfs mit Planetengetriebe und konischen Steuerscheiben-Durchgangskanälen,
Fig. 30: eine Querschnittansicht analog Fig. 5 für den Brausekopf von Fig. 29,
Fig. 31: eine Längsschnittansicht analog Fig. 3 für den Brausekopf von Fig. 29,
Fig. 32: eine perspektivische Explosionsansicht eines sechsten Brausekopfes mit einer Steuerschlitzvariante gegenüber dem fünften Brausekopf,
Fig. 33: eine Längsschnittansicht analog Fig. 31 für den Brausekopf von Fig. 32,
Fig. 34: eine Querschnittsansicht analog Fig. 30 für den Brausekopf von Fig. 32,
Fig. 35: eine Perspektivansicht einer Steuerscheibe mit zugeordnetem Planetengetriebeteil für eine weitere Steuerschlitzvariante der Brauseköpfe der Fig. 29 und 32,
Fig. 36: eine Querschnittansicht analog den Fig. 30 und 34 für einen siebten Brausekopf mit der Steuerscheibenvariante von Fig. 35,
Fig. 37: eine Perspektivansicht einer weiteren Steuerscheibenvariante mit zugehörigem Planetengetriebeteil und
Fig. 38: eine Querschnittansicht analog Fig. 36 für einen achten Brausekopf mit der Steuerscheibenvariante von Fig. 37.

Ein in den Fig. 1 bis 5 als ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel gezeigter Brausekopf beinhaltet ein topfförmiges Brausekopfgehäuse 1, eine darin aufgenommene Steuerscheibe 2 mit an einer Innenseite 2a einteilig angeformter Turbinenflügelstruktur 3 und eine Strahlscheibe 4, die mit einer Eintrittsseite 4a gegen die Außenseite der Steuerscheibe 2 anliegt. Die Strahlscheibe 4 ist starr mit dem Gehäuse 1 verbunden, und die Steuerscheibe 2 ist demgegenüber drehbeweglich in dem vom Gehäuse 1 und der Strahlscheibe 4 gebildeten Brausekopfinnenraum gehalten. Dazu greift ein an der Eintritts- bzw. Innenseite 4a der Strahlscheibe 4 ausgebildeter, zylindrischer Lagerfortsatz 5 in eine korrespondierende Mittenöffnung 6 der Steuerscheibe 2 ein.
Das Brausekopfgehäuse 1 weist einen seitlichen, d.h. umfangsseitigen Fluideinlass 7 auf. Dem Einlass 7 ist in an sich bekannter Weise an der Innenseite des Gehäuses 1 eine Strömungsleitstruktur zugeordnet, durch die das über den Einlass 7 zugeführte Fluid mit einer umfangsseitigen Richtungskomponente auf die Turbinenflügelstruktur 3 gerichtet wird, wodurch die Steuerscheibe 2 in Rotation versetzt wird. Auf diese Weise wird der zugeführte Fluidstrom, im Fall einer Sanitärbrause ein Wasserstrom, als Antriebsmittel benutzt, durch das die Steuerscheibe 2 in Drehung versetzt wird. Die Turbinenflügelstruktur 3 beinhaltet eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Turbinenflügeln, die in Radialrichtung keilförmig ansteigend verlaufen, so dass sich das über den seitlichen Einlass 7 zugeführte Fluid über den gesamten Gehäuseinnenraum verteilen kann.
Die Strahlscheibe 4 ist auf ihrer Eintrittsseite 4a mit einer Mehrzahl von Eintrittsöffnungen 8 und auf ihrer Austrittsseite 4b mit einer Mehrzahl von Austrittsöffnungen 9 versehen. Dabei münden, wie insbesondere aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich, je zwei radial benachbarte Eintrittsöffnungen 8a, 8b über je einen zugehörigen Durchgangskanal 10a, 10b in eine gemeinsame Austrittsöffnung 9. Dazu verlaufen die beiden Durchgangskanäle 10a, 10b mit zueinander geneigten Längsachsen durch die Strahlscheibe 4 hindurch von deren Eintrittsseite 4a zu deren Austrittsseite 4b. Im gezeigten Beispiel sind die Längsachsen je zweier von zwei radial benachbarten Eintrittsöffnungen 8a, 8b zu einer gemeinsamen Austrittsöffnung 9 führenden Durchgangskanäle 10a, 10b um den gleichen Winkel gegenüber einer Längsachse 11 des Brausekopfs geneigt, z.B. um einen Winkel zwischen 5° und 30°. Entsprechend weisen die beiden Durchgangskanäle 10a, 10b, die von zwei radial benachbarten Eintrittsöffnungen 8a, 8b zu einer gemeinsamen zugehörigen Austrittsöffnung 9 der Strahlscheibe 4 führen, nicht-parallele Seitenwandbereiche 12a, 12b auf.
Die Steuerscheibe 2 ist mit einem Steuerschlitzmuster 13 versehen, wobei das Steuerschlitzmuster 13 und die Eintrittsöffnungen 8 der Strahlscheibe 4 derart aufeinander abgestimmt sind, dass bei sich drehender Steuerscheibe 2 die beiden radial benachbarten Eintrittsöffnungen 8a, 8b, die in eine gemeinsame Austrittsöffnung 9 münden, abwechselnd freigegeben werden. Dies bedeutet, dass während einer vollen Umdrehung der Steuerscheibe 2 deren Steuerschlitzmuster 13 über einen gewissen ersten Winkelbereich hinweg die eine der beiden benachbarten Eintrittsöffnungen 8a, 8b freigibt und über einen gewissen zweiten, vom ersten verschiedenen Winkelbereich hinweg die andere der beiden Eintrittsöffnungen 8a, 8b freigibt, während es die betreffende Eintrittsöffnung im übrigen Winkelbereich bedeckt, d.h. geschlossen hält.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Strahlscheiben-Austrittsöffnungen 9 auf zwei unterschiedlichen Radien angeordnet, eine erste Gruppe von acht Austrittsöffnungen 9 auf einem inneren Radius und eine zweite Gruppe von sechzehn Austrittsöffnungen 9 auf einem äußeren Radius. Korrespondierend dazu sind an der Eintrittsseite 4a der Strahlscheibe 4 acht Paare von radial benachbarten Eintrittsöffnungen 8a, 8b in einem radial weiter innen liegenden Bereich und sechzehn Paare von radial benachbarten Eintrittsöffnungen 8a, 8b in einem radial weiter außen liegenden Bereich angeordnet. Folglich befinden sich die Eintrittsöffnungen 8 entlang von insgesamt vier unterschiedlichen Radien. Korrespondierend dazu weist das Steuerschlitzmuster 13 der Steuerscheibe 2 auf vier unterschiedlichen Radien angeordnete Schlitzbereiche 13₁, 13₂, 13₃, 13₄ auf, die als Schlitzsegmente ausgebildet sind. Für jeden der vier Radien sind je zwei Schlitzsegmente 13₁ bis 13₄ vorgesehen, die sich jeweils über einen Winkelbereich von 90° erstrecken und durch jeweils zwei nicht geschlitzte 90°-Segmente voneinander getrennt sind. Dabei sind die jeweils zu den paarigen Eintrittsöffnungen 8a, 8b gehörigen Schlitzsegmente 13₁, 13₂ bzw. 13₃, 13₄, die entsprechend auf jeweils benachbarten Radien liegen, um 90° gegeneinander versetzt angeordnet, so dass von den beiden paarigen Eintrittsöffnungen 8a, 8b immer jeweils eine durch das Steuerschlitzmuster 13 freigegeben und die andere abgedeckt wird.
In alternativen Ausführungsformen kann eine Überlappung der Schlitzbereiche vorgesehen sein, so dass von den paarigen Eintrittsöffnungen 8a, 8b, die in die gleiche Austrittsöffnung 9 münden, je eine bereits wenigstens teilweise freigegeben wird, bevor die andere ganz abgedeckt wird. Je nach Gestaltung eines solchen Überlappungsbereichs lässt sich ein abrupterer oder gleichmäßigerer Übergang zwischen den entsprechend unterschiedlichen Brausestrahlcharakteristika erzielen.
