EP3085835B1 - Sprinkler and method for watering a road surface - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Sprinkler zur Bewässerung einer Fahrbahn wie einer Fahrtechnikstrecke oder einer Teststrecke mit Austrittsöffnungen zur Abgabe einer Flüssigkeit.The invention relates to a sprinkler for irrigating a roadway such as a driving technique track or a test track with outlet openings for dispensing a liquid.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bewässern einer Fahrbahn, insbesondere einer Fahrtechnikstrecke oder einer Teststrecke, mit einem Sprinkler.The invention further relates to a method for irrigating a roadway, in particular a driving technique route or a test route, with a sprinkler.
Aus dem Stand der Technik sind Sprinkler zur Bewässerung einer Fahrbahn bekannt geworden, beispielsweise um für ein Fahrtechniktraining oder einen Test von Fahrzeugen künstlich einen reduzierten Reibwert zwischen der Fahrbahn und einem Reifen eines Kraftfahrzeuges herzustellen.Sprinklers for irrigating a road have become known from the prior art, for example in order to artificially produce a reduced coefficient of friction between the road and a tire of a motor vehicle for driving technique training or a test of vehicles.
Aus dem Dokument
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Es hat sich allerdings gezeigt, dass mit aus dem Stand der Technik bekannten Sprinklern keine Bewässerung einer Fahrbahn möglich ist, welche zu realitätsnahen Bedingungen bzw. einem realitätsnahen Reibwert der Fahrbahn führen.However, it has been shown that sprinklers known from the prior art do not allow irrigation of a carriageway which leads to realistic conditions or a realistic coefficient of friction of the carriageway.
Hier setzt die Erfindung an. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Sprinkler der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem eine besonders realitätsnahe nasse Fahrbahnoberfläche erreicht werden kann.This is where the invention comes in. The object of the invention is to provide a sprinkler of the type mentioned, with which a particularly realistic wet road surface can be achieved.
Weiter soll ein Verfahren der eingangs genannten Art angegeben werden, mit welchem eine zu entsprechenden, besonders realitätsnahen Bedingungen führende Bewässerung einer Fahrbahn möglich ist.Furthermore, a method of the type mentioned at the beginning is to be specified, with which irrigation of a roadway is possible which leads to corresponding, particularly realistic conditions.
Die erste Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Sprinkler gemäß Anspruch 1 gelöst.The first object is achieved according to the invention by a sprinkler according to
Dadurch, dass zumindest eine Austrittsöffnung des Sprinklers einen von einem Inneren zu einem Äußeren hin zunehmenden Querschnitt aufweist, ergibt sich eine Auffächerung eines aus der Austrittsöffnung des Sprinklers strömenden Wasserstrahls, welche zu einer besonders guten und gleichmäßigen Flüssigkeitsverteilung und somit zu realitätsnahen Bedingungen führt. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass im Sprinkler ein Sprüheinsatz angeordnet ist, wobei Ausnehmungen des Sprüheinsatzes die Austrittsöffnungen des Sprinklers zumindest teilweise definieren. In der Regel wird der Sprüheinsatz in einer Düse des Sprinklers positioniert, wobei die durch Ausnehmungen teilweise definierten Austrittsöffnungen einen Zentralraum bzw. ein Inneres des Sprinklers mit einem Äußeren verbinden, in welchem Zentralraum bei einem Betrieb des Sprinklers der Wasserdruck anliegt.The fact that at least one outlet opening of the sprinkler has a cross-section that increases from the inside to the outside results in a fanning out of a water jet flowing out of the outlet opening of the sprinkler, which leads to a particularly good and uniform liquid distribution and thus to realistic conditions. It is preferably provided that a spray insert is arranged in the sprinkler, recesses in the spray insert at least partially defining the outlet openings of the sprinkler. As a rule, the spray insert is positioned in a nozzle of the sprinkler, the outlet openings, which are partially defined by recesses, connecting a central space or an interior of the sprinkler to an exterior, in which central space the water pressure is present when the sprinkler is in operation.
In der Regel nimmt der Querschnitt der Ausnehmung entlang einer Längsachse der Ausnehmung zu, in der Regel in einer Richtung, in welcher eine Flüssigkeit durch den Sprüheinsatz strömt, wenn der Sprüheinsatz im Sprinkler eingesetzt ist. Die Zunahme des Querschnitts kann durchgehend und stetig über eine gesamte Länge der Ausnehmung von einem inneren Ende bis zu einem äußeren Ende vorgesehen sein. Es kann allerdings auch vorgesehen sein, dass nur ein Bereich eines äußeren Endes der Ausnehmung einen von nach außen hin zunehmenden Querschnitt bzw. einen außenseitigen Öffnungswinkel aufweist, welcher zu einer erfindungsgemäßen Auffächerung des Wasserstrahles bei einem Austritt aus der Austrittsöffnung führt.As a rule, the cross section of the recess increases along a longitudinal axis of the recess, usually in a direction in which a liquid flows through the spray insert when the spray insert is inserted in the sprinkler. The increase in cross section can be provided continuously and continuously over an entire length of the recess from an inner end to an outer end. However, it can also be provided that only a region of an outer end of the recess has a cross-section which increases from the outside or an outside opening angle which leads to a fanning out of the water jet according to the invention when it exits the outlet opening.
