EP3338898B1 - Brausestrahlaustrittsvorrichtung und damit ausgerüstete brause - Google Patents
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- EP3338898B1 EP3338898B1 EP17206774.6A EP17206774A EP3338898B1 EP 3338898 B1 EP3338898 B1 EP 3338898B1 EP 17206774 A EP17206774 A EP 17206774A EP 3338898 B1 EP3338898 B1 EP 3338898B1
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- E03C1/0408—Water installations especially for showers
Definitions
- the invention relates to a shower jet outlet device with a spray disk, which has at least one jet disk opening, and with a jet outlet element arranged in the jet disk opening, and to a shower with such a shower jet outlet device.
- a shower jet outlet device with a spray disk, which has at least one jet disk opening, and with a jet outlet element arranged in the jet disk opening, and to a shower with such a shower jet outlet device.
- This can e.g. a sanitary shower head, such as a head, hand or side shower, or a shower head at the outlet of a sanitary water dispensing or mixer fitting for a bathtub or a washbasin or sink, such as a kitchen shower head for a kitchen sink.
- shower jet outlet devices of this type are known in various ways, in particular for sanitary showers. So is in the published patent application EP 2 684 610 A1 discloses a shower with such a shower jet outlet device, in which the jet disk has a plurality of jet disk openings and the jet outlet elements are formed in a hollow cylindrical manner from elastomeric material with a continuous hollow channel as the jet outlet opening and are formed on a common jet outlet plate lying against the inside of the jet disk.
- Such cylindrical jet outlet elements made of an elastomer material are also referred to as jet outlet nipples or in short as nipples.
- Disclosed showers of this type are multi-channel jet outlet units for the shower jet outlet device, each having at least two fluid-separated outlet channels.
- the various outlet channels of the respective jet outlet unit open into separate fluid outlet chambers on the inlet side, so that the fluid can be selectively and selectively supplied to one of the outlet channels in order, for example, to provide different types of shower jet.
- Hollow cylindrical jet outlet elements or nipples made of elastomer material act as jet outlet units, the outlet channels running continuously from one side of the cylinder to the other, for example parallel next to one another or in a coaxial arrangement.
- the nipples are preferably formed integrally with and on a jet outlet plate made of the elastomer material, which is arranged on the inside of the jet disc.
- the patent US 5,246,301 discloses a brush-like shower head with brush pins that function as single-channel or two-channel jet outlet elements.
- the jet outlet pegs are cylindrical, tapered in shape and, in a single-channel design, have an outlet channel that extends longitudinally through the pin or an outlet channel that opens out on the cylinder side wall.
- the respective pin In a two-channel design, has a longitudinally and centrally passing outlet channel and an outlet channel running laterally on the inlet side of this central outlet channel and opening out on the pin side wall.
- Disclosed shower jet outlet device has an annular base part made of elastic material, which is provided on the outlet side with water passage openings and with its side walls abuts against side walls of a corresponding ring channel 108 of a shower head housing and is thereby fixed in the shower head.
- the bottom section can bulge outward depending on the water pressure in order to support limescale detachment in the area of the water passage openings.
- shower jet outlet devices are typically designed to provide one or more selectable shower jet types, for example to provide a massage jet, a normal jet, a gush jet or a needle jet or fine jet.
- a spray disc with comparatively small spray disc openings, which act as spray outlet openings of the shower and accordingly as fine spray openings.
- a thin metal disk into which the fine jet openings can be introduced relatively easily in terms of production technology, serves as the jet disk. Because of their relatively small passage cross section, these fine jet openings are very sensitive to clogging by dirt particles and calcification, which is why shower jet outlet devices of this type with exchangeable metallic jet disk have already been proposed.
- the invention is based on the technical problem of providing a shower jet outlet device of the type mentioned at the outset, which can be produced and operated with relatively little effort and which enables a functionally reliable fine jet shower operation with comparatively fine individual jets if required, which is relatively insensitive to clogging by dirt particles and calcification.
- the invention solves this problem by providing a shower jet outlet device with the features of claim 1.
- the jet outlet element is pot-shaped with an outlet-side floor, a side wall and a hollow chamber delimited by the floor and the side wall.
- the jet exit element is arranged with its bottom pointing in the jet exit direction in the associated jet disk opening and is preferably held on the jet disk and has a plurality of spaced apart fine jet openings extending through the bottom. This creates the prerequisite for being able to provide a very fine shower spray if necessary, which can in particular be a fog-like fine shower spray.
- the bottom and the side wall of the jet outlet element consist of an elastic material, preferably in one piece from the same elastic material.
- the entire jet exit element can be made in one piece from the elastic material.
- the elastic material can in particular be an elastomeric material, such as a conventional silicone-based elastomer material.
- the jet outlet element is designed in such a way that its base and its side wall deform in a curved manner depending on a fluid operating pressure present in the hollow chamber. Fluid operating pressure is to be understood as a pressure of the fluid supplied to the shower when the shower is used as intended. This deformation of the jet outlet element due to the fluid operating pressure occurring during operation of the shower jet outlet device particularly advantageously prevents functional failures or functional restrictions due to dirt particles and calcification.
- the deformation makes it more difficult for dirt and lime particles to adhere, and any dirt or lime particles that have already adhered to them can be easily and easily removed or removed. This can significantly reduce the cleaning effort required for the shower jet outlet device. That with Higher fluid operating pressure, increasing deformation of the jet outlet element favors a self-cleaning function of the shower jet outlet device during operation, in that an initial blockage of the fine jet openings, for example due to the beginning of limescale deposits, leads to an increased fluid operating pressure in the hollow chamber of the jet outlet element, whereby the deformation is intensified, by which the showerhead itself becomes blocked can be detached or chipped.
- this shower jet outlet device can be produced with relatively little effort and can be operated in a functionally reliable manner.
- the fine jet openings can be introduced into the bottom of the jet outlet element with a relatively small passage or outlet cross section. Supplied shower fluid enters the hollow chamber of the cup-shaped jet outlet element and can exit from there through the fine jet openings as a fine / needle jet from the shower jet outlet device.
- the cup-shaped design of the jet outlet element can keep the susceptibility of the shower jet outlet device to blockage of the fine jet openings due to accumulated dirt / lime particles and facilitate the removal of any adhering dirt / lime particles.
- the length of the fine jet openings to be flowed through is limited to the wall thickness of the base, which can be kept significantly smaller than the total axial length of the jet outlet element, in corresponding versions less than a fifth or also less than a tenth of the same.
- the shower jet outlet device can have any number of such jet outlet elements corresponding to the number of associated jet disk openings, preferably a plurality of jet outlet elements arranged uniformly distributed over the extent of an associated jet disk surface.
- the one or more of the jet outlet elements can be flush with the bottom of his / her bottom with the jet disk, or can be set back somewhat from the outside or preferably protrude outward beyond the jet disk. In the latter case, it may be more preferred if that Jet outlet element also protrudes outwards with a region of its side wall adjoining the base via the jet disk. In corresponding implementations, the jet outlet element projects outward beyond the jet disk with more than half the axial length of its side wall. This favors the deformation of the jet outlet element and, in particular, its side wall, which is dependent on the fluid pressure, unhindered by the jet disk.
- the fine jet openings are each made with a passage cross section of at most 0.2 mm 2 , in particular of at most 0.1 mm 2 . This dimensioning measure enables the provision of a correspondingly fine spray jet.
- an outer diameter of the bottom and the side wall of the jet outlet element is at most 10 mm, in particular at most 6 mm, in corresponding applications also only at most 5 mm or at most 4 mm. This dimensioning measure can also be useful for achieving a very fine shower spray.
- the bottom of the jet outlet element has at least three and at most ten fine jet openings. This dimensioning measure can also be advantageous in terms of production technology and advantageous in terms of the shower jet characteristic that can be achieved.
- the jet exit element is arranged parallel to the jet exit direction between a retracted end position and a forward end position in the jet disc opening, whereby it is in the forward end position when the fluid operating pressure is present in the hollow chamber and is in the retracted end position in the hollow chamber when there is no fluid operating pressure .
- this can have functional advantages.
- the jet outlet element In the retracted end position, the jet outlet element can be completely drawn into the jet disk opening, for example, be flush with it on the outside or withdrawn relative to it. Alternatively, in its retracted end position, the jet outlet element is only retracted to the rear into the jet disk opening.
- the jet outlet element can be in the advanced end position eg at least with its bottom outside the jet disc opening, in corresponding embodiments additionally with a smaller or alternatively with a larger part of its side wall. This favors the bulging deformation of the jet outlet element, especially its base and / or its side wall, under the influence of the fluid operating pressure in the hollow chamber.
- the jet outlet element is guided as a whole with translational movement in the jet disk opening or, alternatively, is held with a rear area on the jet disk or a shower part in front of the jet disk in such a way that its bottom and preferably also its side wall can move forward depending on the fluid pressure, for example elastically.
- the jet outlet element is preferably arranged elastically resetting in the direction of the retracted end position, so that it automatically moves back into the retracted end position when the fluid pressure decreases.