Des Weiteren sind im gezeigten Ausführungsbeispiel die Schlitzsegmente 13₁, 13₃, die zum innersten und zum drittinnersten Radius und damit jeweils zu den radial inneren Eintrittsöffnungen 8a der Eintrittsöffnungspaare 8a, 8b gehören, um 45° gegeneinander versetzt, wie insbesondere aus Fig. 5 hervorgeht. Ebenso sind die Schlitzmuster 13₂, 13₄ des zweitinnersten und des äußersten Radius, die mit den äußeren Eintrittsöffnungen 8b der Eintrittsöffnungspaare 8a, 8b korrespondieren, um 45° gegeneinander versetzt angeordnet.
Diese beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 5 gewählte Abstimmung von Steuerschlitzmuster 13 und Eintrittsöffnungen 8 hat zur Folge, dass sich die Brausestrahlcharakteristik jeweils nach einer Drehung der Steuersscheibe 2 um 45° ändert, wobei sich insgesamt vier verschiedene Brausestrahlcharakteristika ergeben, von denen jede zwei Mal bei einer vollen Umdrehung der Steuerscheibe 2 auftritt. Denn aufgrund der nicht-parallelen Seitenwandbereiche 12a, 12b der beiden Durchgangskanäle 10a, 10b, die zwei radial benachbarte Eintrittsöffnungen 8a, 8b mit einer Austrittsöffnung 9 verbinden, ergibt sich für das durch die Strahlscheibe 4 hindurchgeführte Fluid nach Austritt aus der jeweiligen Austrittsöffnung 9 eine andere Strahlaustrittsrichtung Sa, Sb, je nach dem, ob das Fluid durch die eine, z.B. radial innere Eintrittsöffnung 8a oder die andere, z.B. radial äußere Eintrittsöffnung 8b zur betreffenden Austrittsöffnung 9 gelangt. Die Strahlaustrittsrichtungen Sa, Sb sind im Wesentlichen parallel zu den Seitenwandbereichen 12a, 12b der Durchgangskanäle 10a, 10b, da diese Seitenwandbereiche 12a, 12b als Führungsflächen bzw. Strömungsleitflächen dienen, entlang denen das Fluid von der Eintrittsseite 4a zur Austrittsseite 4b der Strahlscheibe 4 geführt wird. Jedes Paar radial benachbarter Eintrittsöffnungen 8a, 8b stellt somit zwei mögliche Strahlaustrittsrichtungen Sa, Sb für die zugehörige Austrittsöffnung 9 zur Verfügung.
In den Fig. 3 und 4 sind zwei verschiedene Drehstellungssituationen der Steuerscheibe 2 veranschaulicht. In der Stellung von Fig. 3 gibt die Steuerscheibe 2 mit ihrem Steuerschlitzmuster 13 von den vier in dieser Schnittansicht zu erkennenden Eintrittsöffnungspaaren, die sich längs einer Durchmesserlinie der Strahlscheibe 4 befinden, jeweils die radial innere Eintrittsöffnung 8a der beiden radial inneren Eintrittsöffnungspaare und die radial äußere Eintrittsöffnung 8b der beiden radial äußeren Eintrittsöffnungspaare durch die Schlitzsegmente 13₁ bzw. 13₄ frei. Dies führt zu einem Strahlbild S1, bei dem die Austrittsstrahlen der beiden radial äußeren Austrittsöffnungen 9 mit radial nach innen gerichteter Komponente und die beiden radial inneren Austrittsstrahlen mit radial nach außen gerichteter Komponente austreten. In der Stellung von Fig. 4 gibt die Steuerscheibe 2 die Eintrittsöffnungen komplementär zu Fig. 3 frei, d.h. die radial äußeren Eintrittsöffnungen 8b der beiden radial inneren Eintrittsöffnungspaare und die radial inneren Eintrittsöffnungen 8a der beiden radial äußeren Eintrittsöffnungspaare sind durch die Schlitzsegmente 13₂ bzw. 13₃ freigegeben, die anderen Eintrittsöffnungen abgedeckt. Dies führt zu einem Strahlbild S2, bei dem die beiden radial äußeren Strahlen mit radial nach außen gerichteter Komponente austreten und die beiden radial inneren Strahlen mit radial nach innen gerichteter Komponente austreten.
Im Betrieb gelangt das Fluid, wie Wasser im Fall der Verwendung des Brausekopfes für eine Sanitärbrause, über den Einlass 7 in den Innenraum des Brausekopfgehäuses 1, versetzt dabei die Steuerscheibe 2 aufgrund von deren Turbinenflügelstruktur 3 in kontinuierliche Drehung, gelangt durch die Schlitze des Steuerschlitzmusters 13 hindurch in die jeweils freigegebenen Eintrittsöffnungen 8 der Strahlscheibe 4 und durch deren Durchgangskanäle 10a, 10b hindurch zu den Austrittsöffnungen 9, um von dort mit einer Brausestrahlcharakteristik auszutreten, die entsprechend der sich drehenden Steuerscheibe 2 zeitlich variiert, wie oben erläutert. Während jeder vollen Umdrehung der Steuerscheibe 2 ergeben sich durch die spezifische Abstimmung des Steuerschlitzmusters 13 und der Eintrittsöffnungen 8 in Verbindung mit der Zuordnung je zweier radial benachbarter Eintrittsöffnungen 8a, 8b zu einer gemeinsamen Austrittsöffnung 9 über die zugehörigen Durchgangskanäle 10a, 10b mit nicht-parallelen Seitenwandbereichen je zwei unterschiedliche Ausströmrichtungen Sa, Sb für jede Austrittsöffnung 9.
Zudem kann durch entsprechende Dimensionierung und Anordnung der verschiedenen Schlitzsegmente 13₁ bis 13₄ des Steuerschlitzmusters 13 eine gewünschte definierte zeitliche Abfolge der momentanen Strahlrichtung für die verschiedenen Austrittsöffnungen 9 untereinander eingestellt werden, wie aus den obigen Erläuterungen zu den Fig. 3 und 4 deutlich wird. Insgesamt ergibt sich somit eine zeitliche Variation der Brausestrahlcharakteristik für das über die Austrittsöffnungen 9 aus dem Brausekopf austretende Fluid, ohne dass es hierfür irgendwelcher beweglicher Strahlaustrittselemente bedarf. Es genügt vielmehr die zur Strahlscheibe 4 relativbewegliche Anordnung der Steuerscheibe 2, die im gezeigten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 5 das einzige bewegliche Element des Brausekopfes darstellt. Alternativ können bei Bedarf selbstverständlich zusätzlich bewegliche Strahlaustrittselemente vorgesehen sein. In weiteren alternativen Ausführungsformen kann die Strahlscheibe das aktiv in Drehung versetzte Element bei feststehender Steuerscheibe bilden.
Die Fig. 6 bis 10 veranschaulichen einen zweiten erfindungsgemäßen Brausekopf, der eine Variante des ersten Brausekopfes darstellt, wobei zum leichteren Verständnis für identische und funktionell äquivalente Elemente gleiche Bezugszeichen wie für den ersten Brausekopf gewählt sind und insoweit auf die obige Beschreibung zu den Fig. 1 bis 5 verwiesen werden kann.
Im Unterschied zum ersten Brausekopf korrespondieren beim zweiten Brausekopf je zwei benachbarte Eintrittsöffnungen 8a, 8b einzeln mit zwei entsprechend benachbarten Austrittsöffnungen 9a, 9b, wobei separate Durchgangskanäle 14a, 14b zur Verbindung jeder Eintrittsöffnung 8a, 8b mit ihrer korrespondierenden Austrittsöffnung 9a, 9b vorgesehen sind. Die Durchgangskanäle 14a, 14b erstrecken sich in diesem Ausführungsbeispiel als geradlinige Bohrungen von der jeweiligen Eintrittsöffnung 8a, 8b zur jeweiligen Austrittsöffnung 9a, 9b durch eine insoweit modifizierte Strahlscheibe 4' hindurch. Somit entsprechen bei diesem Brausekopf die Anzahl und Anordnung der Austrittsöffnungen 9 derjenigen der Eintrittsöffnungen 8, wie auch aus den Fig. 6 und 7 zu erkennen. Die Steuerscheibe 2 entspricht mit ihrer integrierten Turbinenflügelstruktur 3 und dem Steuerschlitzmuster 13 derjenigen des ersten Brausekopfes.