Wenn die Austrittsöffnungen des Sprinklers etwa auf Höhe der zu bewässernden Fahrbahn positioniert sind, ergibt sich bei einem Wasserdruck von etwa 1 bar ein Sprühbild mit einem Sprühwinkel von maximal 180°, wobei ein Verhältnis von einer Länge des Sprühbildes zu einer Breite des Sprühbildes 2 bis 4, vorzugsweise 2,5 bis 3,5, insbesondere 2,8 bis 3,2, beträgt.If the sprinkler outlet openings are positioned approximately at the level of the road to be watered, a spray pattern with a spray angle of maximum 180 ° results at a water pressure of approximately 1 bar, a ratio of a length of the spray pattern to a width of the
Es hat sich gezeigt, dass mit einem derartigen Sprühbild besonders realitätsnahe Bedingungen erreicht werden können, wobei das Verhalten von Fahrzeugen bei nasser Fahrbahn sehr genau bestimmt werden kann. Als Sprühbild wird dabei ein Bereich der Fahrbahn definiert, welcher durch aus dem Sprinkler austretendes Wasser oder eine andere Flüssigkeit bei einem Betrieb des Sprinklers unmittelbar mit Flüssigkeit benetzt wird. Durch Länge des Sprühbildes und Breite des Sprühbildes wird dabei ein gedachtes Rechteck beschrieben, welches bei minimaler Größe des Rechteckes einen Bereich auf der Fahrbahn umschreibt, in welchem einerseits der Sprinkler angeordnet ist und innerhalb dessen vom Sprinkler ausgetretene Flüssigkeit auftrifft bzw. innerhalb dessen aus dem Sprinkler austretende Wasserstrahlen unmittelbar auf die Fahrbahn auftreffen. Es versteht sich somit, dass das Sprühbild selbst in der Regel keine Rechtecksform aufweist, allerdings durch ein umschreibendes Rechteck charakterisiert werden kann.It has been shown that particularly realistic conditions can be achieved with such a spray pattern, and the behavior of vehicles on wet roads can be determined very precisely. A region of the roadway is defined as the spray pattern, which area is wetted directly with liquid by water or another liquid emerging from the sprinkler when the sprinkler is in operation. The length of the spray pattern and the width of the spray pattern make it a thought Rectangle described, which, with a minimal size of the rectangle, circumscribes an area on the roadway in which the sprinkler is arranged on the one hand and within which liquid escaping from the sprinkler hits or within which water jets emerging from the sprinkler directly hit the roadway. It is therefore understood that the spray pattern itself generally has no rectangular shape, but can be characterized by a circumscribing rectangle.
Für eine vorteilhafte Flüssigkeitsverteilung beträgt eine Länge des Sprühbildes in der Regel bei einem Versorgungsdruck des Sprinklers von 0,5 bar bis 1,5 bar, in der Regel 3,5 m bis 12 m, bevorzugt 5 m bis 8 m und eine Breite vorzugsweise 1 m bis 4 m, insbesondere 2 m bis 3 m. Dadurch wird auch bei gleichzeitiger Verdunstung eine günstige Benetzung der Fahrbahn erreicht.For an advantageous liquid distribution, the length of the spray pattern is generally at a sprinkler supply pressure of 0.5 bar to 1.5 bar, generally 3.5 m to 12 m, preferably 5 m to 8 m and a width preferably 1 m to 4 m, in particular 2 m to 3 m. As a result, favorable wetting of the road is achieved even with simultaneous evaporation.
Es hat sich bewährt, dass das Sprühbild einen Sprühwinkel von maximal 180°, vorzugsweise 150° bis 180°, insbesondere 160° bis 175°, bevorzugt etwa 170°, aufweist. Somit ergibt sich eine vorteilhafte Flüssigkeitsverteilung auf der Fahrbahn zur Erzielung realitätsnaher Bedingungen. Der Sprühwinkel ist im Wesentlichen durch eine Anordnung der Austrittsöffnungen bestimmt, sodass ein definierter Sprühwinkel auf einfache Weise durch entsprechende Anordnung der die Austrittsöffnungen definierenden Ausnehmungen erreicht werden kann.It has proven useful that the spray pattern has a spray angle of at most 180 °, preferably 150 ° to 180 °, in particular 160 ° to 175 °, preferably approximately 170 °. This results in an advantageous liquid distribution on the road to achieve realistic conditions. The spray angle is essentially determined by an arrangement of the outlet openings, so that a defined spray angle can be achieved in a simple manner by corresponding arrangement of the recesses defining the outlet openings.
Eine besonders günstige Sprühcharakteristik bzw. Wasserverteilung ergibt sich, wenn die Ausnehmungen einen etwa rechteckförmigen, insbesondere einen etwa quadratischen Querschnitt aufweisen. In der Regel werden die Ausnehmungen durch einen Bauteil mit einer flachen oder konischen Oberfläche bei einem Einbau im Sprinkler bedeckt, wobei die flache Seite des Bauteils, beispielsweise einer den Sprüheinsatz mit einem Düsenkörper verbindenden Fixierschraube, eine offene lange Seite der Ausnehmung bedeckt, wodurch die Austrittsöffnung gebildet wird. In diesem Fall ist ein Querschnitt einer Austrittsöffnung durch eine entsprechende Ausnehmung im Sprüheinsatz geometrisch bestimmt.A particularly favorable spray characteristic or water distribution results if the recesses have an approximately rectangular, in particular an approximately square, cross section. As a rule, the recesses are covered by a component with a flat or conical surface when installed in the sprinkler, the flat side of the component, for example a fixing screw connecting the spray insert with a nozzle body, covering an open long side of the recess, as a result of which the outlet opening is formed. In this case, a cross section of an outlet opening is geometrically determined by a corresponding recess in the spray insert.
Zur Erreichung einer günstigen Flüssigkeitsverteilung hat es sich bewährt, dass eine minimale Querschnittsbreite und eine Querschnittshöhe der Ausnehmungen 1 mm bis 3 mm, insbesondere 1,5 mm bis 2,3 mm, betragen.To achieve a favorable liquid distribution, it has proven useful that a minimum cross-sectional width and a cross-sectional height of the recesses are 1 mm to 3 mm, in particular 1.5 mm to 2.3 mm.
Eine besonders gleichmäßige Benetzung der Fahrbahn ist bei konstruktiv einfachem Aufbau des Sprüheinsatzes möglich, wenn 10 bis 15, insbesondere 11 bis 13 Ausnehmungen vorgesehen sind.A particularly uniform wetting of the road is possible with a structurally simple construction of the spray insert if 10 to 15, in particular 11 to 13, recesses are provided.
Günstige Strömungsverhältnisse in einem Inneren des Sprinklers ergeben sich, wenn Längsachsen der Ausnehmungen eine gedachte, zentrale Rotationsachse des Sprüheinsatzes schneiden, insbesondere an einem gemeinsamen Schnittpunkt. Weiter ergibt sich dadurch eine gleichmäßige Flüssigkeitsverteilung in den jeweiligen Richtungen. Üblicherweise ist der Sprüheinsatz als Sprühring mit einer im Wesentlichen um eine Rotationsachse rotationssymmetrischen Kontur ausgebildet, in welcher Kontur die Ausnehmungen angeordnet sind. Beispielsweise können die Ausnehmungen durch Fräsen in eine rotationssymmetrische Grundstruktur des Sprüheinsatzes eingebracht werden.Favorable flow conditions in an interior of the sprinkler result when the longitudinal axes of the recesses intersect an imaginary, central axis of rotation of the spray insert, in particular at a common intersection. This also results in a uniform liquid distribution in the respective directions. The spray insert is usually designed as a spray ring with a contour that is essentially rotationally symmetrical about an axis of rotation, in which contour the recesses are arranged. For example, the recesses can be made by milling into a rotationally symmetrical basic structure of the spray insert.