- the jet outlet element is designed in such a way that the diameter of its side wall and / or a passage cross section of its fine jet openings is increased by at least 3% with a fluid operating pressure of 0.5 bar in relation to a depressurized state due to the arching of the base and / or the side wall. and / or is / are increased by at least 8% at a fluid operating pressure of 1bar and / or is / are increased by at least 12% at a fluid operating pressure of 1.5bar. It can be seen that this system design for the jet outlet element results in sufficiently good protection against rapid clogging by dirt particles and / or limescale deposits, particularly when used in sanitary showers, where the water operating pressure is typically in this range.
- the bottom and the side wall of the jet outlet element consist of an elastomer material with a Shore A hardness of at most 75, in particular of at most 40. It can be seen that with this system design of the jet outlet element, the bulging deformation of the jet outlet element also depends is supported in a favorable manner by the fluid operating pressure.
- the jet outlet element has a holding shoulder which projects radially from the side wall. This can be used for the beam exit element to hold securely on the spray disc or an adjacent component.
- the beam outlet element has axially protruding spacers at its front end on the inlet side.
- This can be used to arrange the jet outlet element between the jet disc and a one spaced from the inside of the jet disc, e.g. to hold plate-shaped or disk-shaped housing or intermediate wall of the shower against which the jet outlet element comes into contact with its axially projecting spacer.
- a fluid outlet chamber can be formed between the jet disk and the housing or intermediate wall, to which the shower fluid is supplied and from which the shower fluid can reach the hollow chamber of the jet outlet element.
- the jet disk has a plurality of jet disk openings, in which a corresponding number of jet outlet elements are arranged, the jet outlet elements being integrally formed on a jet outlet plate made of elastic material that lies against the inside of the jet disk.
- a jet outlet plate made of elastic material that lies against the inside of the jet disk.
- it can in particular be a conventional elastomer material.
- the one-piece molding of the jet outlet elements on the jet outlet plate can simplify the manufacture of the jet outlet elements and their placement in the jet disk openings.
- the shower head according to the invention is equipped with a shower spray outlet device according to the invention.
- the shower head can in particular be a sanitary shower head, e.g. a shower head designed as an overhead shower, hand shower or side shower.
- the shower shown as an example of a possible exemplary embodiment of the invention is of a flat construction known per se, as is used, for example, for sanitary overhead showers.
- the shower head has a flat, circular-cylindrical shower housing 1, which is held on a ball-and-socket joint 2 on an inlet-side, nozzle-centered inlet connection 3, so that it can pivot on all sides.
- the shower housing 1 closes with one that contains a spray disc 4, which is provided with at least one spray disc opening 5, in the example shown with a plurality, for example approximately 150 to 200, of spray disc openings evenly distributed over the spray disc 4.
- a jet outlet element 6 is arranged in each jet disk opening 5 as a further component of the shower jet outlet device.
- the jet outlet element 6 is cup-shaped with an outlet-side bottom 6a, a side wall 6b and a hollow chamber 6c delimited by the bottom and the side wall, wherein it is arranged with its bottom 6a pointing in the jet exit direction, ie the bottom 6a forms the exit-side end face of the respective jet outlet element 6 .
- Fig. 1 has the beam exit direction in the area of the jet disc 4 from top to bottom, and the bottom 6a forms the lower end face of the jet exit elements 6.
- the bottom 6a of each jet exit element 6 has a plurality of fine jet openings 7, in the example shown that 1 to 3 five fine jet openings each 7.
- the jet outlet elements 7 are formed in one piece on a jet outlet plate 9, which is arranged facing the inside of the jet disk 4, for example abutting the jet disk 4 on the inside.
- the jet exit plate 9 is made of an elastic material, which can in particular be a conventional silicone-based elastomer material.
- a housing or intermediate plate 8 'of the shower is arranged on the inside of the jet outlet plate 9, which due to its elastic nature is also referred to as an exit mat, the housing / intermediate plate 8' being provided with spacer pins 10 or spacer webs, so that between them and the jet outlet plate 9 remains an intermediate space 11 functioning as a fluid outlet chamber, into which the jet outlet elements 6 open on the inlet side, ie with their open pot side.
- the fluid supplied to the shower is distributed or directed via this fluid outlet chamber into the hollow chamber 6c of the individual jet outlet elements 6 and can exit the shower as a fine / needle jet through the fine jet openings 7.
- Fig. 4 shows in one of the Fig. 3 corresponding detail view of a variant of the shower of 1 to 3 , in which the jet outlet elements 6 are manufactured as individual parts and are held in the shower. For this purpose, they are inserted from the inside into the respectively associated jet disc opening 5 of the jet disc 4 and held in this position by a housing or intermediate plate 8 of the shower placed against it on the inside of the shower.
- the beam outlet element 6 has a holding shoulder 6d projecting radially from the side wall 6b and a spacer 6e projecting axially from its front end on the entry side.
- the spacer 6e contains a plurality of spacer webs which are spaced apart in the circumferential direction of the annular upper, inlet-side edge of the beam outlet element 6 and project axially from this edge. In this way, a space remains between the spacer webs of the spacer 6e, through which the shower fluid which is supplied to the shower can flow via the upper, inlet-side pot opening of the pot-shaped jet outlet element 6 into its hollow chamber 6c.
- an axial distance between the housing or intermediate plate 8 and the jet disc 4 forms a fluid outlet chamber 11 ', from which the jet outlet elements 6 open and via which the fluid supplied to the shower can be distributed to the plurality of jet outlet elements 6.
- the beam outlet elements 6 with their base 6a and an adjacent region of their side wall 6b each project outwards beyond the jet disk 4 in the beam outlet direction, for example by about a fifth to a third of their total axial length.
- This can be advantageous, for example, for periodic manual cleaning processes.
- the execution of Fig. 4 with the individual jet outlet elements 6 with regard to function and properties of the shower jet outlet device of the embodiment of the 1 to 3 so that for the sake of simplicity with regard to the further 8 to 21 reference is made to the embodiment variant with the individual, separately manufactured beam outlet elements.
- the wall thickness of the bottom 6a is significantly less than the axial length of the jet outlet element 6, e.g. only about a fifth to a twentieth of the axial length of the jet outlet element 6, the fine jet openings 7 can be introduced into the elastic material of the base 6a comparatively simply and with a comparatively small passage cross section.
- the 5 to 7 show the relevant jet outlet element 6 in the unpressurized state in an embodiment with five fine jet openings 7 which are circular in cross-section and which are introduced in the bottom 6a as axial passage channels distributed equidistantly on an equal radius R and in the circumferential direction.
- Fig. 8 shows an embodiment variant of that of 5 to 7 with the only difference that in the bottom 6a of the jet outlet element 6, instead of the five, only three fine jet openings 7 are arranged at a 120 ° angular distance from one another.
- FIG 9 shows a further embodiment variant, in which the only difference to the embodiment according to the 5 to 7 the jet outlet element 6 has six instead of five fine jet openings 7 in its base 6a, in comparison to the embodiment variant of FIG 5 to 7 especially an additional, central, sixth fine jet opening.
- the fine jet openings 7 do not run out, for example Fig. 7 can be seen all parallel to one another and to a longitudinal axis of the jet outlet element 6, but at least some of them obliquely to the longitudinal axis of the jet outlet element 6 and / or obliquely to other of the fine jet openings 7.
- the fine jet openings 7 can be at an oblique angle of 15 ° or less to the longitudinal axis of the beam exit element 6 diverging obliquely outwards or converging obliquely inwards or synchronously to each other obliquely to one side.
- the helix angle can be the same size for all fine jet openings 7 or alternatively different for at least two fine jet openings 7.
- one or more fine jet openings can be provided in a region of the side wall 6b of the jet outlet element 6 which projects beyond the jet disk 4.
- the individual jet outlet elements 6 are also in the embodiment variants of FIG 4 to 9 made of an elastic material, for example a silicone-based elastomer material.
- an elastic material for example a silicone-based elastomer material.
- the bottom 6a and the side wall 6b are made in one piece from the elastic material; in the examples shown, the beam outlet element 6 is made in one piece as a component from an elastic material.
- the jet outlet element 6 is designed to deform with its bottom 6a and / or its side wall 6b depending on a pressure in the hollow chamber 6c of the fluid supplied to the shower in operation. This is described below with reference to the embodiment of FIG 5 to 7 and the others Figures 10 to 17 explained in more detail.
- jet outlet element 6 shows 5 to 7 the jet outlet element in the depressurized state, ie in the state when there is no fluid pressure in the hollow chamber 6c.
- it has a circular cross section, in alternative versions it has a different cross section, for example an oval or polygonal cross section.
- the jet outlet element 6 is preferably manufactured so that in this unpressurized state its fine-beam openings 7 have a passage cross-section of each of more than about 0.2 mm 2, in particular more than about 0.1 mm 2.
- the jet outlet element 6 is preferably designed such that, in the unpressurized state, its outer diameter in the region of the base 6a and the side wall 6b is at most approximately 10 mm, in particular at most approximately 6 mm, for example only approximately 4 mm .