Die zeitliche Strahlbildvariation ergibt sich beim Brausekopf der Fig. 6 bis 10 dadurch, dass bei sich drehender Steuerscheibe 2 deren Steuerschlitzmuster 13 mit den verschiedenen Schlitzsegmenten 13₁ bis 13₄ analog wie beim ersten Brausekopf die beiden Eintrittsöffnungen 8a, 8b jedes Paares radial benachbarter Eintrittsöffnungen abwechselnd, d.h. sukzessiv, freigibt und absperrt, so dass dadurch das Fluid abwechselnd aus der einen und der anderen der beiden korrespondierenden, radial benachbarten Austrittsöffnungen 9a, 9b austritt. Die Fig. 8 und 9 zeigen Längsschnitte von zwei Momentaufnahmen, bei denen für die gezeigten vier Eintrittsöffnungspaare einmal die eine und das andere Mal die andere Eintrittsöffnung freigegeben sind, was zu entsprechend unterschiedlichen Strahlbildern S3 bzw. S4 führt.
Mit anderen Worten ergibt sich bei diesem Brausekopf die zeitliche Änderung der Brausestrahlcharakteristik für jedes Paar radial benachbarter Eintrittsöffnungen 8a, 8b dadurch, dass der Fluidstrahl periodisch abwechselnd aus der einen oder der anderen der beiden korrespondierenden benachbarten Austrittsöffnungen 9a, 9b austritt, während beim ersten Brausekopf der Fig. 1 bis 5 die Strahlbildvariation auf einer Änderung der Austrittsrichtung des aus der jeweils gemeinsamen Austrittsöffnung 9 austretenden Fluidstrahls basiert. Im Übrigen gelten für den zweiten Brausekopf die oben zum ersten Brausekopf erwähnten funktionellen Eigenschaften und Vorteile in gleicher Weise.
In den Fig. 11 bis 18 ist ein dritter erfindungsgemäßer Brausekopf gezeigt, wobei wiederum zum leichteren Verständnis gleiche Bezugszeichen für identische oder funktionell äquivalente Elemente verwendet sind wie bei den beiden Brauseköpfen der Fig. 1 bis 10. Dieser dritte Brausekopf unterscheidet sich von den beiden zuvor erläuterten Brauseköpfen im Wesentlichen durch eine Strahlscheibe 4" mit einem modifizierten Muster der Eintritts- und Austrittsöffnungen 8, 9 und durch das Vorhandensein eines Blockiermechanismus zur Blockierung der Steuerscheiben-Drehbewegung wahlweise in einer von zwei Blockierpositionen, die unterschiedlichen Brausestrahlbildern entsprechen.
Speziell weist die Strahlscheibe 4" die Durchgangskanäle 10a, 10b mit den nicht-parallelen Seitenwandbereichen des ersten Brausekopfes der Fig. 1 bis 5 zur Verbindung je zweier radial benachbarter Eintrittsöffnungen 8a, 8b mit einer gemeinsamen Austrittsöffnung 9 auf, wie sich insbesondere aus den Fig. 16 bis 18 ergibt, jedoch sind die Eintrittsöffnungen 8 und somit auch die korrespondierenden Austrittsöffnungen 9 bei diesem Brausekopf nicht über den gesamten Umfang der Strahlscheiben-Eintrittsseite 4a verteilt angeordnet, sondern beschränken sich auf zwei gegenüberliegende Sektoren, die sich jeweils über einen Winkelbereich von ca. 90° erstrecken. Damit korrespondiert ein modifiziertes Steuerschlitzmuster 13', das wiederum aus sich über jeweils 90° erstreckenden Schlitzsegmenten besteht, die in ihrer gegenseitigen Anordnung gegenüber dem Steuerschlitzmuster 13 des ersten und zweiten Brausekopfes so modifiziert sind, dass die Brausestrahlcharakteristik bei sich drehender Steuerscheibe 2 zwischen den beiden Strahlbildern S5, S6 alterniert, die in den Fig. 17 und 18 gezeigt sind.
Der erwähnte Blockiermechanismus ermöglicht bei dem dritten Brausekopf ein Blockieren der Steuerscheibe 2 gegen Weiterdrehen und somit ein Festhalten derselben wahlweise in der Stellung von Fig. 17 mit dem Strahlbild S3 oder in der Stellung von Fig. 18 mit dem Strahlbild S4 auf nutzerseitigen Wunsch. Speziell ist der Blockiermechanismus handbetätigbar als eine kombinierte Druck-/Drehmechanik ausgeführt, wie sie z.B. von Kugelschreibern bekannt ist. Dazu beinhaltet der Blockiermechanismus einen Blockier-/Betätigungsstift 15 mit einem geeignet profilierten Stiftkopf 16, der in einer Ausnehmung 17 an der Eintrittsseite 4a der Strahlscheibe 4" geführt ist und auf den ein Druckknopf 18 einwirkt, der von außen in eine Ausnehmung 19 an der Außenseite der Strahlscheibe 4" eingesetzt und mit dem Stiftkopf 16 verbunden ist.
Der Betätigungsstift 15 erstreckt sich exzentrisch durch die Mittenöffnung 6 der Steuerscheibe 2 hindurch und stützt sich über eine Schraubenfeder 20 federelastisch gegen die Innenseite des Oberteils des Brausekopfgehäuses 1 ab. Dazu ist die Feder 20 einerseits an einem Fußteil 21 des Betätigungsstifts 15 und andererseits an einem Lagervorsprung 22 der Gehäuseinnenseite gehalten. Wenn der Benutzer auf den Drucknopf 18 drückt, bewegt dieser den Betätigungsstift 15 axial nach vorn bzw. in den Fig. 11 bis 18 nach oben gegen die Kraft der Schraubenfeder 20. Die Axialbewegung des Betätigungsstifts 15 bewirkt durch Zusammenwirken des profilierten Stiftkopfes 16 mit einem entsprechenden Profil in der Kopfaufnahme 17 der Strahlscheibe 4" eine Drehung des Betätigungsstifts 15 um 90°. Beim Loslassen des Druckknopfes 18 drückt die Schraubenfeder 20 den Betätigungsstift 15 samt Druckknopf 18 wieder axial in die Ausgangslage zurück, wobei der Betätigungsstift 15 bei dieser axialen Rückbewegung in seiner durch die vorhergehende axiale Vorwärtsbewegung erreichten Drehstellung verbleibt.
An seinem Umfang ist der Betätigungsstift 15 zwischen Kopfteil 16 und Fußteil 21 mit zwei radial abstehenden Blockieranschlägen 23, 24 versehen, die in Umfangsrichtung um ca. 90° und in Axialrichtung um mehr als ihre axiale Erstreckung gegeneinander versetzt angeordnet sind, so dass sie weder in Umfangsrichtung, noch in axialer Richtung überlappen.
Korrespondierend zu diesen Blockieranschlägen 23, 24 weisen zwei der Turbinenflügel 3 je eine sich radial nach innen bis zur Mittenöffnung 6 erstreckende Blockiernase 25, 26 auf. Die übrigen Turbinenflügel enden mit radialem Abstand vor der Mittenöffnung 6, wie in den Fig. 11, 14 und 15 zu erkennen, oder sie erstrecken sich zwar bis zur Mittenöffnung 6, wie in den insoweit etwas modifizierten Fig. 16 bis 18 angedeutet, jedoch nur mit einer so geringen axialen Höhe, dass sie nicht mit den axial darüber liegenden Blockieranschlägen 23, 24 des Betätigungsstiftes 15 in Blockierkontakt kommen können. Speziell weist ein erster Turbinenflügel 3a eine untere Blockiernase 25 auf, die mit dem in den Fig. 11 bis 18 weiter unten, d.h. näher zum Kopfteil 16 hin liegenden Blockieranschlag 23 zusammenwirken. Diese Blockiernase 25 endet axial nach oben vor dem weiter oben, d.h. näher zum Fußteil 21 hin liegenden Blockieranschlag 24, so dass sie mit diesem nicht im Sinne einer Blockierung der Steuerscheibendrehbewegung zusammenwirkt. Ein zweiter Turbinenflügel 3b weist eine obere Begrenzungsnase 26 auf, die mit dem oberen Begrenzungsanschlag 24 des Betätigungsstiftes 15 zusammenwirkt und axial nach unten vor dem unteren Begrenzungsanschlag 23 endet. Dadurch wirkt der Turbinenflügel 3b an seiner radial inneren Seite durch seine obere Blockiernase 26 nur mit dem oberen Blockieranschlag 24 des Betätigungsstifts 15 zusammen, während er unabhängig von der Drehstellung des Betätigungsstifts 15 nicht mit dessen unterem Blockieranschlag 23 zusammenwirkt.