Sind im Sprüheinsatz mehrere Ausnehmungen vorgesehen, kann ein gewünschtes Sprühbild besonders einfach dadurch erreicht werden, dass ein Winkel, welchen eine Längsachse einer ersten Ausnehmung mit einer Längsachse einer letzten Ausnehmung einschließt, dem Sprühwinkel entspricht. Als erste Ausnehmung und letzte Ausnehmung werden dabei jene Ausnehmungen bezeichnet, zwischen welchen gegebenenfalls weitere, insbesondere mittlere Ausnehmungen angeordnet sind.If several recesses are provided in the spray insert, a desired spray pattern can be achieved in a particularly simple manner in that an angle which includes a longitudinal axis of a first recess with a longitudinal axis of a last recess corresponds to the spray angle. The first recess and the last recess are those recesses between which further, in particular middle, recesses may be arranged.
Ein für Teststrecken günstiges Sprühbild kann beispielsweise durch unterschiedliche Steigungswinkel der einzelnen Austrittsöffnungen gegenüber der Fahrbahn erreicht werden. Es treten dann zwar Wasserstrahlen aus sämtlichen Austrittsöffnungen etwa mit derselben Geschwindigkeit aus, allerdings erreichen die einzelnen Wasserstrahlen unterschiedliche Wurfhöhen bzw. Bodenabstände, wodurch sich auch unterschiedliche Wurfweiten der einzelnen Wasserstrahlen ergeben.A spray pattern that is favorable for test tracks can be achieved, for example, by different inclination angles of the individual outlet openings with respect to the roadway. Water jets then emerge from all outlet openings at approximately the same speed, but the individual water jets reach different throwing heights or ground clearances, which also results in different throwing distances of the individual water jets.
Zur Erreichung eines zu realitätsnahen Bedingungen führenden Sprühbildes ist eine zwischen einer ersten Austrittsöffnung und einer letzten Austrittsöffnung angeordnete mittlere Austrittsöffnung vorgesehen, welche einen größeren Öffnungswinkel als die erste Austrittsöffnung und die letzte Austrittsöffnung aufweist. Es hat sich als günstig erwiesen, wenn im Sprüheinsatz zumindest eine mittlere Ausnehmung vorgesehen ist, welche zwischen der ersten Ausnehmung und der letzten Ausnehmung angeordnet ist und eine größere minimale Querschnittsfläche und/oder einen größeren Öffnungswinkel als die erste Ausnehmung und die letzte Ausnehmung aufweist. Mit Vorteil beträgt ein Verhältnis der minimalen Querschnittsfläche der zumindest einen mittleren Ausnehmung zur minimalen Querschnittsfläche der ersten Ausnehmung etwa 1,1 bis 1,8, besonders bevorzugt 1,2 bis 1,3, insbesondere etwa 1,23, beträgt. Die Ausnehmungen verbinden in der Regel einen Zentralraum bzw. ein Inneres des Sprinklers, an welchem bei Betrieb ein Wasserdruck von üblicherweise 0,5 bar bis 1,5 bar anliegt, mit einem Äußeren. Durch unterschiedliche Querschnittsflächen der einzelnen Ausnehmungen ergeben sich unterschiedliche Geschwindigkeiten, mit welchen Wasser aus den einzelnen durch die Ausnehmung gebildeten bzw. durch diese mitdefinierten Austrittsöffnungen austritt. Dadurch ergeben sich unterschiedliche Wurfweiten bzw. Sprühweiten der aus den einzelnen Austrittsöffnungen austretenden Wasserstrahlen, sodass auf einfache Weise ein Sprühbild mit einem für Testzwecke besonders günstigen Verhältnis von einer Länge zu einer Breite erreicht werden kann. Somit können unterschiedliche Wurfweiten der einzelnen Wasserstrahlen bei gleichzeitig gleicher und geringer Wurfhöhe der einzelnen Wasserstrahlen erreicht werden. Es wird dadurch auf einfach Weise verhindert, dass auch Fahrzeugteile wie Scheinwerfer oder Bremsscheiben von den Sprinkler passierenden Fahrzeugen direkt mit Wasser benetzt und somit Beleuchtung oder eine Bremswirkung der Fahrzeuge in nicht realitätsnaher Weise beeinflusst werden. Der Querschnitt bzw. die Querschnittsfläche einer Ausnehmung, welche einen von einem Inneren zu einem Äußeren hin zunehmenden Querschnitt bzw. einen Öffnungswinkel von mehr als 0° aufweist, ist an einem inneren Ende der Ausnehmung minimal, an welchem bei Betrieb üblicherweise der Wasserdruck bzw. Betriebsdruck anliegt. Bei einer Ausnehmung, welche einen konstanten Querschnitt von einem Inneren bis zu einem Äußeren bzw. einen Öffnungswinkel von 0° aufweist, entspricht der minimale Querschnitt folglich auch einem maximalen Querschnitt.To achieve a spray pattern that leads to realistic conditions, a central outlet opening is provided between a first outlet opening and a last outlet opening and has a larger opening angle than the first outlet opening and the last outlet opening. It has proven to be advantageous if at least one central recess is provided in the spray insert, which is arranged between the first recess and the last recess and has a larger minimum cross-sectional area and / or a larger opening angle than the first recess and the last recess. Advantageously, the ratio of the minimum cross-sectional area of the at least one central recess to the minimum cross-sectional area of the first recess is approximately 1.1 to 1.8, particularly preferably 1.2 to 1.3, in particular approximately 1.23. The recesses usually connect a central space or an interior of the sprinkler, to which an operating pressure of usually 0.5 bar to 1.5 bar is present, with an exterior. Different cross-sectional areas of the individual recesses result in different speeds at which water emerges from the individual outlet openings formed by the recess or co-defined by it. This results in different throwing distances or spraying distances of the water jets emerging from the individual outlet openings, so that a spray pattern with a ratio of length to width that is particularly favorable for test purposes can be achieved in a simple manner. Different throwing distances of the individual water jets can thus be achieved with the same and low throwing height of the individual water jets. It is thus prevented in a simple manner that vehicle parts such as headlights or brake discs are wetted directly by water from vehicles passing through the sprinkler and thus lighting or a braking effect of the vehicles are not influenced in a manner that is not realistic. The cross-section or the cross-sectional area of a recess, which has a cross-section increasing from an interior to an exterior or an opening angle of more than 0 °, is minimal at an inner end of the recess, at which the water pressure or operating pressure usually occurs during operation is present. In the case of a recess which has a constant cross section from the inside to the outside or an opening angle of 0 °, the minimum cross section consequently also corresponds to a maximum cross section.