- the 10 and 11 illustrate the jet outlet element 6 in an operating state in which in the hollow chamber 6c or in an associated fluid supply Operating pressure of the supplied fluid, such as water, is approximately 0.5 bar. It can be seen that the bottom 6a and the side wall 6b of the jet outlet element 6 are already starting to bulge slightly as a result of the fluid pressure present, compared to the unpressurized state, the bulge causing a diameter D of the side wall 6b and / or a passage cross section A of the fine jet openings 7 is typically increased by at least about 3% compared to the depressurized state.
- Operating pressure of the supplied fluid such as water
- the passage cross-section A of the fine jet openings 7 begins to change from its circular shape when depressurized to an oval shape that widens in the circumferential direction of the jet outlet element 6.
- the diameter D of approximately 4 mm in the unpressurized state was increased by approximately 5% and the passage cross section A of approximately 0.1 mm 2 in the unpressurized state by approximately 6.5%.
- the 12 and 13 show the conditions according to the 10 and 11 for a fluid operating pressure of approx. 1bar.
- Fig. 12 it can be seen that the cross sections of the fine jet openings 7 are already noticeably oval, and from Fig. 13 it can be seen that the side wall 6c has bulged further in its diameter D and the bottom 6a has also increased outwards, ie in Fig. 13 down, arching.
- a percentage increase in the diameter D and the passage cross section A of the fine jet openings 7 of approximately 11% to 13% was observed for this fluid pressure of approximately 1 bar.
- the jet outlet element 6 is preferably designed such that the said percentage increase for these two parameters is at least about 8% at 1 bar.
- the 14 and 15 show the conditions according to the 12 and 13 with the fluid operating pressure further increased to a value of approx. 1.5 bar. How out Fig. 14 To recognize, the fine jet openings 7 have now widened noticeably oval. In the said practice pattern, an increase in the passage cross section A at this pressure of approximately 1.5 bar was found to be slightly more than 80% compared to the unpressurized state. Out Fig. 15 it can be seen that the side wall 6b has further bulged, ie enlarged, with its diameter D and also the bottom 6a has further outward, ie in Fig. 15 bulging downward. The latter results in the aforementioned oval widening of the fine jet openings 7.
- the 16 and 17 illustrate the conditions for the state at the fluid pressure of approximately 1.5 bar according to the 14 and 15 comparing with the depressurized state according to the 5 to 7 in a common bottom view or side view.
- Fig. 16 it becomes clear that and how a non-pressurized, circular passage cross section A 0 of the fine jet openings 7 widens into a passage cross section A 15 widened oval in the circumferential direction of the beam exit element 6.
- Fig. 17 it is shown how an unpressurized diameter value D 0 of the side wall 6b increases into an arched diameter value D 15 at the fluid pressure value of 1.5 bar.
- the system design for the curvature behavior of the jet exit element 6 is determined above all by a corresponding choice of the wall thickness for the base 6a and the side wall 6b as well as the ratio of axial length to diameter and the elasticity of the material used, such as the Shore -Hardness of an elastomer material used. It can also be important whether and with what proportion of their axial length the jet outlet elements 6 protrude beyond the jet disk 4.
- the respective jet outlet element can be designed such that when the fluid pressure is applied, only its base or only its side wall bulges or, as explained above, its base and its side wall bulge.
- the fine jet openings 7 in FIG Fig. 18 shown unpressurized state on a cross section widened oval in the radial direction of the jet outlet element 6.
- the Fig. 19 shows these fine jet openings 7 at a fluid operating pressure of approximately 0.5 bar.
- the oval shape of the fine jet openings 7 already begins to weaken somewhat in the direction of a circular cross-sectional shape in this case, by the widening of the fine jet openings 7 already mentioned in the circumferential direction of the jet outlet element 6.
- Fig. 20 shows the jet outlet element 6 in the state at a fluid operating pressure of approximately 1.0 bar.
- Fig. 21 shows the state at a fluid operating pressure of approx. 1.5 bar.
- the fine jet openings 7 have widened in the circumferential direction of the jet outlet element 6 in such a way that they have an approximately circular cross section.
- a typical fluid operating pressure in the range from 0.5 bar to 1.5 bar can be achieved by using the variant of the Figures 5 to 17 or the variant of the Figures 18 to 21 a shower jet can be provided which is generated by the fine jet openings 7 with a rather oval or a rather circular cross section.
- the respective jet outlet element is arranged to be axially immovable and laterally guided in the associated jet disk opening.
- the respective jet outlet element is axial, i.e. arranged in the jet exit direction, movably in the associated jet disk opening, so that it moves forward due to the prevailing fluid pressure and thereby moves out of the jet disk opening or further out of the jet disk opening.
- this promotes the arching of its base and / or its side wall due to the fluid pressure.
- Various possible implementations for such an axially movable mounting of a jet outlet element in a jet disk opening are known per se to the person skilled in the art, which therefore requires no further explanation here.
- the respective jet outlet element is arranged at a lateral distance from the associated jet disk opening, so that its side wall due to the fluid pressure is not only in an area protruding axially from the jet disk opening, but also in an area that does not protrude axially from the jet disk opening Area can bulge.
- the invention provides a shower jet outlet device which is comparatively insensitive to signs of clogging by dirt particles and limescale deposits and, if required, can be implemented in such a way that it can produce a particularly fine, if desired quasi-misty, fine spray jet.
- the fine jet openings with a very small passage cross section can preferably be introduced into an elastic base material of the respective jet outlet element. The fluid pressure-dependent breathing of the jet outlet element prevents blockages in the small fine jet openings.
- any dirt / lime particles that have accumulated can be automatically detached or flaked off and the formation of the fine jet openings 7, in their free flow cross section, conspicuously constricting dirt / limescale deposits are effectively counteracted.
- the invention comprises, in addition to the embodiment variants shown and the explanations explained above, further implementations of the shower jet outlet device, it being only mandatory that the jet outlet element arranged in the associated jet disk opening is pot-shaped and arranged with its bottom pointing in the jet outlet direction and a plurality in the bottom of fine jet openings is provided.
- the shower jet outlet device can be used for any conventional type of sanitary shower, such as shower showers, kitchen showers and showers for mixer fittings, and non-sanitary showers.
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Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Brausestrahlaustrittsvorrichtung mit einer Strahlscheibe, die wenigstens eine Strahlscheibenöffnung aufweist, und mit einem in der Strahlscheibenöffnung angeordneten Strahlaustrittselement sowie auf eine Brause mit einer solchen Brausestrahlaustrittsvorrichtung. Hierbei kann es sich z.B. um eine sanitäre Duschbrause, wie eine Kopf-, Hand- oder Seitenbrause, oder um eine Brause am Austritt einer sanitären Wasserabgabe- bzw. Mischerarmatur für eine Badewanne oder ein Waschbecken oder Spülbecken, wie eine Küchenbrause für eine Küchenspüle, handeln.
- Brausestrahlaustrittsvorrichtungen dieser Art sind insbesondere für Sanitärbrausen verschiedentlich bekannt. So ist in der Offenlegungsschrift
EP 2 684 610 A1 eine Brause mit einer solchen Brausestrahlaustrittsvorrichtung offenbart, bei der die Strahlscheibe eine Vielzahl von Strahlscheibenöffnungen aufweist und die Strahlaustrittselemente hohlzylindrisch aus elastomerem Material mit einem durchgehenden Hohlkanal als Strahlaustrittsöffnung gebildet und an einer gemeinsamen, an der Innenseite der Strahlscheibe anliegenden Strahlaustrittsplatte angeformt sind. Solche zylindrischen Strahlaustrittselemente aus einem Elastomermaterial werden auch als Strahlaustrittsnippel oder kurz als Nippel bezeichnet. - Bei einer weiteren, in der Offenlegungsschrift
DE 10 2014 200 741 A1 offenbarten Brause dieser Art sind für die Brausestrahlaustrittsvorrichtung mehrkanalige Strahlaustrittseinheiten mit jeweils mindestens zwei fluidgetrennten Austrittskanälen vorgesehen. Die verschiedenen Austrittskanäle der jeweiligen Strahlaustrittseinheit münden eintrittsseitig in getrennte Fluidaustrittskammern, so dass das Fluid wahlweise und selektiv jeweils einem der Austrittskanäle zugeführt werden kann, um beispielsweise unterschiedliche Brausestrahlarten bereitzustellen. Als Strahlaustrittseinheiten fungieren hohlzylindrische Strahlaustrittselemente bzw. Nippel aus Elastomermaterial, wobei die Austrittskanäle durchgehend von der einen zur anderen Zylinderstirnseite verlaufen, z.B. parallel nebeneinander oder in einer koaxialen Anordnung. Auch hier sind die Nippel vorzugsweise integral mit und an einer Strahlaustrittsplatte aus dem Elastomermaterial gebildet, die an der Innenseite der Strahlscheibe angeordnet ist. - Die Patentschrift
US 5.246.301 offenbart einen bürstenartigen Brausekopf mit Bürstenzapfen, die als einkanalig oder zweikanalig ausgeführte Strahlaustrittselemente fungieren. Die Strahlaustrittszapfen sind von zylindrischer, sich konisch verjüngender Form und besitzen in einkanaliger Ausführung einen sich längs durch den Zapfen hindurch erstreckenden Austrittskanal oder einen an der Zylinderseitenwandung ausmündenden Austrittskanal. In zweikanaliger Ausführung weist der jeweilige Zapfen einen längs und mittig hindurchführenden Austrittskanal und einen eintrittsseitig seitlich dieses mittigen Austrittskanals verlaufenden und an der Zapfenseitenwandung ausmündenden Austrittskanal auf. - Eine in der Offenlegungsschrift
WO 95/22407 A1 - Brausestrahlaustrittsvorrichtungen werden speziell bei sanitären Anwendungen typischerweise zur Bereitstellung einer oder mehrerer, selektiv anwählbarer Brausestrahlarten ausgelegt, z.B. zur Bereitstellung eines Massagestrahls, eines Normalstrahls, eines Schwallstrahls oder eines Nadelstrahls bzw. Feinstrahls. Für einen solchen sogenannten Fein-/Nadelstrahl ist es bekannt, eine Strahlscheibe mit vergleichsweise kleinen Strahlscheibenöffnungen vorzusehen, die als Strahlaustrittsöffnungen der Brause und dementsprechend als Feinstrahlöffnungen fungieren. Herkömmlicherweise dient dazu eine dünne Metallscheibe, in welche die Feinstrahlöffnungen fertigungstechnisch relativ einfach eingebracht werden können, als Strahlscheibe. Aufgrund ihres relativ geringen Durchtrittsquerschnitts sind diese Feinstrahlöffnungen sehr empfindlich gegenüber Verstopfung durch Schmutzpartikel und Verkalkung, weshalb bereits Brausestrahlaustrittsvorrichtungen dieser Art mit wechselbarer metallischer Strahlscheibe vorgeschlagen wurden.
- Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung einer Brausestrahlaustrittsvorrichtung der eingangs genannten Art zugrunde, die mit relativ geringem Aufwand herstellbar und betreibbar ist und einen funktionssicheren Feinstrahl-Brausebetrieb mit bei Bedarf vergleichsweise feinen Einzelstrahlen ermöglicht, der relativ unempfindlich gegenüber Verstopfung durch Schmutzpartikel und Verkalkung ist.
- Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung einer Brausestrahlaustrittsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bei dieser Brausestrahlaustrittsvorrichtung ist das Strahlaustrittselement topfförmig mit einem austrittsseitigen Boden, einer Seitenwandung und einer vom Boden und der Seitenwandung begrenzten Hohlkammer ausgebildet. Das Strahlaustrittselement ist mit seinem Boden in Strahlaustrittsrichtung weisend in der zugehörigen Strahlscheibenöffnung angeordnet und dabei vorzugsweise an der Strahlscheibe gehalten und weist in seinem Boden eine Mehrzahl voneinander beabstandeter, sich durch den Boden hindurch erstreckender Feinstrahlöffnungen auf. Dies schafft die Voraussetzung, bei Bedarf einen sehr feinen Brausestrahl bereitstellen zu können, bei dem es sich insbesondere um einen nebelartig feinen Brausestrahl handeln kann.
- Der Boden und die Seitenwandung des Strahlaustrittselements bestehen aus einem elastischen Material, vorzugsweise einteilig aus dem gleichen elastischen Material. Optional kann das gesamte Strahlaustrittselement einteilig aus dem elastischen Material gefertigt sein. Das elastische Material kann insbesondere ein elastomeres Material sein, wie z.B. ein herkömmliches silikonbasiertes Elastomermaterial. Das Strahlaustrittselement ist so ausgelegt, dass es sich mit seinem Boden und seiner Seitenwandung abhängig von einem in der Hohlkammer anstehenden Fluidbetriebsdruck wölbend verformt. Unter Fluidbetriebsdruck ist dabei ein im bestimmungsgemäßen Gebrauch der Brause auftretender Druck des der Brause zugeführten Fluids zu verstehen. Dieses Verformen des Strahlaustrittselements durch den im Betrieb der Brausestrahlaustrittsvorrichtung auftretenden Fluidbetriebsdruck beugt besonders vorteilhaft Funktionsausfällen bzw. Funktionseinschränkungen aufgrund von Schmutzpartikeln und Verkalkung vor. Durch die Verformung wird das Anhaften von Schmutz und Kalkpartikeln erschwert, und eventuell bereits anhaftende Verschmutzungen bzw. Kalkpartikel können leicht und einfach gelöst bzw. entfernt werden. Das kann den erforderlichen Reinigungsaufwand für die Brausestrahlaustrittsvorrichtung signifikant verringern. Das mit höherem Fluidbetriebsdruck zunehmende Verformen des Strahlaustrittselements begünstigt hierbei eine Selbstreinigungsfunktion der Brausestrahlaustrittsvorrichtung im Betrieb, indem eine beginnende Verstopfung der Feinstrahlöffnungen z.B. durch beginnende Kalkablagerungen zu einem erhöhten Fluidbetriebsdruck in der Hohlkammer des Strahlaustrittselements führt, wodurch die Verformung verstärkt wird, durch welche die beginnende Verstopfung der Brause selbsttätig wieder abgelöst bzw. zum Abplatzen gebracht werden kann.
- Es zeigt sich, dass sich diese erfindungsgemäße Brausestrahlaustrittsvorrichtung mit relativ geringem Aufwand herstellen und funktionssicher betreiben lässt. Die Feinstrahlöffnungen können mit relativ geringem Durchlass- bzw. Austrittsquerschnitt in den Boden des Strahlaustrittselements eingebracht werden. Zugeführtes Brausefluid gelangt in die Hohlkammer des topfförmigen Strahlaustrittselements und kann von dort durch die Feinstrahlöffnungen hindurch als Fein-/Nadelstrahl aus der Brausestrahlaustrittsvorrichtung austreten. Die topfförmige Gestaltung des Strahlaustrittselements kann die Anfälligkeit der Brausestrahlaustrittsvorrichtung für Verstopfungen der Feinstrahlöffnungen aufgrund anlagernder Schmutz-/Kalkpartikel gering halten und das Entfernen von eventuell anhaftenden Schmutz-/Kalkpartikeln erleichtern. Dazu trägt bei, dass aufgrund dieser topfförmigen Gestaltung des Strahlaustrittselements die zu durchströmende Länge der Feinstrahlöffnungen auf die Wanddicke des Bodens begrenzt ist, die deutlich kleiner gehalten werden kann als die gesamte axiale Länge des Strahlaustrittselements, in entsprechenden Ausführungen kleiner als ein Fünftel oder auch kleiner als ein Zehntel derselben.
- Die erfindungsgemäße Brausestrahlaustrittsvorrichtung kann eine beliebige Anzahl solcher Strahlaustrittselemente entsprechend der Anzahl zugehöriger Strahlscheibenöffnungen aufweisen, vorzugsweise eine Mehrzahl von über die Ausdehnung einer zugehörigen Strahlscheibenfläche hinweg gleichmäßig verteilt angeordneten Strahlaustrittselementen.
- Je nach Bedarf kann das eine oder können die mehreren Strahlaustrittselemente mit seinem/ihrem Boden außenbündig mit der Strahlscheibe abschließen oder gegenüber deren Außenseite etwas zurückgesetzt sein oder vorzugsweise über die Strahlscheibe nach außen vorstehen. In letzterem Fall kann es weiter bevorzugt sein, wenn das Strahlaustrittselement auch noch mit einem an den Boden anschließenden Bereich seiner Seitenwandung über die Strahlscheibe nach außen vorsteht. In entsprechenden Realisierungen steht das Strahlaustrittselement mit mehr als der halben axialen Länge seiner Seitenwandung über die Strahlscheibe nach außen vor. Dies begünstigt das vom Fluiddruck abhängige Verformen des Strahlaustrittselements und insbesondere seiner Seitenwandung ungehindert von der Strahlscheibe.
- In Weiterbildung der Erfindung sind die Feinstrahlöffnungen mit einem Durchtrittsquerschnitt von jeweils höchstens 0,2mm2, insbesondere von jeweils höchstens 0,1mm2, gefertigt. Diese Dimensionierungsmaßnahme ermöglicht die Bereitstellung eines entsprechend feinen Brausestrahls.
- In Weiterbildung der Erfindung beträgt ein Außendurchmesser des Bodens und der Seitenwandung des Strahlaustrittselements höchstens 10mm, insbesondere höchstens 6mm, in entsprechenden Anwendungen auch nur höchstens 5mm oder höchstens 4mm. Auch diese Dimensionierungsmaßnahme kann zur Erzielung eines sehr feinen Brausestrahls nutzbringend sein.
- In Weiterbildung der Erfindung weist der Boden des Strahlaustrittselements mindestens drei und höchstens zehn Feinstrahlöffnungen auf. Auch diese Dimensionierungsmaßnahme kann herstellungstechnisch günstig und hinsichtlich der erzielbaren Brausestrahlcharakteristik vorteilhaft sein.