Wie aus den Fig. 13 bis 18 ersichtlich, ist der Betätigungsstift 15 mit einem vorgebbaren Querversatz Q zur Längsmitte des Brausekopfes im Mittenbereich des Brausekopfes angeordnet, d.h. seine Längsachse 27 ist gegenüber der Brausekopf-Längsachse 11 um das entsprechende Maß Q parallel versetzt. Dieser Versatz ist mit der radialen Erstreckung der Blockieranschläge 23, 24 und der korrespondierenden Blockiernasen 25, 26 so abgestimmt, dass der jeweilige Blockieranschlag 23, 24 mit der korrespondierenden Blockiernase 25, 26 immer nur dann im Blockiersinn zusammenwirkt, wenn sich der Betätigungsanschlag 23, 24 auf der von der Brausekopf-Längsmittenachse 11 diametral abgewandten Seite des Betätigungsstiftes 15 befindet. In diese Stellung lässt sich der jeweilige Blockieranschlag 23, 24 durch die geschilderte kombinierte Axial-/Drehbewegung bringen.
Fig. 16 zeigt den Betätigungsstift 15 in einer Drehstellung, in welcher keiner seiner beiden Blockieranschläge 23, 24 eine Blockierstellung auf der von der Brausekopf-Längsmittenachse 11 abgewandten Seite einnimmt. Folglich kann sich in dieser Stellung des Blockierstifts 15 die Steuerscheibe 2 mit ihrer Turbinenflügelstruktur 3 frei drehen. Die Steuerscheibe 2 stützt sich hierbei radial nach außen und axial nach oben am Gehäuse 1 sowie axial nach unten an der Strahlscheibe 4" ab, während ihre Mittenöffnung 6 in diesem Fall nur zur Durchführung des Betätigungsstiftes 15 und nicht zur Lagerung an einem mittigen Lagerfortsatz der Strahlscheibe dient. Somit dreht sich in der Betätigungsstiftstellung von Fig. 16 die Steuerscheibe 2 im Betrieb kontinuierlich, und es ergibt sich die erwähnte zeitliche Änderung der Brausestrahlcharakteristik in Form eines alternierenden Wechsels zwischen den Strahlbildern S3 und S4 gemäß den Fig. 17 und 18.
Wenn der Benutzer ausgehend von dieser Freigabestellung des Blockiermechanismus den Druckknopf 11 einmal betätigt, nimmt der Betätigungsstift 15 anschließend eine im Gegenuhrzeigersinn um 90° gedrehte Stellung ein, wie sie in Fig. 17 gezeigt ist. In dieser Stellung befindet sich der obere Blockieranschlag 24 in seiner von der Brausekopf-Längsachse 11 abgewandten Blockierstellung. Dies hat zur Folge, dass er die Drehung der Steuerscheibe 2 blockiert, sobald der betreffende Turbinenflügel 3b mit der oberen Blockiernase 26 gegen diesen oberen Blockieranschlag 24 zur Anlage kommt, wie in Fig. 17 veranschaulicht. Die Steuerscheibe 2 bleibt daraufhin in dieser Stellung stehen, so dass das Fluid nun mit dem feststehenden Strahlbild S3 aus dem Brausekopf austtritt, ohne sich zeitlich zu ändern.
Wenn der Benutzer daraufhin den Blockiermechanismus nochmals über den Druckknopf 18 betätigt, erreicht der Betätigungsstift 15 seine in Fig. 18 gezeigte, nochmals um ca. 90° im Gegenuhrzeigersinn weitergedrehte Stellung, in welcher der untere Blockieranschlag 23 seine von der Brausekopf-Längsmittenachse 11 abgewandte Blockierposition einnimmt. In dieser Blockierposition wirkt der untere Blockieranschlag 23 im Blockiersinn mit der unteren Blockiernase 25 des betreffenden Turbinenflügels 3a zusammen. Gleichzeitig gelangt der obere Blockieranschlag 24 durch das Weiterdrehen des Betätigungsstifts 15 aus seiner vorherigen Blockierposition heraus in seine Freigabeposition, wodurch sein blockierendes Zusammenwirken mit der oberen Blockiernase 26 aufgehoben wird. Die Steuerscheibe 2 dreht sich folglich aus ihrer Blockierstellung von Fig. 17 heraus weiter, bis der Turbinenflügel 3a mit seiner unteren Blockiernase 25 gegen den unteren Blockieranschlag 23 des Betätigungsstifts 15 zur Anlage kommt. Daraufhin stoppt die Drehung der Steuerscheibe 2 wieder, und der Brausekopf liefert das andere Strahlbild S4 von Fig. 18 als bleibende Brausestrahlcharakteristik.
Durch erneutes Drücken des Druckknopfes 18 kann der Benutzer die Blockierposition von Fig. 18 mit dem feststehenden Strahlbild S4 wieder aufheben. Durch das mit der Druckbetätigung bewirkte Weiterdrehen des Betätigungsstifts 15 um wiederum ca. 90° gelangt der untere Blockieranschlag 23 in seine Freigabestellung, in der er nicht mehr mit der unteren Blockiernase 25 des Turbinenflügels 3a zusammenwirkt. Andererseits verbleibt der obere Begrenzungsanschlag 24 durch dieses Weiterdrehen des Betätigungsstifts 15 noch in seiner Freigabestellung, so dass sich die Steuerscheibe 2 nun wieder frei drehen kann. Mit anderen Worten schaltet der Benutzer durch einmalige Betätigung des Blockiermechanismus von der Blockierstellung von Fig. 18 in die Freigabestellung um, in welcher die sich frei und kontinuierlich drehende Steuerscheibe für den beschriebenen alternierenden Wechsel zwischen den Strahlbildern S3 und S4 sorgt.
In den Fig. 19 bis 28 ist ein vierter erfindungsgemäßer Brausekopf veranschaulicht, der bis auf eine Variante des Blockiermechanismus dem dritten erfindungsgemäßen Brausekopf der Fig. 11 bis 18 entspricht, wobei wiederum für identische und funktionell äquivalente Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet sind und insoweit auf die obige Beschreibung zum ersten bis dritten Brausekopf verwiesen werden kann.
Beim Brausekopf der Fig. 19 bis 28 beinhaltet der Blockiermechanismus zur Blockierung der Steuerscheiben-Drehbewegung einen Blockier-/Betätigungsstift 28, der umlaufend drehbeweglich in einer randseitigen Durchführungsbohrung 33 einer insoweit gegenüber der Strahlscheibe 4" des dritten Brausekopfes modifizierten Strahlscheibe 4₁ eingebracht ist. Dazu weist die Strahlscheibe 4₁ eine Ausbauchung 33a an ihrem Umfang auf, in deren Bereich sich die Durchführungsbohrung 33 befindet und gegen die an ihrer axialen Außenseite ein Rändelkopf 29 des Betätigungsstifts 28 anliegt, mit dem ein Benutzer den Betätigungsstift 28 verdrehen kann. Dazu ragt der Rändelkopf 29 radial etwas über den Umfang des Brausekopfgehäuses 1 und der Strahlscheibe 4₁ hinaus.
Der Betätigungsstift 28 ragt mit einem Fußteil 28a bis in einen Seitenwandbereich des Gehäuses 1 hinein, wozu die Gehäuseseitenwand eine passende Ausnehmung 32 aufweist, in welcher der Fußteil 28a des Betätigungsstiftes 28 aufgenommen ist. An seinem Fußteil 28a ist der Betätigungsstift 28 ähnlich dem Betätigungsstift 15 des dritten Brausekopfes mit zwei vom Umfang radial abstehenden Blockieranschlägen 30, 31 versehen, die in Umfangsrichtung um 90° und in axialer Richtung hintereinander angeordnet sind. Die Ausnehmung 32 an der Seitenwand des Gehäuses 1 ist so bemessen, dass sich darin die Blockieranschläge 30, 31 des Betätigungsstifts 28 unbehindert drehen können, wenn der Betätigungsstift 28 gedreht wird.
