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Die Erfindung betrifft ein sanitäres Einsetzteil mit einer Zerlegerstufe, insbesondere die eine Anordnung von Zerlegerdüsen aufweist, wobei der Zerlegerstufe eine Mischstufe in Hauptströmungsrichtung nachgeordnet ist, die von einer Gehäusewand quer zur Hauptströmungsrichtung begrenzt sein kann.
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Derartige sanitäre Einsatzteile sind beispielsweise als Stahlregler aus der Praxis bekannt.
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Typischerweise werden solche sanitären Einsatzteile in Auslaufarmaturen verwendet wo sie der Formung und Verbesserung des Strahlbildes eines austretenden Wasserstrahls dienen können. Üblicherweise werden solche sanitären Eisatzteile dafür in ein Mundstück mit Gewinde eingesetzt, welches mit einer Auslaufarmatur verbunden werden kann. In der Praxis bestehen diese sanitären Einsetzteile häufig aus einem Vorsatzsieb, einer Reduzierstufe, einer Zerlegerstufe, einer Mischstufe und einer Auslaufstufe, die in dieser Reihenfolge entlang der Hauptströmungsrichtung angeordnet sind und fluidisch durchströmt werden können. Auch sind sanitäre Einsetzteile bekannt, bei denen einzelne oder mehrere dieser Stufen fehlen.
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Die Reduzierungsstufe kann dabei beispielsweise zur Reduktion eines Durchflusses ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Reduzierstufe als Drossel, die eine Reduktion des Durchflusses um einen von einer Druckdifferenz in einem Arbeitsbereich abhängigen Faktor bewirkt, ausgebildet sein. Alternativ kann die Reduzierstufe beispielsweise als ein Mengenregler, der eine Reduktion des Durchflusses auf einen in einem Arbeitsbereich praktisch oder genau druckunabhängigen Durchflusswert bewirkt, ausgebildet sein. Mengenregler weisen häufig einen durch eine Betriebsdruck verformbaren elastischen Regelkörper auf, der druckabhängig einen Flächeninhalt einer Durchflussöffnung verändert.
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Eine mögliche Funktion, die mit einer Zerlegerstufe realisiert werden kann, ist es, Strömungsverhältnisse vor der Zerlegerstufe von Strömungsverhältnissen hinter der Zerlegerstufe fluidisch zu entkoppeln. Dies wird oft erreicht durch eine Anordnung von Zerlegerdüsen, die beispielsweise als Zerlegerplatte oder auch als Diffusor oder auf andere Weise ausgebildet sein kann. Eine andere Charakterisierung einer Zerlegerstufe kann beispielsweise in einer Zerlegung eines ankommenden Wasserflusses in eine Vielzahl von Einzelstrahlen bestehen.
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An die Zerlegerstufe kann sich eine Mischstufe anschließen, in der typischerweise Strömungshindernisse ausgebildet sind, um eine gute Durchmischung und Verwirbelung der von der Zerlegerstufe erzeugten Einzelstrahlen zu erreichen. Hierbei kann auch eine Luftansaugung realisiert sein, die sich aufgrund eines Unterdrucks hinter oder an der Zerlegerstufe ergeben kann und die zu einer Erzeugung eines belüfteten Strahls nutzbar ist.
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In der Praxis ist es bekannt, Strömungshindernisse in Form von Gittereinsätzen in die Mischstufe einzulegen, die aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sein können.
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Eine abschließende Auslaufstufe, die beispielsweise als Auslaufstruktur ausgebildet sein kann, kann gleichrichtende Funktionen übernehmen, um einen unidirektional austretenden Strom zu erzeugen. Eine andere Funktion einer Auslaufstufe kann beispielsweise darin gesehen werden, einen fluidisch durchlässigen Abschluss der Mischstufe auszubilden.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Gebrauchssowie die Fertigungseigenschaften eines sanitären Einsetzteils eingangs genannter Art zu verbessern.
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Zur Lösung der genannten Aufgabe sind erfindungsgemäß die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Insbesondere wird somit zur Lösung der genannten Aufgabe bei einem sanitären Einsatzteil vorgeschlagen, dass die Mischstufe einen Einsatz mit Strömungshindernissen aufweist, wobei der Einsatz wenigstens zwei in der Hauptströmungsrichtung übereinander, insbesondere zueinander beabstandet, liegende Anordnungen von Strömungshindernissen aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass die erwünschte Durchmischung des Strahls und die damit verbundene Verbesserung des Strahlbildes mit nur einem Einsatz in der Mischstufe ermöglicht wird, was beispielsweise die Montage eines solchen sanitären Einsetzteils erleichtert und zu dem zu einer Reduzierung der Herstellungskosten führen kann.
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Alternativ oder zusätzlich können zur Lösung der genannten Aufgabe erfindungsgemäß die Merkmale des zeiten nebengeordneten, auf ein sanitäres Einsetzteil gerichteten Anspruchs vorgesehen sein. Insbesondere wird somit zur Lösung der genannten Aufgabe bei einem sanitären Einsatzteil vorgeschlagen, dass die Mischstufe wenigstens zwei in der Hauptströmungsrichtung übereinander liegende Anordnungen von Strömungshindernissen aufweist, und dass sich die Strömungshindernisse der wenigstens zwei Anordnungen in der Hauptströmungsrichtung überlappen.