- In Weiterbildung der Erfindung ist das Strahlaustrittselement parallel zur Strahlaustrittsrichtung zwischen einer zurückgezogenen Endstellung und einer vorbewegten Endstellung translationsbeweglich in der Strahlscheibenöffnung angeordnet, wobei es sich bei in der Hohlkammer anstehendem Fluidbetriebsdruck in der vorbewegten Endstellung befindet und bei fehlendem Fluidbetriebsdruck in der Hohlkammer in der zurückgezogenen Endstellung befindet. Dies kann in vielen Fällen funktionelle Vorteile haben. In der zurückbewegten Endstellung kann das Strahlaustrittselement ganz in die Strahlscheibenöffnung eingezogen sein, z.B. mit dieser außenbündig abschließen oder gegenüber dieser zurückgezogen sein. Alternativ ist das Strahlaustrittselement in seiner zurückbewegten Endstellung nur zu einem hinteren Teil in die Strahlscheibenöffnung zurückgezogen. In der vorbewegten Endstellung kann sich das Strahlaustrittselement z.B. mindestens mit seinem Boden außerhalb der Strahlscheibenöffnung befinden, in entsprechenden Ausführungsformen zusätzlich mit einem kleineren oder alternativ mit einem größeren Teil seiner Seitenwandung. Dies begünstigt das wölbende Verformen des Strahlaustrittselements, speziell seines Bodens und/oder seiner Seitenwandung, unter der Einwirkung des Fluidbetriebsdrucks in der Hohlkammer. In entsprechenden Ausführungsformen ist das Strahlaustrittselement insgesamt in der Strahlscheibenöffnung translationsbeweglich geführt oder alternativ mit einem rückwärtigen Bereich an der Strahlscheibe oder einem der Strahlscheibe vorgelagerten Brauseteil so gehalten, dass es sich mit seinem Boden und vorzugsweise auch seiner Seitenwandung fluiddruckabhängig vorbewegen kann, z.B. elastisch. Vorzugsweise ist das Strahlaustrittselement in Richtung der zurückbewegten Endstellung elastisch rückstellend angeordnet, so dass es sich selbsttätig in die zurückbewegte Endstellung zurückbewegt, wenn der Fluiddruck nachlässt.
- In vorteilhafter Ausgestaltung ist das Strahlaustrittselement derart ausgeführt, dass bezogen auf einen drucklosen Zustand der Durchmesser seiner Seitenwandung und/oder ein Durchtrittsquerschnitt seiner Feinstrahlöffnungen durch das Wölben des Bodens und/oder der Seitenwandung bei einem Fluidbetriebsdruck von 0,5bar um mindestens 3% erhöht ist/sind und/oder bei einem Fluidbetriebsdruck von 1bar um mindestens 8% erhöht ist/sind und/oder bei einem Fluidbetriebsdruck von 1,5bar um mindestens 12% erhöht ist/sind. Es zeigt sich, dass diese Systemauslegung für das Strahlaustrittselement in einem ausreichend guten Schutz vor raschem Verstopfen durch Schmutzpartikel und/oder Kalkablagerungen gerade auch beim Einsatz in sanitären Brausen resultiert, bei denen der Wasserbetriebsdruck typisch in diesem Bereich liegt.
- In anderweitiger Ausgestaltung dieser Maßnahme bestehen der Boden und die Seitenwandung des Strahlaustrittselements aus einem Elastomermaterial mit einer Shore-A-Härte von höchstens 75, insbesondere von höchstens 40. Es zeigt sich, dass mit dieser Systemauslegung des Strahlaustrittselements ebenfalls das wölbende Verformen des Strahlaustrittselements in Abhängigkeit vom Fluidbetriebsdruck in günstiger Weise unterstützt wird.
- In Weiterbildung der Erfindung weist das Strahlaustrittselement eine radial von der Seitenwandung abkragende Halteschulter auf. Dies kann dazu genutzt werden, das Strahlaustrittselement an der Strahlscheibe oder einem benachbarten Bauelement sicher zu halten.
- In Weiterbildung der Erfindung weist das Strahlaustrittselement an seinem eintrittsseitigen Stirnende axial abstehende Abstandshalter auf. Dies kann dazu genutzt werden, das Strahlaustrittselement zwischen der Strahlscheibe und einer mit Abstand zur Innenseite der Strahlscheibe angeordneten, z.B. platten- oder scheibenförmigen Gehäuse- oder Zwischenwand der Brause zu halten, gegen die das Strahlaustrittselement mit seinem axial abstehenden Abstandshalter zur Anlage kommt. Dabei kann zwischen der Strahlscheibe und der Gehäuse- oder Zwischenwand eine Fluidaustrittskammer gebildet sein, der das Brausefluid zugeführt wird und aus der das Brausefluid in die Hohlkammer des Strahlaustrittselements gelangen kann.
- In Weiterbildung der Erfindung weist die Strahlscheibe mehrere Strahlscheibenöffnungen auf, in denen eine entsprechende Anzahl von Strahlaustrittselementen angeordnet ist, wobei die Strahlaustrittselemente einteilig an einer innenseitig an der Strahlscheibe anliegenden Strahlaustrittsplatte aus elastischem Material angeformt sind. Auch in diesem Fall kann es sich wiederum insbesondere um ein an sich herkömmliches Elastomermaterial handeln. Das einteilige Anformen der Strahlaustrittselemente an der Strahlaustrittsplatte kann die Fertigung der Strahlaustrittselemente und ihre Platzierung in den Strahlscheibenöffnungen vereinfachen.
- Die erfindungsgemäße Brause ist mit einer erfindungsgemäßen Brausestrahlaustrittsvorrichtung ausgerüstet. Bei der Brause kann es sich insbesondere um eine Sanitärbrause handeln, z.B. eine Duschbrause in einer Ausführung als Kopfbrause, Handbrause oder Seitenbrause.
- Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:
- Fig. 1
- eine hälftige Längsschnittansicht einer Brause mit einteilig an einer Strahlaustrittsplatte angeformten Strahlaustrittselementen,
- Fig. 2
- eine teilweise Draufsicht von unten auf einen Viertelkreis der Brause von
Fig. 1 , - Fig. 3
- eine Detailansicht eines Bereichs III von
Fig. 1 , - Fig. 4
- die Detailansicht von
Fig. 3 für eine Brausevariante mit einzeln angeordneten Strahlaustrittselementen, - Fig. 5
- eine Perspektivansicht eines der Strahlaustrittselemente in
Fig. 4 , - Fig. 6
- eine Draufsicht auf einen Boden des Strahlaustrittselements von
Fig. 5 , - Fig. 7
- eine Schnittansicht des Strahlaustrittselements von
Fig. 5 längs einer Linie VII-VII inFig. 6 , - Fig. 8
- eine Perspektivansicht entsprechend
Fig. 5 für eine Ausführungsvariante des Strahlaustrittselements, - Fig. 9
- eine Perspektivansicht entsprechend
Fig. 5 für eine weitere Ausführungsvariante des Strahlaustrittselements, - Fig. 10
- eine Bodenansicht des Strahlaustrittselements entsprechend
Fig. 6 bei einem anstehenden Fluidbetriebsdruck von 0,5bar, - Fig. 11
- eine Seitenansicht des Strahlaustrittselements im Druckzustand von
Fig. 10 , - Fig. 12
- die Bodenansicht von
Fig. 10 bei einem Fluidbetriebsdruck von 1,0bar, - Fig. 13
- die Seitenansicht von
Fig. 11 im Druckzustand vonFig. 12 , - Fig. 14
- die Bodenansicht von
Fig. 10 bei einem Fluidbetriebsdruck von 1,5 bar, - Fig. 15
- die Seitenansicht von
Fig. 11 im Druckzustand vonFig. 14 , - Fig. 16
- eine vergleichende Bodenansicht für die Betriebszustände im drucklosen Zustand gemäß
Fig. 10 und im Druckzustand gemäßFig. 14 , - Fig. 17
- eine vergleichende Seitenansicht für den drucklosen Zustand gemäß
Fig. 11 und den Druckzustand gemäßFig. 15 , - Fig. 18
- die Bodenansicht von
Fig. 6 im drucklosen Zustand für eine Ausführungsvariante des Strahlaustrittselements, - Fig. 19
- die Bodenansicht von
Fig. 18 bei einem Fluidbetriebsdruck von 0,5bar, - Fig. 20
- die Bodenansicht von
Fig. 18 bei einem Fluidbetriebsdruck von 1,0bar und - Fig. 21
- die Bodenansicht von
Fig. 18 bei einem Fluidbetriebsdruck von 1,5bar. - Die in den