Die Blockierfunktion ist bei diesem vierten Brausekopf dadurch realisiert, dass jeder der beiden Blockieranschläge 30, 31 des Betätigungsstiftes blockierend mit der radial äußeren Seite je eines der Turbinenflügel einer insoweit modifizierten Turbinenflügelstruktur 3' der Steuerscheibe 2 zusammenwirkt. Speziell wirkt ein Turbinenflügel 3'a mit dem in axialer Richtung fußseitigen, in den Figuren oberen Blockieranschlag 31 zusammen, wenn sich dieser in einer radial nach innen weisenden Stellung befindet, und ein Turbinenflügel 3'b wirkt mit dem in den Figuren unteren, dem Rändelkopf 29 näheren Blockieranschlag 30 zusammen, wenn sich dieser in seiner radial nach innen weisenden Stellung befindet.
Zu diesem Zweck sind alle übrigen Turbinenflügel 3' an ihrer radial äußeren Seite mit einer ersten, breiteren Ausnehmung 34 versehen, die so dimensioniert ist, dass sich die mit dieser Ausnehmung 34 versehenen Turbinenflügel 3' in jeder Stellung des Betätigungsstiftes 28 frei an diesem vorbeidrehen, auch wenn sich einer seiner Blockieranschläge 30, 31 in der radial nach innen weisenden Blockierstellung befindet. Der Blockieranschlag 30, 31 passiert dabei jeweils die Ausnehmung 34, die sich dazu axial mindestens über die gesamte axiale Länge beider Blockieranschläge 30, 31 erstreckt. Demgegenüber weist der Turbinenflügel 3'a an seiner radialen Außenseite eine schmalere, untere Ausnehmung 34a auf, die so dimensioniert ist, dass zwar der untere Blockieranschlag 30 durch diese Ausnehmung 34a hindurchtreten kann, wenn er sich in seiner radial nach innen weisenden Blockierstellung befindet, nicht jedoch der obere Blockieranschlag 31. Analog ist der Turbinenflügel 3'b mit einer oberen, schmaleren Ausnehmung 34b versehen, die so dimensioniert ist, dass zwar der obere Blockieranschlag 31 des Betätigungsstiftes 28 hindurchtreten kann, wenn er sich in seiner radial nach innen weisenden Blockierstellung befindet, nicht jedoch der untere Blockieranschlag 30.
Durch diese Auslegung ergibt sich folgende Funktionsweise dieses Blockiermechanismus. In einer Freigabestellung, wie sie in den Fig. 23 und 24 veranschaulicht ist, befindet sich der Betätigungsstift 28 in einer Drehstellung, in der keiner seiner beiden Blockieranschläge 30, 31 seine radial nach innen weisende Blockierposition einnimmt, sondern sich beide Blockieranschläge 30, 31 innerhalb der Ausnehmung 32 der Gehäuseseitenwand befinden, ohne von der Gehäuseseitenwand radial nach innen vorzustehen. Dadurch kann sich die Turbinenflügelstruktur 3' und mit ihr die Steuerscheibe 2 insgesamt ungehindert drehen, was zur Folge hat, dass sich in dieser Betriebsart des Brausekopfes die oben erläuterte zeitliche Variation der Brausestrahlcharakteristik ergibt.
Wenn ausgehend davon der Benutzer im Betrieb des Brausekopfes eine der verschiedenen Brausestrahlcharakteristika bleibend beibehalten will, kann er dazu den Betätigungsstift 28 an seinem Rändelkopf 29 in eine entsprechende Blockierposition drehen. Die Fig. 25 und 26 veranschaulichen eine Blockierstellung, in welcher der Turbinenflügel 3'a blockierend mit dem radial nach innen weisenden, oberen Blockieranschlag 31 zusammenwirkt. Dazu dreht der Benutzer den Betätigungsstift 28 um 90° im Uhrzeigersinn aus der in den Fig. 23 und 24 gezeigten Freigabestellung heraus. Während sich alle anderen Turbinenflügel 3' und 3'b frei an dem radial nach innen weisenden Blockieranschlag 31 vorbeidrehen können, schlägt der Turbinenflügel 3'a gegen den Blockieranschlag 31 an, wodurch die Drehbewegung der Steuerscheibe 2 gestoppt wird. Der Turbinenflügel 3'a ist so ausgewählt, dass in dieser Blockierposition die Steuerscheibe 2 über die zugehörigen Schlitzsegmente 13'₁, 13'₃ jeweils die radial inneren Eintrittsöffnungen 8a der paarig benachbarten Eintrittsöffnungen 8a, 8b freigibt, wodurch sich das Austrittsstrahlbild S6 analog zu Fig. 18 beim dritten Brausekopf ergibt.
Wird der Betätigungsstift 28 nochmals um 90° im Uhrzeigersinn weiter gedreht, nimmt er seine zweite Blockierstellung ein, in der sein unterer Blockieranschlag 30 radial nach innen weist und gegen ihn der Turbinenflügel 3'b anschlägt, wie in den Fig. 27 und 28 gezeigt, während alle anderen Turbinenflügel 3' und 3'a den radial nach innen weisenden Blockieranschlag 30 frei passieren können. Der Turbinenflügel 3'b ist wiederum so gewählt, dass die in dieser zweiten Blockierposition festgehaltene Steuerscheibe 2 bleibend das Austrittsstrahlbild S5 analog zu Fig. 17 beim dritten Brausekopf liefert, indem die entsprechenden Schlitzsegmente 13'₂, 13'₄ des Steuerschlitzmusters 13' jeweils die radial äußere Eintrittsöffnung 8b der paarig radial benachbarten Eintrittsöffnungen 8a, 8b freigeben.
Bei nochmaligem Weiterdrehen des Blockierstiftes 28 um 90° im Uhrzeigersinn befinden sich dann beide Blockieranschläge 30, 31 wieder innerhalb der Ausnehmung 32 der Gehäuseseitenwand, ohne radial nach innen vorzustehen, d.h. der Blockiermechanismus befindet sich wieder in seiner Freigabestellung, in welcher sich die Steuerscheibe 2 unbehindert drehen kann, um die gewünschte zeitliche Variation der Brausestrahlcharakteristik zu bewirken.
Die Fig. 29 bis 31 veranschaulichen einen fünften erfindungsgemäßen Brausekopf, wobei für identische und funktionell äquivalente Elemente wiederum gleiche Bezugszeichen verwendet sind wie für die oben beschriebenen Brauseköpfe der Fig. 1 bis 28, so dass insoweit auf deren obige Erläuterungen verwiesen werden kann.
Der Brausekopf der Fig. 29 bis 31 weist ein modifiziertes Gehäuse 1' mit einem an seiner oberen Stirnseite mittig vorgesehenen Fluideinlass 7' und einer integrierten Strömungsleitstruktur 1'a auf, durch die das über den Einlass 7' axial eintretende Fluid in eine Richtung mit Umfangsrichtungskomponente umgelenkt wird. Eine solche Strömungsleitstruktur 1'a ist dem Fachmann an sich bekannt und bedarf daher hier keiner näheren Erläuterungen.
Als weitere Modifikation zu den zuvor erläuterten Brauseköpfen sind beim Brausekopf der Fig. 29 bis 31 die Turbinenflügel an einem Turbinenrad 3" vorgesehen, das in diesem Beispiel als ein von einer Steuerscheibe 2₁ separates Bauteil ausgebildet ist. Das Turbinenrad 3" ist über ein Untersetzungsgetriebe in Form eines Planetengetriebes mit der Steuerscheibe 2₁ gekoppelt. Das Planetengetriebe weist ein an einem Innenumfang der in diesem Ausführungsbeispiel ringförmigen Steuerscheibe 2₁ ausgebildetes äußeres Hohlrad 35, ein am Turbinenrad 3" stirnseitig angeordnetes Sonnenrad 36 und ein zwischenliegendes Planetenrad 37 auf. Das Turbinenrad 3" ist mit seinem Sonnenrad 36 drehbeweglich auf einen von der Strahlscheibe 4₂ mittig abstehenden Lagerbolzen 38 aufgesteckt, und das Planetenrad 37 ist auf einen außermittig an der Innenseite der Strahlscheibe 4₂ angeordneten Lagerstummel 39 aufgesteckt. Drei im 120°-Abstand an der Innenseite der Gehäuseseitewand angeordnete Haltenasen 1'b halten die ringförmige Steuerscheibe 2₁ drehbeweglich an ihrer Außenseite auf der Strahlscheibe 4₂.