Weiter können unterschiedliche Wurfweiten auch durch unterschiedliche Öffnungswinkel der Ausnehmungen erreicht werden. Darüber hinaus wird durch Ausnehmungen, welche einen Öffnungswinkel bzw. einen von einem Inneren zu einem Äußeren zunehmenden Querschnitt aufweisen, auch eine Auffächerung des Wasserstrahles erreicht. Dadurch wird eine besonders gleichmäßige Benetzung der Fahrbahn gewährleistet. Als Öffnungswinkel wird ein Winkel zwischen Begrenzungsflächen der Ausnehmung definiert, üblicherweise zwischen seitlichen Begrenzungsflächen der Ausnehmungen, sodass sich bei einem Öffnungswinkel von mehr als 0° eine seitliche bzw. etwa horizontale Auffächerung eines Wasserstrahles ergibt.Different throwing distances can also be achieved by different opening angles of the recesses. In addition, the water jet is also fanned out by recesses which have an opening angle or a cross section which increases from the inside to the outside. Thereby a particularly uniform wetting of the road is guaranteed. An angle between the boundary surfaces of the recess, usually between the lateral boundary surfaces of the recesses, is defined as the opening angle, so that an opening angle of more than 0 ° results in a lateral or approximately horizontal fanning out of a water jet.
Üblicherweise ist zur Erreichung des bevorzugten Sprühbildes bei gleichzeitig geringer Wurfhöhe der Wasserstrahlen vorgesehen, dass minimale Querschnittsflächen und/oder Öffnungswinkel der Ausnehmungen von der ersten Ausnehmung zur zumindest einen mittleren Ausnehmung hin zunehmen und von der zumindest einen mittleren Ausnehmung zur letzten Ausnehmung hin abnehmen. Es kann dabei vorgesehen sein, dass sämtliche Ausnehmungen unterschiedliche Querschnittsflächen bzw. Öffnungswinkel aufweisen. Möglich ist auch eine Ausführung, bei welcher sämtliche Ausnehmungen zwischen der ersten Ausnehmung und der letzten Ausnehmung einen identen minimalen Querschnitt aufweisen, welcher größer ist als ein minimaler Querschnitt der ersten Ausnehmung und ein minimaler Querschnitt der letzten Ausnehmung. Weiter kann vorgesehen sein, dass sämtliche Ausnehmungen zwischen der ersten und der letzten Ausnehmung einen identen Öffnungswinkel aufweisen, welcher größer als ein Öffnungswinkel der ersten Ausnehmung und der letzten Ausnehmung bzw. größer als 0° ist.To achieve the preferred spray pattern with a low throwing height of the water jets, it is usually provided that minimum cross-sectional areas and / or opening angles of the recesses increase from the first recess to at least one central recess and decrease from the at least one central recess to the last recess. It can be provided that all recesses have different cross-sectional areas or opening angles. An embodiment is also possible in which all the recesses between the first recess and the last recess have an identical minimum cross section, which is larger than a minimum cross section of the first recess and a minimum cross section of the last recess. It can further be provided that all the recesses between the first and the last recess have an identical opening angle which is greater than an opening angle of the first recess and the last recess or greater than 0 °.
Zur Erreichung einer besonders günstigen Wurfweite des aus der ersten Ausnehmung austretenden Wasserstrahles ist bevorzugt vorgesehen, dass eine minimale Querschnittsfläche der ersten Ausnehmung 3 mm2 bis 5 mm2, insbesondere etwa 3,24 mm2, beträgt. In der Regel weisen die erste Ausnehmung und die letzte Ausnehmung etwa idente Querschnittsflächen auf. Die erste Ausnehmung und die letzte Ausnehmung weisen üblicherweise einen von einem Inneren zu einem Äußeren hin etwa konstanten Querschnitt bzw. eine konstante Querschnittsfläche auf, sodass ein Öffnungswinkel bei diesen Ausnehmungen 0° beträgt und ein minimaler Querschnitt auch einem maximalen Querschnitt dieser Ausnehmungen entspricht.To achieve a particularly favorable throwing distance of the water jet emerging from the first recess, it is preferably provided that a minimum cross-sectional area of the first recess is 3 mm 2 to 5 mm 2 , in particular approximately 3.24 mm 2 . As a rule, the first recess and the last recess have approximately identical cross-sectional areas. The first recess and the last recess usually have a cross-section or a constant cross-sectional area that is approximately constant from the inside to the outside, so that an opening angle for these recesses is 0 ° and a minimum cross-section also corresponds to a maximum cross-section of these recesses.
Um das bevorzugte Sprühbild bei einer geringen Wurfhöhe der Wasserstrahlen zu erreichen, ist üblicherweise vorgesehen, dass eine minimale Querschnittsfläche der zumindest einen mittleren Ausnehmung 3 mm2 bis 5 mm2, insbesondere etwa 4 mm2, beträgt. Mit Vorteil weisen diese Ausnehmungen von einem Inneren des Sprüheinsatzes, welches bei Betrieb üblicherweise mit dem Wasserdruck beaufschlagt wird, bis zu einem Äußeren entlang Längsachsen eine zunehmende Querschnittsfläche auf, sodass die Ausnehmungen eine minimale Querschnittsfläche in einem Inneren des Sprüheinsatzes aufweisen. Eine maximale Querschnittsfläche der zumindest einen mittleren Ausnehmung beträgt an einem äußeren Rand des Sprüheinsatzes in der Regel 5 mm2 bis 10 mm2, insbesondere 6 mm2 bis 8 mm2.In order to achieve the preferred spray pattern with a low throwing height of the water jets, it is usually provided that a minimum cross-sectional area of the at least one central recess is 3 mm 2 to 5 mm 2 , in particular approximately 4 mm 2 , is. These recesses advantageously have an increasing cross-sectional area from an interior of the spray insert, which is usually subjected to water pressure during operation, to an exterior along longitudinal axes, so that the recesses have a minimal cross-sectional area in an interior of the spray insert. A maximum cross-sectional area of the at least one central recess on an outer edge of the spray insert is generally 5 mm 2 to 10 mm 2 , in particular 6 mm 2 to 8 mm 2 .