Fig. 1 bis 3 exemplarisch als ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigte Brause ist von einer an sich bekannten Flachbauweise, wie sie beispielsweise für sanitäre Kopfbrausen Verwendung findet. Die Brause weist ein flaches, kreiszylindrisches Brausegehäuse 1 auf, das über ein Kugelgelenk 2 entsprechend allseits schwenkbeweglich an einem eintrittsseitigen, brauselängsmittigen Eintrittsstutzen 3 gehalten ist. Austrittsseitig schließt das Brausegehäuse 1 mit einer ab, die eine Strahlscheibe 4 beinhaltet, die mit wenigstens einer Strahlscheibenöffnung 5 versehen ist, im gezeigten Beispiel mit einer Mehrzahl, zum Beispiel ca. 150 bis 200, von gleichmäßig über die Strahlscheibe 4 hinweg verteilten Strahlscheibenöffnungen. - Als weiterer Bestandteil der Brausestrahlaustrittsvorrichtung ist in jeder Strahlscheibenöffnung 5 jeweils ein Strahlaustrittselement 6 angeordnet. Das Strahlaustrittselement 6 ist topfförmig mit einem austrittsseitigen Boden 6a, einer Seitenwandung 6b und einer vom Boden und der Seitenwandung begrenzten Hohlkammer 6c ausgebildet, wobei es mit seinem Boden 6a in Strahlaustrittsrichtung weisend angeordnet ist, d.h. der Boden 6a bildet die austrittsseitige Endfläche des jeweiligen Strahlaustrittselements 6. In
Fig. 1 weist die Strahlaustrittsrichtung im Bereich der Strahlscheibe 4 von oben nach unten, und der Boden 6a bildet die untere Endfläche der Strahlaustrittselemente 6. Der Boden 6a jedes Strahlaustrittselements 6 weist eine Mehrzahl von Feinstrahlöffnungen 7 auf, im gezeigten Beispiel derFig. 1 bis 3 jeweils fünf Feinstrahlöffnungen 7. - Im Ausführungsbeispiel der
Fig. 1 bis 3 sind die Strahlaustrittselemente 7 einteilig an einer Strahlaustrittsplatte 9 angeformt, die einer Innenseite der Strahlscheibe 4 zugewandt angeordnet ist, z.B. innenseitig an der Strahlscheibe 4 anliegt. Die Strahlaustrittsplatte 9 ist aus einem elastischen Material gefertigt, bei dem es sich insbesondere um ein herkömmliches silikonbasiertes Elastomermaterial handeln kann. Eine Gehäuse- bzw. Zwischenplatte 8' der Brause ist an der Innenseite der Strahlaustrittsplatte 9 angeordnet, die aufgrund ihrer elastischen Natur auch als Austrittsmatte bezeichnet wird, wobei die Gehäuse-/Zwischenplatte 8' mit Abstandszapfen 10 oder Abstandsstegen versehen ist, so dass zwischen ihr und der Strahlaustrittsplatte 9 ein als Fluidaustrittskammer fungierender Zwischenraum 11 verbleibt, in den die Strahlaustrittselemente 6 eintrittsseitig, d.h. mit ihrer offenen Topfseite, münden. Auf diese Weise wird der Brause zugeführtes Fluid über diese Fluidaustrittskammer in die Hohlkammer 6c der einzelnen Strahlaustrittselemente 6 verteilt bzw. geleitet und kann von dort als Fein-/Nadelstrahl durch die Feinstrahlöffnungen 7 hindurch aus der Brause austreten. -
Fig. 4 zeigt in einer derFig. 3 entsprechenden Detailansicht eine Ausführungsvariante der Brause derFig. 1 bis 3 , bei der die Strahlaustrittselemente 6 als einzelne Teile gefertigt und in der Brause gehalten sind. Dazu sind sie von innen in die jeweils zugehörige Strahlscheibenöffnung 5 der Strahlscheibe 4 eingefügt und in dieser Lage durch eine brauseinnenseitig dagegen angelegte Gehäuse- oder Zwischenplatte 8 der Brause gehalten. Zu diesem Zweck weist, wie detaillierter aus denFig. 5 und 7 zu erkennen, das Strahlaustrittselement 6 eine radial von der Seitenwandung 6b abkragende Halteschulter 6d und einen an seinem eintrittsseitigen Stirnende axial abstehenden Abstandshalter 6e auf. Der Abstandshalter 6e beinhaltet im gezeigten Beispiel mehrere Abstandsstege, die in Umfangsrichtung des kreisringförmigen oberen, eintrittsseitigen Randes des Strahlaustrittselements 6 beabstandet angeordnet sind und von diesem Rand axial abstehen. Zwischen den Abstandsstegen des Abstandshalters 6e bleibt auf diese Weise ein Freiraum, durch den hindurch Brausefluid, das der Brause zugeführt wird, über die obere, eintrittsseitige Topföffnung des topfförmigen Strahlaustrittselements 6 in dessen Hohlkammer 6c strömen kann. Hierbei bildet ein axialer Abstand der Gehäuse- bzw. Zwischenplatte 8 von der Strahlscheibe 4 eine Fluidaustrittskammer 11', aus der die Strahlaustrittselemente 6 ausmünden und über die das der Brause zugeführte Fluid auf die mehreren Strahlaustrittselemente 6 verteilt werden kann. - In den beiden Ausführungsbeispielen der
Figuren 1 bis 4 stehen die Strahlaustrittselemente 6 mit ihrem Boden 6a und einem angrenzenden Bereich ihrer Seitenwandung 6b jeweils über die Strahlscheibe 4 in Strahlaustrittsrichtung nach außen vor, z.B. um etwa ein Fünftel bis ein Drittel ihrer gesamten axialen Länge. Dies kann z.B. für periodische manuelle Reinigungsvorgänge von Vorteil sein. Auch im Übrigen entspricht die Ausführung vonFig. 4 mit den einzelnen Strahlaustrittselementen 6 hinsichtlich Funktion und Eigenschaften der Brausestrahlaustrittsvorrichtung der Ausführung derFig. 1 bis 3 , so dass im Folgenden der Einfachheit halber hinsichtlich der weiterenFig. 8 bis 21 auf die Ausführungsvariante mit den einzelnen, getrennt gefertigten Strahlaustrittselementen Bezug genommen wird. - Da die Wanddicke des Bodens 6a signifikant geringer ist als die axiale Länge des Strahlaustrittselements 6, z.B. nur etwa ein Fünftel bis ein Zwanzigstel der axialen Länge des Strahlaustrittselements 6 beträgt, können die Feinstrahlöffnungen 7 fertigungstechnisch vergleichsweise einfach und mit vergleichsweise geringem Durchtrittsquerschnitt in das elastische Material des Bodens 6a eingebracht werden.
- Die
Fig. 5 bis 7 zeigen das betreffende Strahlaustrittselement 6 im drucklosen Zustand in einer Ausführung mit fünf im Querschnitt kreisrunden Feinstrahlöffnungen 7, die auf einem gleichen Radius R und in Umfangsrichtung äquidistant verteilt in den Boden 6a als axiale Durchtrittskanäle eingebracht sind.Fig. 8 zeigt eine Ausführungsvariante, die derjenigen derFig. 5 bis 7 mit dem einzigen Unterschied entspricht, dass in den Boden 6a des Strahlaustrittselements 6 statt der fünf nur drei Feinstrahlöffnungen 7 im 120°-Winkelabstand voneinander angeordnet sind.Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsvariante, bei der als einzigem Unterschied zur Ausführung gemäß denFig. 5 bis 7 das Strahlaustrittselement 6 in seinem Boden 6a sechs statt fünf Feinstrahlöffnungen 7 aufweist, im Vergleich zur Ausführungsvariante derFig. 5 bis 7 speziell eine zusätzliche, mittige, sechste Feinstrahlöffnung. - In weiteren alternativen Ausführungen verlaufen die Feinstrahlöffnungen 7 nicht wie z.B. aus
Fig. 7 ersichtlich alle parallel zueinander und zu einer Längsachse des Strahlaustrittselements 6, sondern zumindest ein Teil davon schräg zur Längsachse des Strahlaustrittselements 6 und/oder schräg zu anderen der Feinstrahlöffnungen 7. Beispielsweise können die Feinstrahlöffnungen 7 in einem Schrägwinkel von 15° oder weniger zur Längsachse des Strahlaustrittselements 6 divergierend schräg nach außen oder konvergierend schräg nach innen oder synchron zueinander schräg zu einer Seite hin verlaufen. Der Schrägwinkel kann für alle Feinstrahlöffnungen 7 gleich groß oder alternativ für mindestens zwei Feinstrahlöffnungen 7 unterschiedlich sein. In weiteren alternativen Ausführungen können zusätzlich zu den Feinstrahlöffnungen 7 im Boden 6a eine oder mehrere Feinstrahlöffnungen in einem über die Strahlscheibe 4 vorstehenden Bereich der Seitenwandung 6b des Strahlaustrittselements 6 vorgesehen sein. - Wie zur Ausführungsform der