Die Steuerscheibe 2₁ ist mit einem Steuerschlitzmuster aus mehreren, in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend angeordneten Steuerschlitzen 40 gleicher Form versehen. Speziell weist jeder Steuerschlitz 40 einen radial inneren Abschnitt 40a, einen radial äußeren Abschnitt 40b und einen zwischenliegenden Übergangsabschnitt 40c auf. Der radial innere Abschnitt 40a und der radial äußere Abschnitt 40b verlaufen jeweils über einen vorgebbaren Umfangswinkelbereich auf einem gleichbleibenden Radius, und der Übergangsbereich 40c verläuft zwischen diesen beiden endseitigen Schlitzabschnitten 40a, 40b und folglich mit einer zusätzlichen Radialkomponente.
Die Strahlscheibe 4₂ weist an ihrer Innenseite langlochförmige Eintrittsöffnungen 8' mit radial verlaufender Längsachse und an ihrer Außenseite korrespondierend zu jeder Eintrittsöffnung 8' eine im Wesentlichen kreisrunde Austrittsöffnung 9 auf. Die Eintrittsöffnungen 8' sind in Umfangsrichtung hintereinander an der Strahlscheibe 4₂ vorgesehen, ebenso die Austrittsöffnungen 9, d.h. die Austrittsöffnungen 9 liegen auf einem gleichen Radius. Die jeweilige Austrittsöffnung 9 ist mit der zugehörigen Langloch-Eintrittsöffnung 8' über einen Durchgangskanal 10 verbunden, der einen sich in einer Strahlscheiben-Radialebene konisch von der Eintrittsöffnung 8' zur Austrittsöffnung 9 hin verjüngenden Querschnitt aufweist.
Mit anderen Worten korrespondiert in diesem Ausführungsbeispiel jede Langloch-Eintrittsöffnung 8' über den Durchgangskanal 10, der durch seine konische Form wiederum nicht-parallele Seitenwandbereiche 12a, 12b zur Bereitstellung unterschiedlicher Strahlaustrittsrichtungen aufweist, mit einer Austrittsöffnung 9 derart, dass ein radial innerer Bereich 8'a der Eintrittsöffnung 8' über den Seitenwandbereich 12a mit radial nach außen weisender Richtungskomponente und ein radial äußerer Bereich 8'b der Eintrittsöffnung 8' über den Seitenwandbereich 12b mit radial nach innen verlaufender Komponente mit der zugehörigen Austrittsöffnung 9 in Verbindung stehen. Die geneigten, konischen Seitenwandbereiche 12a, 12b des Durchgangskanals 10 bilden somit wieder Strömungsleitflächen, durch die das Fluid je nach dem, ob es über den radial inneren Bereich 8'a oder den radial äußeren Bereich 8'b der jeweiligen Eintrittsöffnung 8' zugeführt wird, in verschiedenen Strahlrichtungen aus der Austrittsöffnung 9 austritt, nämlich mit radial nach außen oder radial nach innen weisender Strahlrichtungskomponente.
Die Steuerschlitze 40 sind dergestalt auf die Langloch-Eintrittsöffnungen 8' abgestimmt, dass sie mit ihrem radial inneren Abschnitt 40a den radial inneren Bereich 8'a der Eintrittsöffnungen 8' und mit ihrem radial äußeren Abschnitt 40b den radial äußeren Bereich 8'b der Eintrittsöffnungen 8' freigeben. Durch den Übergangsabschnitt 40c jedes Steuerschlitzes 40 wird bewirkt, dass die Fluidzuführung in den Durchgangskanal 10 stetig vom radial inneren Bereich 8'a zum radial äußeren Bereich 8'b der Eintrittsöffnungen 8' übergeht. Hingegen erfolgt der Wechsel vom äußeren Radius auf den inneren Radius abrupt durch den Wechsel vom einen auf den nächsten Steuerschlitz 40, wobei sich die Steuerschlitze 40 in Umfangsrichtung nicht überlappen.
Im Betrieb gelangt das Fluid, wie z.B. Wasser im Fall eines Sanitärbrausekopfes, über den Einlass 7' in das Brausekopfgehäuse 1' und wird dort durch die Strömungsleitstruktur 1'a mit einer Umfangsrichtungskomponente auf die Flügel des Turbinenrades 3" gerichtet, wodurch das Turbinenrad 3" in Drehung versetzt wird. Das Planetengetriebe 35, 36, 37 überträgt die Turbinenraddrehung in eine untersetzte Drehung der Steuerscheibe 2₁ relativ zur am Gehäuse 1' feststehenden Strahlscheibe 4₂. Das Fluid gelangt radial aus dem Bereich des Turbinenrades 3" heraus in den mit dem Steuerschlitzmuster 40 versehenen Bereich der sich drehenden Steuerscheibe 2₁ und tritt durch die Steuerschlitze 40 über den jeweils freigegebenen radial inneren oder radial äußeren Bereich 8'a, 8'b der Eintrittsöffnungen 8' in die Durchgangskanäle 10 und aus diesen an der Austrittsseite der Strahlscheibe 4₂ über deren Austrittsöffnungen 9 mit zeitlich variabler Strahlrichtung aus.
Fig. 31 veranschaulicht in einer Längsschnittansicht eine Momentaufnahme, bei der eine linke Eintrittsöffnung durch den radial äußeren Steuerschlitzmusterabschnitt 40b in ihrem radial äußeren Bereich 8'b freigegeben wird, wodurch das Fluid mit radial nach innen gerichteter Komponente aus der zugehörigen Austrittsöffnung austritt, während eine diametral gegenüberliegende Eintrittsöffnung durch den radial inneren Abschnitt 40a des Steuerschlitzmusters 40 in ihrem radial inneren Bereich 8'a freigegeben wird, so dass dort das Fluid mit radial nach außen gerichteter Komponente aus der zugehörigen Austrittsöffnung 9 austritt. Insgesamt ergibt sich dadurch ein momentanes Strahlbild S7.
Wenn sich die Steuerscheibe 2₁ etwas weiter gedreht hat, bis die in Fig. 31 linke Eintrittsöffnung in ihrem radial inneren Bereich 8'a freigegeben wird und korrespondierend die gegenüberliegende Eintrittsöffnung in ihrem radial äußeren Bereich 8'b freigegeben wird, ergibt sich das vom Strahlbild S7 verschiedene Strahlbild S8, bei dem das Fluid aus der linken Austrittsöffnung mit radial nach außen gerichteter Komponente und bei der rechten Austrittsöffnung 9 mit radial nach innen gerichteter Komponente austritt. Durch kontinuierliche, vom Fluid angetriebene Drehung der Steuerscheibe 2₁ ergibt sich somit wiederum die gewünschte zeitliche Variation der Brausestrahlcharakteristik, die durch die Abstimmung des Steuerschlitzmusters 40 einerseits und der Eintrittsöffnungen 8' andererseits in Form und Anordnung bestimmt ist. Je nach Anzahl und Formgebung der Steuerschlitze 40 und je nach Wahl der Untersetzung durch das Planetengetriebe 35, 36, 37 lassen sich unterschiedliche Brausestrahlcharakteristika in gewünschter zeitlicher Abfolge mit je nach Wunsch abrupten oder gleichmäßigen, überlappenden Übergängen generieren.
Die Fig. 32 bis 34 veranschaulichen diesbezüglich einen sechsten erfindungsgemäßen Brausekopf mit einer gegenüber dem fünften Brausekopf variierten Steuerschlitzgestaltung. Im Übrigen entspricht der sechste Brausekopf dem zuvor beschriebenen fünften Brausekopf, so dass nachfolgend nur auf die Unterschiede eingegangen werden braucht und im Übrigen auf die obigen Erläuterungen zum fünften Brausekopf verwiesen wird.