Für eine günstige Auffächerung zumindest eines Wasserstrahles ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest eine Ausnehmung, insbesondere eine zwischen einer ersten Ausnehmung und einer letzten Ausnehmung angeordnete mittlere Ausnehmung, einen Öffnungswinkel von 5° bis 15°, insbesondere 10° bis 12°, aufweist. Mit diesem Öffnungswinkel ist sowohl eine gute Auffächerung als auch eine ausreichende Wurfweite erzielbar.For a favorable fanning out of at least one water jet, it is provided according to the invention that at least one recess, in particular a central recess arranged between a first recess and a last recess, has an opening angle of 5 ° to 15 °, in particular 10 ° to 12 °. With this opening angle, both a good fanning out and a sufficient throw range can be achieved.
Um große Wurfweiten einzelner Wasserstrahlen zu erreichen, ist in der Regel zumindest eine Ausnehmung vorgesehen, welche von einem Inneren bis zu einem Äußeren einen konstanten Querschnitt aufweist. Üblicherweise weisen die seitlichen Ausnehmungen bzw. die erste Ausnehmung und die letzte Ausnehmung einen konstanten Querschnitt bzw. eine konstante Querschnittsfläche auf, sodass ein Öffnungswinkel dieser Ausnehmungen 0° beträgt bzw. Begrenzungsflächen der Ausnehmungen parallel sind.In order to achieve large throwing distances of individual water jets, at least one recess is generally provided which has a constant cross section from the inside to the outside. Usually, the lateral recesses or the first recess and the last recess have a constant cross section or a constant cross-sectional area, so that an opening angle of these recesses is 0 ° or boundary surfaces of the recesses are parallel.
Ein Benetzen von Fahrzeugteilen wie Scheinwerfer oder Bremsscheiben von den Sprinkler passierenden Fahrzeugen mit Wasser wird auf einfache Weise verhindert, wenn zumindest eine, vorzugsweise alle Längsachsen der Ausnehmungen einen Steigungswinkel von 9° bis 18°, bevorzugt 11° bis 16°, insbesondere 12,5° bis 13,5°, gegenüber einer Ebene aufweisen, welche senkrecht zu einer gedachten Vertikalachse des Sprüheinsatzes ist. Die gedachte Vertikalachse des Sprüheinsatzes ist bei Einbau des Sprüheinsatzes in einem Sprinkler in Betriebsposition in der Regel etwa senkrecht zu einer Fahrbahnoberfläche, sodass der Steigungswinkel einem Winkel der Ausnehmungen gegenüber der Fahrbahnoberfläche im eingebauten, betriebsbereiten Zustand entspricht. Bei einem etwa rotationssymmetrischen Sprüheinsatz wie einem Sprühring entspricht die Vertikalachse der Rotationsachse des Sprüheinsatzes.Wetting vehicle parts such as headlights or brake disks from vehicles passing the sprinklers with water is prevented in a simple manner if at least one, preferably all, the longitudinal axes of the recesses have a pitch angle of 9 ° to 18 °, preferably 11 ° to 16 °, in particular 12.5 ° to 13.5 °, with respect to a plane which is perpendicular to an imaginary vertical axis of the spray insert. When the spray insert is installed in a sprinkler in the operating position, the imaginary vertical axis of the spray insert is generally approximately perpendicular to a road surface, so that the angle of inclination corresponds to an angle of the recesses with the road surface when installed, ready for use. In the case of an approximately rotationally symmetrical spray insert such as a spray ring, the vertical axis corresponds to the axis of rotation of the spray insert.
Die Austrittsöffnungen sind erfindungsgemäß nur über einen Teil eines Umfanges des Sprinklers verteilt angeordnet und eine zwischen einer ersten Austrittsöffnung und einer letzten Austrittsöffnung angeordnete mittlere Austrittsöffnung ist vorgesehen, welche einen größeren Öffnungswinkel als die erste Austrittsöffnung und die letzte Austrittsöffnung aufweist. Die Austrittsöffnungen sind über einen Teil des Umfanges des Sprinklers von maximal 180° verteilt angeordnet.According to the invention, the outlet openings are only distributed over part of a circumference of the sprinkler, and a central outlet opening is provided between a first outlet opening and a last outlet opening and has a larger opening angle than the first outlet opening and the last outlet opening. The outlet openings are distributed over a part of the circumference of the sprinkler of a maximum of 180 °.
Eine einfache Anpassbarkeit des Sprinklers an unterschiedliche Umgebungsbedingungen ist möglich, wenn der Sprüheinsatz im Sprinkler lösbar, insbesondere um eine Rotationsachse drehbar, angeordnet ist. Somit können auf einfache Weise durch Austausch des Sprüheinsatzes unterschiedliche Charakteristiken des Sprinklers sowie durch Rotation des Sprüheinsatzes um eine gedachte Rotationsachse eine geänderte Sprührichtung erreicht werden.The sprinkler can be easily adapted to different environmental conditions if the spray insert in the sprinkler is arranged to be detachable, in particular rotatable about an axis of rotation. Different characteristics of the sprinkler and a rotation of the spray insert around an imaginary axis of rotation can thus be used to achieve a different spray direction in a simple manner by exchanging the spray insert.