Fig. 1 bis 3 bereits erwähnt, sind auch die einzelnen Strahlaustrittselemente 6 in den Ausführungsvarianten derFig. 4 bis 9 aus einem elastischen Material gefertigt, zum Beispiel einem silikonbasierten Elastomermaterial. Vorzugsweise sind hierbei mindestens der Boden 6a und die Seitenwandung 6b einteilig aus dem elastischen Material gefertigt, in den gezeigten Beispielen ist das Strahlaustrittselement 6 insgesamt einteilig als Bauteil aus einem elastischen Material gefertigt. Dabei ist das Strahlaustrittselement 6 dafür eingerichtet, sich mit seinem Boden 6a und/oder seiner Seitenwandung 6b abhängig von einem in der Hohlkammer 6c anstehenden Druck des der Brause zugeführten Fluids im Betrieb wölbend zu verformen. Dies wird nachstehend unter Bezugnahme auf das Ausführungsbeispiel derFig. 5 bis 7 und die weiterenFiguren 10 bis 17 näher erläutert. - Wie erwähnt, zeigen die
Fig. 5 bis 7 das Strahlaustrittselement im drucklosen Zustand, d.h. im Zustand, wenn kein Fluiddruck in der Hohlkammer 6c anliegt. Es besitzt in den gezeigten Beispielen einen kreisrunden Querschnitt, in alternativen Ausführungen besitzt es einen anderen Querschnitt, z.B. einen ovalen oder polygonalen Querschnitt. Das Strahlaustrittselement 6 ist vorzugsweise so gefertigt, dass in diesem drucklosen Zustand seine Feinstrahlöffnungen 7 einen Durchtrittsquerschnitt von jeweils höchstens ca. 0,2mm2, insbesondere höchstens ca. 0,1mm2, aufweisen. Zusätzlich oder alternativ zu dieser Dimensionierung der Feinstrahlöffnungen 7 ist das Strahlaustrittselement 6 vorzugsweise so ausgelegt, dass im drucklosen Zustand sein Außendurchmesser im Bereich des Bodens 6a und der Seitenwandung 6b höchstens ca. 10mm, insbesondere höchstens ca. 6mm, beträgt, z.B. nur ca. 4mm. - Die
Fig. 10 und 11 veranschaulichen das Strahlaustrittselement 6 in einem Betriebszustand, bei dem in der Hohlkammer 6c bzw. in einer zugehörigen Fluidzuführung ein Betriebsdruck des zugeführten Fluids, wie Wasser, von ca. 0,5bar herrscht. Es ist zu erkennen, dass sich der Boden 6a und die Seitenwandung 6b des Strahlaustrittselements 6 durch den anstehenden Fluiddruck verglichen mit dem drucklosen Zustand bereits leicht zu wölben beginnen, wobei durch die Wölbung ein Durchmesser D der Seitenwandung 6b und/oder ein Durchtrittsquerschnitt A der Feinstrahlöffnungen 7 typischerweise bereits um mindestens ca. 3% gegenüber dem drucklosen Zustand erhöht ist/sind. Durch die Verformung des Bodens 6a beginnt sich hierbei der Durchtrittsquerschnitt A der Feinstrahlöffnungen 7 von seiner im drucklosen Zustand kreisrunden Form in eine sich in Umfangsrichtung des Strahlaustrittselements 6 verbreiternde Ovalform zu verändern. In einer experimentellen Untersuchung an einem Praxismuster ergab sich beispielsweise eine Vergrößerung des Durchmessers D von im drucklosen Zustand etwa 4mm um ca. 5% und des Durchtrittsquerschnitts A von im drucklosen Zustand etwa 0,1mm2 um ca. 6,5%. - Diese Verformungstendenzen verstärken sich mit zunehmendem Fluidbetriebsdruck. Die
Fig. 12 und 13 zeigen die Verhältnisse entsprechend denFig. 10 und 11 für einen Fluidbetriebsdruck von ca. 1bar. AusFig. 12 ist ersichtlich, dass nun die Querschnitte der Feinstrahlöffnungen 7 bereits merklich oval sind, und ausFig. 13 ist zu erkennen, dass sich die Seitenwandung 6c in ihrem Durchmesser D weiter aufgewölbt hat und sich auch der Boden 6a verstärkt nach außen, d.h. inFig. 13 nach unten, wölbt. An besagtem Praxismuster wurde für diesen Fluiddruck von ca. 1bar eine prozentuale Erhöhung des Durchmessers D und des Durchtrittsquerschnitts A der Feinstrahlöffnungen 7 um jeweils ca. 11% bis 13% beobachtet. Allgemein wird das Strahlaustrittselement 6 vorzugsweise so ausgelegt, dass die besagte prozentuale Erhöhung für diese beiden Parameter bei 1bar mindestens ca. 8% beträgt. - Die
Fig. 14 und 15 zeigen die Verhältnisse entsprechend denFig. 12 und 13 bei weiter auf einen Wert von ca. 1,5bar erhöhtem Fluidbetriebsdruck. Wie ausFig. 14 zu erkennen, haben sich die Feinstrahlöffnungen 7 nun merklich oval aufgeweitet. Bei besagtem Praxismuster wurde eine Erhöhung des Durchtrittsquerschnitts A bei diesem Druck von ca. 1,5bar um etwas über 80% gegenüber dem drucklosen Zustand festgestellt. AusFig. 15 ist ersichtlich, dass sich die Seitenwandung 6b mit ihrem Durchmesser D weiter aufgewölbt, d.h. vergrößert, hat und sich auch der Boden 6a weiter nach außen, d.h. inFig. 15 nach unten, vorgewölbt hat. Letzteres hat die erwähnte ovale Aufweitung der Feinstrahlöffnungen 7 zur Folge. - Die
Fig. 16 und 17 veranschaulichen die Verhältnisse für den Zustand beim Fluiddruck von ca. 1,5 bar gemäß denFig. 14 und 15 vergleichend mit dem drucklosen Zustand gemäß denFig. 5 bis 7 in einer gemeinsamen Bodenansicht bzw. Seitenansicht. AusFig. 16 wird deutlich, dass und wie sich ein druckloser, kreisförmiger Durchtrittsquerschnitt A0 der Feinstrahlöffnungen 7 in einen in Umfangsrichtung des Strahlaustrittselements 6 oval verbreiterten Durchtrittsquerschnitt A15 aufweitet. InFig. 17 ist dargestellt, wie sich ein druckloser Durchmesserwert D0 der Seitenwandung 6b in einen aufgewölbten Durchmesserwert D15 beim Fluiddruckwert von 1,5 bar erhöht. - Wie sich für den Fachmann versteht, bestimmt sich die Systemauslegung für das Wölbungsverhalten des Strahlaustrittselements 6 vor allem durch entsprechende Wahl der Wanddicke für den Boden 6a und die Seitenwandung 6b sowie des Verhältnisses von axialer Länge zu Durchmesser und der Elastizität des verwendeten Materials, wie der Shore-Härte eines verwendeten Elastomermaterials. Weiter kann von Bedeutung sein, ob und mit welchem Anteil ihrer axialen Länge die Strahlaustrittselemente 6 über die Strahlscheibe 4 hinaus vorstehen. Je nach Bedarf kann das jeweilige Strahlaustrittselement so ausgelegt sein, dass sich bei anstehendem Fluiddruck nur sein Boden oder nur seine Seitenwandung wölbt oder, wie oben erläutert, sein Boden und seine Seitenwandung wölben.
- Durch das oben erläuterte, vom anstehenden Fluiddruck abhängige Wölben, das auch als Atmen bezeichnet werden kann, des Strahlaustrittselements 6 bleibt seine Oberfläche durch den Betrieb der Brause in Bewegung, da sich im Betrieb der Fluiddruck ändert, insbesondere zwischen dem drucklosen Zustand bei abgestellter Brause und dem jeweils gegebenen normalen Betriebsdruck des Fluids im aktiven Brausebetrieb. Dieses ständige bzw. wiederkehrende Bewegen der Oberfläche des Strahlaustrittselements 6 erschwert oder verhindert bleibende Ablagerungen von Schmutz- und Kalkpartikeln. Dies gilt insbesondere auch für den Bereich der Feinstrahlöffnungen 7, die somit über vergleichsweise lange Betriebsdauern hinweg frei von anhaftenden Schmutz-/Kalkpartikeln gehalten werden und durchgängig bleiben. Zudem können durch dieses Atmen des Strahlaustrittselements 6 evtl. angelagerte Schmutz-/Kalkablagerungen durch den Betrieb der Brause meistens selbsttätig abgelöst bzw. abgesprengt werden.