Speziell beinhaltet der Brausekopf der Fig. 32 bis 34 ein Steuerschlitzmuster auf einer insoweit modifizierten Steuerscheibe 2₂, das eine Mehrzahl von geradlinigen Steuerschlitzen 41 beinhaltet, die wiederum in Umfangsrichtung hintereinander ohne Überlappung angeordnet sind. Jeder Steuerschlitz 41 verläuft hierbei in Umfangsrichtung und zusätzlich mit einer gleichförmigen Radialkomponente derart, dass er mit einem radial inneren Ende 41a auf dem Radius der radial inneren Bereiche 8'a der Eintrittsöffnungen 8' und mit einem radial äußeren Ende 41b auf dem Radius der radial äußeren Bereiche 8'b der Eintrittsöffnungen 8' liegt. Dadurch gibt jeder Steuerschlitz 41 die jeweilige Langloch-Eintrittsöffnung 8' stetig je nach Drehrichtung von ihrem radial inneren Bereich 8'a bis zu ihrem radial äußeren Bereich 8'b oder umgekehrt frei, gefolgt von einem abrupten Wechsel auf den nächsten Steuerschlitz 41. Dieses Steuerschlitzmuster 41 bewirkt folglich für die jeweilige AustrittsÖffnung 9 der Strahlscheibe 4₂ einen vergleichsweise kontinuierlichen Übergang von einem auf das andere Strahlbild, gefolgt von einer abrupten Rückkehr zum ersten Strahlbild.
Je nach Anzahl und Anordnung der Steuerschlitze 41 sowie der Eintrittsöffnungen 8' können für die Gesamtheit der Austrittsöffnungen 9 zu einem jeweiligen Zeitpunkt synchron gleiche oder gruppenweise unterschiedliche oder unregelmäßig verteilt unterschiedliche Strahlrichtungen eingestellt werden, die zusammen das jeweils momentane Strahlbild des Brausekopfes ergeben. Im gezeigten Beispiel der Fig. 32 bis 34 sind, wie insbesondere aus Fig. 34 ersichtlich, acht Steuerschlitze 41 vorgesehen, die sich in Umfangsrichtung in etwa um den Winkelabstand der Eintrittsöffnungen 8' erstrecken, so dass jeder Schlitz 41 immer ungefähr dann eine nächste Eintrittsöffnung 8' in ihrem radial inneren oder äußeren Bereich freigibt, wenn er eine vorherige Eintrittsöffnung 8' verlässt. Wie ebenfalls aus Fig. 34 ersichtlich ist, überstreicht jeder Steuerschlitz 41 die jeweilige Eintrittsöffnung 8' je nach Drehrichtung stetig übergehend von ihrem radial inneren Bereich 8'a zu ihrem radial äußeren Bereich 8'b oder umgekehrt, so dass sich ein sehr kontinuierlicher Wechsel vom einen zum anderen Strahlbild ergibt, gefolgt von einem abrupten Strahlbildwechsel beim Übergang von einem zum nächsten Steuerschlitz 41.
Fig. 33 veranschaulicht eine Momentaufnahme entsprechend Fig. 31 für diese Steuerschlitzvariante. Dabei werden eine in Fig. 33 linke und diametral gegenüberliegende rechte Eintrittsöffnung beide in ihrem radial äußeren Bereich 8'b von den zugehörigen Steuerschlitzen 41 freigegeben, so dass das dort eintretende Fluid mit radial nach innen weisender Komponente aus den beiden zugehörigen Austrittsöffnungen 9 austritt, die somit zu einem entsprechenden Strahlbild S9 beitragen. Wenn sich die Steuerscheibe 2₂ weiterdreht, wechselt dieses Strahlbild S9 kontinuierlich zu einem gestrichelt angedeuteten Strahlbild S10, bei dem das Fluid durch die radial inneren Bereiche 8'a der beiden gezeigten Eintrittsöffnungen eintritt und aus den zugehörigen Austrittsöffnungen 9 mit radial nach außen weisender Komponente austritt.
Die Fig. 35 bis 38 veranschaulichen zwei weitere Steuerscheibenvarianten hinsichtlich Gestaltung des Steuerschlitzmusters, siehe insbesondere die Fig. 35 und 37, und einen damit ausgerüsteten siebten bzw. achten erfindungsgemäßen Brausekopf, siehe insbesondere die Fig. 36 bzw. 38, wobei diese beiden Brauseköpfe im Übrigen dem fünften und sechsten Brausekopf der Figuren 29 bis 34 entsprechen, was insbesondere die Realisierung des Brausekopfgehäuses, des Turbinenrades, des Planetengetriebes und der Strahlscheibe betrifft.
Die Ausführungsform gemäß den Fig. 35 und 36 beinhaltet eine ringförmige Steuerscheibe 2₃ mit einem Steuerschlitzmuster aus mehreren, in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend angeordneten Steuerschlitzen 42, die sich jeweils über etwa den doppelten Winkelabstand der Eintrittsöffnungen 8' der Strahlscheibe erstrecken und einen geschwungenen Verlauf mit einem Mittenbereich 42a, der radial auf Höhe der radial inneren Bereiche 8'a der Eintrittsöffnungen 8' liegt, und daran angrenzenden Endabschnitten 42b, 42c aufweisen, an denen der Schlitz 42 stetig auf den Radius der radial äußeren Bereiche 8'b der Eintrittsöffnungen 8' übergeht. Die Steuerschlitze 42 sind voneinander durch schmale radiale Stegbereiche 43 der Steuerscheibe 2₃ voneinander getrennt. Die Stege 43 halten den Bereich der Steuerscheibe 2₃ radial außerhalb der Steuerschlitze 42 mit dem Bereich radial innerhalb der Steuerschlitze 42 zusammen. Die Stege 43 können in ihrer Breite beliebig gewählt werden, z.B. mit einer Breite, die höchstens etwa gleich groß oder höchstens etwa doppelt so groß ist wie die Breite der Steuerschlitze 42. Je schmaler die Stege 43 sind, umso kürzer ist die Zeitdauer, während der sie den radial äußeren Bereich 8'b der jeweiligen Eintrittsöffnung 8' abdecken und dadurch kurzzeitig das Strahlbild unterbrechen.
Das Steuerschlitzmuster 42 sorgt beim Brausekopf gemäß den Fig. 35 und 36 dafür, dass im Betrieb die Strahlrichtung für jede Strahlscheiben-Austrittsöffnung kontinuierlich zwischen den beiden Strahlbildern wechselt, die durch den Fluideintritt in die Strahlscheibe wechselweise durch den radial inneren Bereich 8'a und den radial äußeren Bereich 8'b der Eintrittsöffnungen 8' gegeben sind. Im Unterschied zu den Brauseköpfen der Fig. 29 bis 34, bei denen nur der eine Strahlrichtungswechsel kontinuierlich, der andere hingegen abrupt ist, ergibt sich für den Brausekopf der Fig. 35 und 36 in beiden Fällen ein kontinuierlicher Strahlrichtungswechsel.
Gleiches gilt für den Brausekopf gemäß den Fig. 37 und 38. Dieser Brausekopf ist als einziger Unterschied gegenüber demjenigen der Fig. 35 und 36 dahingehend modifiziert, dass die Trennstege 43 durch schmale bogenförmige Brückenelemente 44 ersetzt sind. Demgemäß weist der Brausekopf der Fig. 37 und 38 eine modifizierte Steuerscheibe 2₄ auf, deren Steuerschlitzmuster aus einem in Umfangsrichtung durchgehenden Steuerschlitz 45 besteht, dessen Verlauf dem durch die Gesamtheit der Steuerschlitze 42 im Brausekopf der Fig. 35 und 36 gegebenen Verlauf entspricht, wobei für den Brausekopf der Fig. 37 und 38 nicht die Unterbrechungen durch die Trennstege 43 vorliegen. Stattdessen werden der bezüglich des durchgehenden Steuerschlitzes 45 radial innere Teil und der radial äußere Teil der Steuerscheibe 2₄ durch die Brückenelemente 44 zusammengehalten.
In seiner Funktion zur zeitlichen Variation der Brausestrahlcharakteristik entspricht der durchgehende Steuerschlitz 45 weitestgehend dem Steuerschlitzmuster 42 beim Brausekopf der Fig. 35 und 36, wobei als einziger Unterschied keine Unterbrechung der Freigabe des radial äußeren Bereichs 8'b einer jeweiligen Eintrittsöffnung 8' beim Übergang von einem zu einem nächsten Steuerschlitz auftritt. Vielmehr bleibt beim Brausekopf der Fig. 37 und 38 dieser radial äußere Eintrittsöffnungsbereich 8'b auch unterhalb der Brückenelemente 44 freigegeben, wenn die Steuerscheibe 2₄ mit einem der Brückenelemente 44 diesen radial äußeren Eintrittsöffnungsbereich 8'b überfährt.