Es kann allerdings auch vorgesehen sein, dass Sprinkler und Sprüheinsatz einteilig ausgebildet sind, wobei Sprinkler und Sprüheinsatz insbesondere stoffschlüssig verbunden sind. Dadurch wird ein Sprinkler mit weniger Einzelteilen und somit mit einem reduzierten Montageaufwand erreicht. Der Sprüheinsatz kann auch Teil einer lösbar im Sprinkler angeordneten Düse sein, wobei der Sprüheinsatz lösbar mit der Düse verbunden oder ein integraler Bestandteil derselben sein kann, sodass jedenfalls Austrittsöffnungen des Sprinklers zumindest teilweise durch den Sprüheinsatz definiert werden.However, it can also be provided that the sprinkler and the spray insert are formed in one piece, the sprinkler and the spray insert in particular being integrally connected. As a result, a sprinkler is achieved with fewer individual parts and thus with a reduced assembly effort. The spray insert can also be part of a nozzle arranged detachably in the sprinkler, wherein the spray insert can be detachably connected to the nozzle or can be an integral part thereof, so that outlet openings of the sprinkler are at least partially defined by the spray insert.
Bei einer Fahrbahn, insbesondere einer Fahrtechnikstrecke oder einer Teststrecke, mit einem Sprinkler zur Bewässerung der Fahrbahn ist es günstig, wenn ein erfindungsgemäßer Sprinkler derart in der Fahrbahn angeordnet ist, dass sich bei einem am Sprinkler anliegenden Wasserdruck von etwa 1 bar ein Sprühbild mit einem Sprühwinkel von bevorzugt maximal 180° ergibt, wobei ein Verhältnis von einer Länge des Sprühbildes zu einer Breite des Sprühbildes 2 bis 4, vorzugsweise 2,5 bis 3,5, insbesondere 2,8 bis 3,2, beträgt. Dadurch können besonders realitätsnahe Bedingungen zur Überprüfung fahrdynamischer Eigenschaften von Fahrzeugen bei nasser Witterung erreicht werden.In the case of a roadway, in particular a driving technique route or a test route, with a sprinkler for irrigating the roadway, it is expedient if a sprinkler according to the invention is arranged in the roadway in such a way that a spray pattern with a spray angle occurs when the water pressure at the sprinkler is approximately 1 bar of preferably at most 180 °, a ratio of a length of the spray pattern to a width of the spray pattern being 2 to 4, preferably 2.5 to 3.5, in particular 2.8 to 3.2. As a result, particularly realistic conditions for checking vehicle dynamic properties in wet weather can be achieved.
Die weitere Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, wobei Wasser aus zumindest einer Austrittsöffnung des Sprinklers austritt, welche einen von einem Inneren zu einem Äußeren hin zunehmenden Querschnitt aufweist. Durch die damit verbundene Auffächerung des Wasserstrahles ergibt sich eine besonders gleichmäßige Bewässerung.The further object is achieved by a method of the type mentioned at the outset, wherein water emerges from at least one outlet opening of the sprinkler, which has a cross section which increases from the inside to the outside. The associated fanning out of the water jet results in particularly uniform irrigation.
Zur Erzielung eines gewünschten Sprühbildes kann es günstig sein, wenn Wasser aus zumindest einer Austrittsöffnung austritt, welche einen von einem Inneren zu einem Äußeren hin konstanten Querschnitt aufweist. Dadurch wird eine hohe Wurfweite eines entsprechenden Wasserstrahles erreicht.In order to achieve a desired spray pattern, it can be expedient if water emerges from at least one outlet opening which has a cross section which is constant from the inside to the outside. This ensures a long throw of a corresponding water jet.
Die Bewässerung erfolgt bei einem Wasserdruck von etwa 0,5 bar bis 1,5 bar, insbesondere etwa 1 bar, und einem Sprühbild mit einem Sprühwinkel von vorzugsweise maximal 180°, wobei ein Verhältnis von einer Länge des Sprühbildes zu einer Breite des Sprühbildes 2 bis 4, vorzugsweise 2,5 bis 3,5, insbesondere 2,8 bis 3,2, beträgt. In der Regel beträgt eine Breite des Sprühbildes 1 m bis 4 m, bevorzugt 2 m bis 3 m.Irrigation is carried out at a water pressure of about 0.5 bar to 1.5 bar, in particular about 1 bar, and a spray pattern with a spray angle of preferably at most 180 °, a ratio of a length of the spray pattern to a width of the
Um zu verhindern, dass Fahrzeugteile wie Scheinwerfer oder Bremsscheiben eines den Sprinkler passierenden Fahrzeuges mit Wasser benetzt werden, ist es günstig, wenn das Wasser aus dem Sprinkler unter einem Steigungswinkel von 9° bis 18°, bevorzugt 11° bis 16°, insbesondere 12,5° bis 13,5°, gegenüber der Fahrbahn austritt.In order to prevent vehicle parts such as headlights or brake discs of a vehicle passing the sprinkler from being wetted with water, it is advantageous if the water from the sprinkler is inclined at an angle of 9 ° to 18 °, preferably 11 ° to 16 °, in particular 12 5 ° to 13.5 °, opposite the road.
Mit Vorteil ist für eine ausreichende Benetzung der Fahrbahn vorgesehen, dass die Bewässerung mit einem Wasserdurchfluss von 20 dm3/min bis 60 dm3/min, vorzugsweise 30 dm3/min bis 50 dm3/min, insbesondere etwa 35 dm3/min bis 40 dm3/min, erfolgt. Dies entspricht der vom Sprinkler an die Fahrbahn abgegebenen Wassermenge.For adequate wetting of the roadway, it is advantageously provided that the irrigation with a water flow of 20 dm 3 / min to 60 dm 3 / min, preferably 30 dm 3 / min to 50 dm 3 / min, in particular about 35 dm 3 / min up to 40 dm 3 / min. This corresponds to the amount of water delivered by the sprinkler to the road.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispiele. In den Zeichnungen, auf welche dabei Bezug genommen wird, zeigen:
-
Fig. 1 ein bevorzugtes Sprühbild; -
Fig. 2 bis 6 einen Sprüheinsatz des erfindungsgemäßen Sprinklers in verschiedenen Darstellungen; -
Fig. 7 und 8 einen erfindungsgemäßen Sprinkler.
-
Fig. 1 a preferred spray pattern; -
2 to 6 a spray application of the sprinkler according to the invention in different representations; -
Fig. 7 and 8 a sprinkler according to the invention.