- Wie oben erläutert, verändern sich beim Ausführungsbeispiel der
Figuren 5 bis 17 die im drucklosen Zustand im Querschnitt kreisrunden Feinstrahlöffnungen 7 bei ansteigendem Fluiddruck zu im Querschnitt in Umfangsrichtung des Strahlaustrittselements 6 oval verbreiterten Feinstrahlöffnungen 7. In einer in denFiguren 18 bis 21 dargestellten Ausführungsvariante wird dieser Effekt in einem umgekehrten Sinn genutzt. - Bei diesem Ausführungsbeispiel weisen die Feinstrahlöffnungen 7 im in
Fig. 18 gezeigten drucklosen Zustand einen in radialer Richtung des Strahlaustrittselements 6 oval verbreiterten Querschnitt auf. DieFig. 19 zeigt diese Feinstrahlöffnungen 7 bei einem Fluidbetriebsdruck von ca. 0,5bar. Wie daraus ersichtlich, beginnt sich die Ovalform der Feinstrahlöffnungen 7 in diesem Fall bereits etwas in Richtung einer kreisrunden Querschnittsform abzuschwächen, indem die bereits oben erwähnte Verbreiterung der Feinstrahlöffnungen 7 in Umfangsrichtung des Strahlaustrittselements 6 einsetzt.Fig. 20 zeigt das Strahlaustrittselement 6 im Zustand bei einem Fluidbetriebsdruck von ca. 1,0bar. Wie zu erkennen, haben sich die im drucklosen Zustand ovalen Feinstrahlöffnungen 7 in Umfangsrichtung des Strahlaustrittselements 6 weiter verbreitert und weisen nun einen nur noch schwach ovalen, schon eher kreisrunden Querschnitt auf.Fig. 21 zeigt den Zustand bei einem Fluidbetriebsdruck von ca. 1,5 bar. Wie zu erkennen, haben sich nun die Feinstrahlöffnungen 7 dergestalt in Umfangsrichtung des Strahlaustrittselements 6 verbreitert, dass sie einen annähernd kreisrunden Querschnitt besitzen. - Für das Ausführungsbeispiel der
Figuren 18 bis 21 mit den im drucklosen Zustand ovalen Feinstrahlöffnungen 7 wird festgestellt, dass sich der Durchmesser D des Strahlaustrittselements 6 und der Durchtrittsquerschnitt A der Feinstrahlöffnungen 7 mit steigendem Fluidbetriebsdruck prozentual im gleichen Maß erhöhen, wie es oben zum Ausführungsbeispiel derFiguren 5 bis 17 für die Ausführungsvariante mit den im drucklosen Zustand kreisrunden Feinstrahlöffnungen 7 angegeben. - Je nach Bedarf kann somit bei einem typischen Fluidbetriebsdruck im Bereich von 0,5bar bis 1,5bar durch Verwendung der Ausführungsvariante der
Figuren 5 bis 17 oder der Ausführungsvariante derFiguren 18 bis 21 ein Brausestrahl bereitgestellt werden, der durch die Feinstrahlöffnungen 7 mit einem eher ovalen oder einem eher kreisrunden Querschnitt erzeugt wird. - In den gezeigten Beispielen ist das jeweilige Strahlaustrittselement axial unbeweglich und seitlich geführt in der zugehörigen Strahlscheibenöffnung angeordnet. In alternativen, nicht gezeigten Ausführungsformen ist das jeweilige Strahlaustrittselement axial, d.h. in Strahlaustrittsrichtung, beweglich in der zugehörigen Strahlscheibenöffnung angeordnet, so dass es sich durch anstehenden Fluiddruck vorbewegt und dadurch aus der Strahlscheibenöffnung heraus bzw. weiter aus der Strahlscheibenöffnung heraus bewegt. Dies begünstigt je nach Ausführungsvariante das Wölben seines Bodens und/oder seiner Seitenwand durch den Fluiddruck. Dem Fachmann sind verschiedene Realisierungsmöglichkeiten für eine derartige axialbewegliche Halterung eines Strahlaustrittselementes in einer Strahlscheibenöffnung an sich bekannt, was daher hier keiner näheren Erläuterungen bedarf. In weiteren alternativen, nicht gezeigten Ausführungsformen ist das jeweilige Strahlaustrittselement mit seitlichem Abstand zur zugehörigen Strahlscheibenöffnung angeordnet, so dass sich seine Seitenwandung durch den Fluiddruck bei Bedarf nicht nur in einem aus der Strahlscheibenöffnung axial vorstehenden Bereich, sondern auch in einem nicht aus der Strahlscheibenöffnung axial vorstehenden Bereich wölben kann.
- Wie die gezeigten und oben erwähnten Ausführungsbeispiele deutlich machen, stellt die Erfindung eine Brausestrahlaustrittsvorrichtung bereit, die vergleichsweise unempfindlich gegen Verstopfungserscheinungen durch Schmutzpartikel und Kalkablagerungen ist und bei Bedarf dergestalt realisierbar ist, dass sie einen besonders feinen, auf Wunsch quasi nebelartig feinen Brausestrahl erzeugen kann. Dazu können die Feinstrahlöffnungen mit einem sehr geringen Durchtrittsquerschnitt vorzugsweise in ein elastisches Bodenmaterial des jeweiligen Strahlaustrittselements eingebracht werden. Das fluiddruckabhängige Atmen des Strahlaustrittselements beugt Verstopfungen der kleinen Feinstrahlöffnungen vor. Indem sich der Querschnitt der Feinstrahlöffnungen 7 in seiner Fläche und in seiner Form, z.B. wie in den gezeigten Ausführungen zwischen oval und kreisrund, signifikant verändert, können evtl. angelagerte Schmutz-/Kalkpartikel selbststätig zum Ablösen bzw. Abplatzen gebracht werden, und dem Entstehen von die Feinstrahlöffnungen 7 in ihrem freien Durchflussquerschnitt merklich verengenden Schmutz-/Kalkablagerungen wird effektiv entgegengewirkt.
- Es versteht sich, dass die Erfindung neben den gezeigten und den oben erläuterten Ausführungsvarianten weitere Realisierungen der Brausestrahlaustrittsvorrichtung umfasst, wobei lediglich zwingend ist, dass das in der zugehörigen Strahlscheibenöffnung angeordnete Strahlaustrittselement topfförmig gestaltet und mit seinem Boden in Strahlaustrittsrichtung weisend angeordnet ist und im Boden eine Mehrzahl von Feinstrahlöffnungen vorgesehen ist. Die Brausestrahlaustrittsvorrichtung kann für jedwede herkömmliche Art von Sanitärbrausen, wie Duschbrausen, Küchenbrausen und Brausen für Mischerarmaturen, und nicht-sanitären Brausen Verwendung finden.
Claims (13)
- Brausestrahlaustrittsvorrichtung, insbesondere für eine Sanitärbrause, mit- einer Strahlscheibe (4) mit wenigstens einer Strahlscheibenöffnung (5) und- einem in der Strahlscheibenöffnung angeordneten Strahlaustrittselement (6), wobei- das Strahlaustrittselement (6) topfförmig mit einem austrittsseitigen Boden (6a), einer Seitenwandung (6b) und einer vom Boden und der Seitenwandung begrenzten Hohlkammer (6c) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass- der Boden in Strahlaustrittsrichtung weisend angeordnet ist und eine Mehrzahl von Feinstrahlöffnungen (7) aufweist, und dass- der Boden und die Seitenwandung des Strahlaustrittselements aus einem elastischen Material gebildet sind und das Strahlaustrittselement dafür eingerichtet ist, sich mit seinem Boden und mit seiner Seitenwandung abhängig von einem in der Hohlkammer anstehenden Fluidbetriebsdruck wölbend zu verformen.
- Brausestrahlaustrittsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Feinstrahlöffnungen einen Austrittsquerschnitt von jeweils höchstens 0,2mm2, insbesondere höchstens 0,1mm2, aufweisen.
- Brausestrahlaustrittsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Außendurchmesser des Bodens und der Seitenwandung höchstens 10mm, insbesondere höchstens 6mm, beträgt.
- Brausestrahlaustrittsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Boden mindestens drei und höchstens zehn Feinstrahlöffnungen aufweist.
- Brausestrahlaustrittsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Strahlaustrittselement parallel zur Strahlaustrittsrichtung zwischen einer zurückgezogenen Endstellung und einer vorbewegten Endstellung translationsbeweglich in der Strahlscheibenöffnung angeordnet ist, wobei es sich bei in der Hohlkammer anstehendem Fluidbetriebsdruck in der vorbewegten Endstellung befindet und bei fehlendem Fluidbetriebsdruck in der Hohlkammer in der zurückgezogenen Endstellung befindet.
- Brausestrahlaustrittsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Durchmesser (D) und/oder ein Durchtrittsquerschnitt (A) der Seitenwandung der Feinstrahlöffnungen des sich fluidbetriebsdruckabhängig wölbenden Strahlaustrittselements bezogen auf einen drucklosen Zustand bei einem Fluidbetriebsdruck von 0,5bar um mindestens 3% erhöht ist/sind.
- Brausestrahlaustrittsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Durchmesser (D) und/oder ein Durchtrittsquerschnitt (A) der Seitenwandung der Feinstrahlöffnungen des sich fluidbetriebsdruckabhängig wölbenden Strahlaustrittselements bei einem Fluidbetriebsdruck von 1bar um mindestens 8% erhöht ist/sind.
- Brausestrahlaustrittsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Durchmesser (D) und/oder ein Durchtrittsquerschnitt (A) der Seitenwandung der Feinstrahlöffnungen des sich fluidbetriebsdruckabhängig wölbenden Strahlaustrittselements bei einem Fluidbetriebsdruck von 1,5bar um mindestens 12% erhöht ist/sind.
- Brausestrahlaustrittsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Boden und die Seitenwandung des Strahlaustrittselements aus einem Elastomermaterial mit einer Shore-A-Härte von höchstens 75, insbesondere von höchstens 40, besteht.
- Brausestrahlaustrittsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, weiter dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlaustrittselement eine radial von der Seitenwandung abkragende Halteschulter (6d) aufweist.
- Brausestrahlaustrittsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, weiter dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlaustrittselement an seinem eintrittsseitigen Stirnende axial abstehende Abstandshalter (6e) aufweist.
- Brausestrahlaustrittsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Strahlscheibe mehrere Strahlscheibenöffnungen aufweist und eine entsprechende Anzahl von in den Strahlscheibenöffnungen angeordneten Strahlaustrittselementen vorgesehen ist, wobei die Strahlaustrittselemente einteilig an einer innenseitig an der Strahlscheibe anliegenden Strahlaustrittsplatte aus elastischem Material angeformt sind.
- Brause, insbesondere Sanitärbrause, wobei sie eine Brausestrahlaustrittsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 aufweist.
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