Wie die gezeigten und oben erläuterten Ausführungsbeispiele deutlich machen, stellt die Erfindung in vorteilhafter Weise einen Brausekopf zur Verfügung, der es ermöglicht, mit einer zu einer Strahlscheibe relativbeweglichen Steuerscheibe und einer geeigneten Abstimmung eines in der Steuerscheibe vorgesehenen Steuerschlitzmusters und von in der Strahlscheibe vorgesehenen Eintrittsöffnungen, die über geeignete Durchgangskanäle mit Strahlscheiben-Austrittsöffnungen korrespondieren, eine gewünschte, zeitlich variierende Brausestrahlcharakteristik zu erzielen, ohne dass dazu bewegliche Strahlaustrittselemente verwendet werden müssen. Dazu können die Durchgangskanäle mit schrägen Seitenwänden als Strömungsleitflächen ausgebildet sein, und/oder es können Paare eng benachbarter Eintrittsöffnungen und korrespondierender Austrittsöffnungen vorgesehen sein, die abwechselnd mit dem Fluid gespeist werden.
Die Steuerscheibe kann mittels geeigneter Turbinenflügelstruktur vom einströmenden Fluid selbst angetrieben werden. Optional kann das gezeigte, untersetzende Planetengetriebe oder ein anderes, für diesen Zweck an sich bekanntes Über- oder Untersetzungsgetriebe vorgesehen sein. Des Weiteren kann in nicht gezeigter Weise eine herkömmliche Drehzahlregelung für die Steuerscheibe vorgesehen sein, z.B. durch einen Bypass zu Turbinenantriebsdüsen, wie z.B. in der Patentschrift EP 0 900 597 B1 beschrieben. Vorteilhaft kann die Steuerscheibe bei Bedarf in einer gewünschten Position angehalten werden, so dass eine bestimmte gewünschte Brausestrahlcharakteristik konstant beibehalten werden kann. Bei den beschriebenen Blockiermechanismen ist dies durch eine mechanische Sperre realisiert, die mit geeignet gestalteten Turbinenflügeln zusammenwirkt. Alternativ können entsprechende mechanische Blockiermittel statt an den Turbinenflügeln direkt an der Steuerscheibe vorgesehen sein. Der Blockiermechanismus kann je nach Bedarf so ausgelegt sein, dass er die Steuerscheibe in ihrer relativen Lage zur Strahlscheibe wie gezeigt in zwei Blockierpositionen oder alternativ in nur einer oder in mehr als zwei Blockierpositionen festhalten kann.
Es versteht sich, dass die Erfindung außer den exemplarisch gezeigten Beispielen zahlreiche weitere Ausführungsformen umfasst, insbesondere auch Mischformen der gezeigten Beispiele, in denen Merkmale derselben kombiniert sind, z.B. eine Strahlscheibe mit einem anderen als den gezeigten Mustern der Austrittsöfnungen und der Eintrittsöffnungen und/oder eine Steuerscheibe mit einem anderen als den gezeigten Steuerschlitzmustern oder eine Kombination der gezeigten Muster.
Besonders vorteilhafte Anwendung findet die Erfindung für Brauseköpfe von Sanitärbrausen. Jedoch eignet sie sich selbstverständlich auch für alle anderen Anwendungen, bei denen Bedarf an einem Brausekopf mit zeitlich variabler Brausestrahlcharakteristik besteht.

Claims

Brausekopf, insbesondere für eine Sanitärbrause, mit
- einer Strahlscheibe (4) mit Eintrittsöffnungen (8) auf einer Scheibenseite (4a) und Austrittsöffnungen (9) auf der anderen Scheibenseite (4b) und mit je einem Durchgangskanal (10a, 10b) zur Fluidverbindung jeder Austrittsöffnung mit mindestens einer der Eintrittsöffnungen und

- einer Steuerscheibe (2), die in Fluidströmungsrichtung vor der Strahlscheibe relativ zu dieser drehbeweglich angeordnet ist und ein Steuerschlitzmuster (13) zum Freigeben der Eintrittsöffnungen abhängig von der Drehstellung der Steuerscheibe aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
- das Steuerschlitzmuster (13) und die Eintrittsöffnungen (8) derart aufeinander abgestimmt sind, dass bei sich relativ zur Strahlscheibe (4) drehender Steuerscheibe (2) zwei nächst benachbarte Eintrittsöffnungen (8a, 8b), die mit einer gemeinsamen Austrittsöffnung (9) über zwei Durchgangskanäle (10a, 10b) mit nicht-parallelen Seitenwänden (12a, 12b) zur Bereitstellung zweier unterschiedlicher Strahlaustrittsrichtungen (Sa, Sb) korrespondieren, oder zwei Bereiche (8'a, 8'b) einer Eintrittsöffnung (8'), die mit einer Austrittsöffnung (9) über einen Durchgangskanal (10) mit nicht-parallelen Seitenwandbereichen zur Bereitstellung zweier unterschiedlicher Strahlaustrittsrichtungen (S7, S8) korrespondiert, abwechselnd freigegeben werden oder von zwei nächst benachbarten Eintrittsöffnungen (8a, 8b), die mit zwei nächst benachbarten Austrittsöffnungen (9a, 9b) korrespondieren, periodisch abwech-selnd die eine Eintrittsöffnung freigegeben wird und die andere Eintrittsöffnung nicht freigegeben wird.
Brausekopf nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die nächst benachbarten Eintrittsöffnungen oder Eintrittsöffnungsbereiche auf unterschiedlichen Radien der Strahlscheibe angeordnet sind und das Steuerschlitzmuster korrespondierend auf unterschiedlichen Radien angeordnete Schlitzbereiche beinhaltet.
Brausekopf nach Anspruch 2, weiter dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerschlitzmuster wenigstens zwei separate, auf unterschiedlichen Radien angeordnete Schlitzsegmente (13₁ bis 13₄), die je einem von zwei nächst benachbarten Eintrittsöffnungen oder Eintrittsöffnungsbereichen zugeordnet sind, und/oder wenigstens einen sich in Umfangs- und Radialrichtung der Steuerscheibe erstreckenden Schlitz (40 bis 45) aufweist, der beiden nächst benachbarten Eintrittsöffnungen oder Eintrittsöffnungsbereichen zugeordnet ist.
Brausekopf nach Anspruch 3, weiter dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerschlitzmuster einen in Umfangsrichtung durchgehenden, mit wenigstens einem Brückensteg (44) überbrückten Schlitz (45) und/oder sich in Umfangsrichtung erstreckende, durch einen oder mehrere Trennstege (43) voneinander separierte Schlitze (42) aufweist.
Brausekopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Durchgangskanal (10) einen sich in einer Strahlscheiben-Radialebene konisch zur Austrittsöffnung hin verjüngenden Querschnitt aufweist.
Brausekopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerscheibe auf ihrer der Strahlscheibe abgewandten Eintrittsseite (2a) mit einer fluidstromgetriebenen Turbinenflügelstruktur (3) versehen oder über ein Getriebe (35, 36, 37) mit einem fluidstromgetriebenen Turbinenrad (3") gekoppelt ist, das mit dem Getriebe auf der strahlscheibenabgewandten Seite der Steuerscheibe angeordnet ist.
Brausekopf nach Anspruch 6, weiter dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerschlitzmuster radial außerhalb des Getriebes und des Turbinenrades angeordnet ist.
Brausekopf nach Anspruch 6 oder 7, weiter dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein Planetengetriebe mit einem am Turbinenrad vorgesehenen Sonnenrad (36), einem an der Steuerscheibe vorgesehenen äußeren Hohlrad (35) und einem zwischenliegenden Planetenrad (37) ist.
Brausekopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, weiter gekennzeichnet durch einen Blockiermechanismus zur Blockierung der Steuerscheiben-Drehbewegung in einer ersten Blockierposition, in welcher die/der eine der beiden nächst benachbarten Eintrittsöffnungen oder Eintrittsöffnungsbereiche freigegeben ist, und/oder einer zweiten Blockierposition, in welcher die/der andere Eintrittsöffnung oder Eintrittsöffnungsbereich freigegeben ist.
Brausekopf nach Anspruch 9, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Blockiermechanismus einen an der Strahlscheibe beweglich gehaltenen Blockierstift (15, 28) beinhaltet, der sukzessiv zwischen mindestens drei unterschiedlichen Stellungen umschaltbar ist, von denen eine erste die Steuerscheiben-Drehbewegung freigibt, eine zweite die erste Blockierposition definiert und eine dritte die zweite Blockierposition definiert.