Das Sprühbild 2 wird wie dargestellt dadurch erreicht, dass die einzelnen Wasserstrahlen 19 unterschiedliche Wurfweiten 10 aufweisen, wobei eine Wurfweite 10 einer Entfernung eines Punktes vom Sprinkler 3 entspricht, an welchem der jeweilige Wasserstrahl 19 die Fahrbahn berührt bzw. auf der Fahrbahn auftrifft. Wie ersichtlich weisen seitliche Wasserstrahlen 19 größere Wurfweiten 10 auf als mittlere Wasserstrahlen 19, welche aus mittleren Austrittsöffnungen des Sprinklers 3 austreten. Querschnitte der Austrittsöffnungen werden im Wesentlichen durch Querschnittsflächen von Ausnehmungen 4a, 4b, 4c, 4d des Sprüheinsatzes 1 definiert. Die unterschiedlichen Sprühweiten werden durch unterschiedliche Querschnitte sowie unterschiedliche Öffnungswinkel ϕ von Ausnehmungen 4a, 4b, 4c, 4d im Sprüheinsatz 1 erreicht, welche bei üblicherweise gleichem Steigungswinkel δ aller Ausnehmungen 4a, 4b, 4c, 4d zu unterschiedlichen Geschwindigkeiten und einer zumindest teilweisen Auffächerung der Wasserstrahlen 19 bei einem Austritt derselben aus dem Sprinkler 3 führen.The
Zur Erreichung des gewünschten Sprühbildes 2 weist der Sprüheinsatz 1 Ausnehmungen 4a, 4b, 4c, 4d auf, welche über einen Winkel β von etwa 160° verteilt angeordnet sind. Sämtliche Ausnehmungen 4a, 4b, 4c, 4d weisen in einem Inneren des Sprüheinsatzes 1, in welchem im Wesentlichen der Wasserdruck des Zentralraumes 11 anliegt, einen etwa quadratischen Querschnitt auf. Eine innere Querschnittsbreite 8i und eine Querschnittshöhe 9 betragen dabei bei einer ersten Ausnehmung 4a und bei einer letzten Ausnehmung 4c jeweils etwa 1,8 mm. Weiter weisen die erste Ausnehmung 4a und die letzte Ausnehmung 4c von einem Inneren zu einem Äußeren einen etwa konstanten Querschnitt auf, sodass sich bei diesen Ausnehmungen 4a, 4c ein Öffnungswinkel ϕ von 0° ergibt. Eine innere Querschnittsbreite 8i entspricht bei diesen Ausnehmungen 4a, 4c folglich einer äußeren Querschnittsbreite 8a.To achieve the desired
Zwischen der ersten Ausnehmung 4a und der letzten Ausnehmung 4c sind weitere Ausnehmungen 4b, 4d, insbesondere mittlere Ausnehmungen 4b, vorgesehen. Um bei den mittleren Wasserstrahlen 19, welche aus mittleren Austrittsöffnungen austreten, geringere Wurfweiten 10 als bei seitlichen Wasserstrahlen 19 zu gewährleisten, weisen die zwischen erster Ausnehmung 4a und letzter Ausnehmung 4c angeordneten Ausnehmungen 4b, 4d eine innere Querschnittsbreite 8i und eine Querschnittshöhe 9 von jeweils etwa 2 mm auf. Dadurch ergibt sich eine gegenüber der ersten Ausnehmung 4a und der letzten Ausnehmung 4c größere minimale Querschnittsfläche dieser Ausnehmungen 4b, 4d in einem Inneren des Sprüheinsatzes.
Des Weiteren weisen die zwischen erster Ausnehmung 4a und letzter Ausnehmung 4c angeordneten Ausnehmungen 4b, 4d einen Öffnungswinkel ϕ auf, welcher größer als 0°, ist und üblicherweise zwischen 2° und 30° beträgt. Diese Ausnehmungen 4b, 4d weisen somit einen von einem Inneren zu einem Äußeren hin zunehmenden Querschnitt auf. Bei mittleren Ausnehmungen 4b, welchen einen maximalen Öffnungswinkel ϕ aufweisen, beträgt der Öffnungswinkel ϕ im Ausführungsbeispiel etwa 11 °. Aufgrund des von 0° verschiedenen Öffnungswinkels ϕ ist eine äußere Querschnittsbreite 8a bei diesen Ausnehmungen 4b, 4d größer als eine innere Querschnittsbreite 8i, wodurch auch eine Querschnittsfläche dieser Ausnehmungen 4b, 4d außenseitig größer ist als in einem Inneren des Sprüheinsatzes 1. Eine Querschnittshöhe 9 ist bei sämtlichen Ausnehmungen 4a, 4b, 4c, 4d in der Regel konstant von einem Inneren zu einem Äußeren. Dadurch ergibt sich ein entlang der Längsachsen 22 der Ausnehmungen zunehmender Querschnitt und somit eine etwa horizontale Auffächerung eines durch Ausnehmungen 4b, 4d mit einem Öffnungswinkel ϕ von mehr als 0° strömenden Wasserstrahles 19.Furthermore, the
Eine äußere Querschnittsbreite 8a beträgt beim dargestellten Sprüheinsatz 1 an der ersten Ausnehmung 4a und der letzten Ausnehmung 4c etwa 1,8 mm und nimmt bis zu drei mittleren Ausnehmungen 4b hin zu, bei welchen die äußere Querschnittsbreite 8a etwa 3,5 mm beträgt. Eine maximale Querschnittsfläche der mittleren Ausnehmung 4b an einem Äußeren des Sprüheinsatzes beträgt daher 7 mm2. Die zwischen erster Ausnehmung 4a und den mittleren Ausnehmungen 4b angeordneten Ausnehmungen 4d weisen eine äußere Querschnittsbreite 8a auf, welche zwischen 1,8 mm und 3,5 mm liegt.In the
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel weisen sämtliche Ausnehmungen 4b, 4d zwischen der ersten Ausnehmung 4a und der letzten Ausnehmung 4c, also auch die mittleren Ausnehmungen 4b, eine idente innere Querschnittsbreite 8i von 2 mm auf. Möglich ist auch eine alternative Ausführung, bei welcher eine innere Querschnittsbreite 8i der mittleren Ausnehmungen 4b größer als eine innere Querschnittsbreite 8i der ersten Ausnehmung 4a und der letzten Ausnehmung 4c ist, wobei dazwischen angeordnete Ausnehmungen 4d eine innere Querschnittsbreite 8i aufweisen, welcher größer als die innere Querschnittsbreite 8i der ersten Ausnehmung 4a und der letzten Ausnehmung 4c und kleiner als eine innere Querschnittsbreite 8i der mittleren Ausnehmungen 4b ist.In the exemplary embodiment shown, all the
Der Sprüheinsatz 1 weist einen Außendurchmesser 20 von etwa 41,5 mm und einen Innendurchmesser 21 von etwa 24 mm auf. Um zu vermeiden, dass zusätzlich zu einer zu bewässernden Fahrbahn auch Fahrzeugteile wie Scheinwerfer, Bremsscheiben bzw. Bremsbacken von den Sprinkler 3 passierenden Fahrzeugen mit Wasser benetzt werden, weist der Sprüheinsatz 1 einen Steigungswinkel δ von Längsachsen 22 der Ausnehmungen 4a, 4b, 4c, 4d von etwa 13° auf. Der dargestellte Sprüheinsatz 1 weist 11 Ausnehmungen 4a, 4b, 4c, 4d auf, welche über einen Winkel β von etwa 160° verteilt angeordnet sind. Dieser Winkel β beträgt bevorzugt 140° bis 180°. In einer besonders bevorzugten Ausführung sind 13 Ausnehmungen 4a, 4b, 4c, 4d vorgesehen, wobei ein Winkel β zwischen einer Längsachse 22 der ersten Ausnehmung 4a und einer Längsachse 22 der letzten Ausnehmung 4c etwa 170° beträgt. Dadurch kann das in
Zur Erreichung des gewünschten Sprühbildes 2 mit dem Sprüheinsatz 1 wird der Sprüheinsatz 1 in der Regel in einem Sprinkler 3 bzw. in einer Düse 16 eines Sprinklers 3 angeordnet.In order to achieve the desired
Um eine gleichmäßige Fahrbahnbewässerung zu erreichen, ist es günstig, wenn der Sprinkler 3 bei einem Wasserdruck von etwa 1 bar betrieben wird. Selbstverständlich kann anstelle von Wasser auch eine andere Flüssigkeit zur Erreichung einer nassen Fahrbahn bzw. eines jeweilig gewünschten Reibwertes eingesetzt werden.In order to achieve a uniform irrigation of the roadway, it is advantageous if the
Ein mit dem erfindungsgemäßen Sprinkler erreichbares Sprühbild 2 ermöglicht über eine Auffächerung von Wasserstrahlen besonders günstige Bedingungen zur fahrdynamischen Überprüfung von Fahrzeugen, wobei aufgrund einer niedrigen Wurfhöhe Beeinflussungen sowohl bei einem Lichtsystem als auch bei einem Bremssystem von Fahrzeugen vermieden werden.A
Claims (10)
- A sprinkler (3) for the watering of a road surface, such as a driving technique track or a test track, with outlet openings for the delivery of a liquid, wherein at least one outlet opening has a cross-section that increases from an interior of the sprinkler (3) to an exterior of the sprinkler (3), and thus has an opening angle of more than 0°, wherein the outlet openings are arranged distributed over only part of a periphery of the sprinkler (3), and a central outlet opening is provided, arranged between a first outlet opening and a last outlet opening, which has a larger opening angle (ϕ) than the first outlet opening and the last outlet opening,
characterised in that the outlet openings are designed and arranged in such a way that, if the outlet openings are positioned approximately at the level of the road surface to be watered, a spray pattern (2) with a maximum spray angle (α) of 180° results, when a water pressure of approximately 1 bar is applied to the sprinkler (3), wherein a ratio of a length (6) of the spray pattern (2) to a width (7) of the spray pattern (2) is 2 to 4, preferably 2.5 to 3.5, in particular 2.8 to 3.2, wherein at least one outlet opening, in particular the central outlet opening, has an opening angle (ϕ) of 5° to 15°. - The sprinkler (3) according to Claim 1, characterised in that a spray insert (1), in particular a spray ring, is arranged in the sprinkler (3), with recesses (4a, 4b, 4c, 4d), which at least partially define the outlet openings for the formation of a spray pattern (2), wherein at least one recess (4a, 4b, 4c, 4d) has a cross-section increasing from an interior to an exterior.
- The sprinkler (3) according to Claim 2, characterised in that the recesses (4a, 4b, 4c, 4d) have an approximately rectangular, in particular an approximately square, cross-section.
- The sprinkler (3) according to one of the Claims 2 or 3, characterised in that a minimum cross-sectional width (8i) and a cross-sectional height (9) of the recesses (4a, 4b, 4c, 4d) are 1 mm to 3 mm, in particular 1.5 mm to 2.3 mm.
- The sprinkler according to one of the Claims 2 to 4, characterised in that at least one central recess (4b) is provided, which is arranged between a first recess (4a) and a last recess (4c), and has a larger minimum cross-sectional area, and/or a larger opening angle (ϕ), than the first recess (4a) and the last recess (4c).
- The sprinkler (3) according to one of the Claims 2 to 5, characterised in that minimum cross-sectional areas, and/or opening angles (ϕ), of the recesses (4d) increase from the first recess (4a) towards the at least one central recess (4b), and decrease from the at least one central recess (4b) towards the last recess (4c).
- The sprinkler (3) according to one of the Claims 1 to 6, characterised in that at least one recess (4a, 4b, 4c, 4d), in particular a central recess (4b) arranged between a first recess (4a) and a last recess (4c), has an opening angle (ϕ) of 10° to 12°.
- The sprinkler (3) according to one of the Claims 2 to 7, characterised in that at least one recess (4a, 4b, 4c, 4d) is provided, which has a constant cross-section from an interior to an exterior.
- A road surface, in particular a driving technique track or a test track, with a sprinkler (3) for watering the roadway, characterised in that a sprinkler (3) according to one of the Claims 1 to 8 is arranged in the road surface.
- A method for watering a road surface, in particular a driving technique track or a test track, with a sprinkler (3), wherein water emerges from at least one outlet opening of the sprinkler (3), which has a cross-section increasing from an interior to an exterior, characterised in that the sprinkler is a sprinkler according to one of the Claims 1 to 8, and the watering takes place at a water pressure of approximately 0.5 bar to 1.5 bar, and with a spray pattern (2) with a spray angle (α) of preferably a maximum of 180°, wherein a ratio of a length (6) of the spray pattern (2) to a width (7) of the spray pattern (2) is 2 to 4.
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