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Allgemein kann gesagt werden, dass die Strömungshindernisse beispielsweise jeweils stabförmig ausgebildet sein können.
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Insbesondere wenn sich die Strömungshindernisse überlappen, kann für eine besonders vorteilhafte Durchmischung der Strahlen in der Mischstufe gesorgt sein.
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Bei einer besonders Vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens zwei Anordnungen von Strömungshindernissen miteinander vorzugsweise fest verbunden oder einteilig ausgestaltet sind. Die einteilige Ausgestaltung des Einsatzes kann dabei die Montagezeit des sanitären Einsetzteils und die damit verbundenen Kosten reduzieren und/oder eine definierte relative Ausrichtung der Anordnungen sicherstellen.
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Bei einer Vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Anordnungen einen zu wenigstens 90%, insbesondere zu 100%, übereinstimmenden Strömungsquerschnitt. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Anordnungen einen Strömungsquerschnitt von mehr als 90%, insbesondere mehr als 100%, eines Strömungsquerschnitts an einer Auslaufstufe überdecken. Der Strömungsquerschnitt kann beispielsweise durch die Umfangskontur des Strahlreglers bestimmt sein. Der Strömungsquerschnitt kann dabei entlang der Hautströmungsrichtung variieren. Beispielsweise kann der Strömungsquerschnitt an der Auslaufstufe kleiner sein als an der Mischstufe und damit an der Position der Anordnungen von Strömungshindernissen. Somit kann durch die Strömungshindernisse ein größerer Strömungsquerschnitt abgedeckt sein als der Strömungsquerschnitt der Auslaufstufe. Wobei es gegeben sein kann das Strahlen mehrmals auf Strömungshindernisse treffen, bevor sie in die nachgeordnete Auslaufstufe eintreten. So kann eine besonders feine Zerstäubung der Wasserstrahlen und ein besonders Vorteilhafte Durchmischung ermöglicht werden.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Strömungshindernisse innerhalb jeder der wenigstens zwei Anordnungen zumindest bereichsweise parallel oder kreuzungsfrei verlaufen. Dies kann erhebliche Vorteile bei der Fertigung des Strömungshindernisses, beispielsweise durch Spritzguss bieten, da ein weniger komplexes Werkzeug zur Fertigung benötigt wird und sich das Strömungshindernis nach dem Guss leicht Entformen lässt.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Strömungshindernisse in einer ersten der wenigstens zwei Anordnungen gleich, insbesondere parallel, zu den Strömungshindernissen in einer zweiten der wenigstens zwei Anordnungen ausgerichtet sind, was zu einer Kostenreduzierung in der Herstellung führen kann, da in diesem Fall zu Herstellung beider Anordnungen, ein identisches Werkzeug, beispielsweise ein Spritzgusswerkzeug, verwendet werden könnte.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Strömungshindernisse in einer ersten der wenigstens zwei Anordnungen gekreuzt, insbesondere senkrecht, zu den Strömungshindernissen in einer zweiten der wenigstens zwei Anordnungen ausgerichtet sind. Dies kann zu einer homogeneren Durchmischung und zur Erreichung eines symmetrischeren Strahlbildes führen.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass wenigstens eine der Anordnungen von Strömungshindernisse, wenigstens zwei Bereiche aufweist, wobei sich die Ausrichtung der Strömungshindernisse in den wenigstens zwei Bereichen voneinander unterscheidet. In anderen Worten, können in mindestens einer der hier beschriebenen Anordnungen zwei oder mehr Bereiche mit über die Bereiche unterschiedlich ausgerichteten Strömungshindernissen enthalten sein, wobei die unterschiedliche Ausrichtung der Strömungshindernisse durch eine Richtung bestimmt sein kann, in welcher die Strömungshindernisse von dem Träger hervorragen. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Abdeckung des Strömungsquerschnitts mit Strömungshindernissen erreicht werden da insgesamt eine größere Zahl von Strömungshindernissen in einem Strömungsquerschnitt untergebracht sein kann.
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Insbesondere in Kombination mit einer weiteren, von der Anordnung mit Strömungshindernissen in verschiedenen Bereichen, beabstandet liegenden Anordnung kann so eine besonders vorteilhafte Zerstäubung und Durchmischung der Strahlen erreicht werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Strömungshindernisse in einem zweiten Bereich der wenigstens zwei Bereiche quer, zu den Strömungshindernissen im ersten Bereich der wenigstens zwei Bereiche ausgerichtet sind. Durch quer zueinander angeordnete Strömungshindernisse lässt sich eine besonders vorteilhafte Durchmischung der Strahlen erreichen.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Ausrichtung der Strömungshindernisse zwischen zwei der Anordnungen einen Winkel einschließen. Besonders vorteilhaft ist dies, wenn es sich um benachbarte Anordnungen handelt. So kann eine vorteilhafte Abdeckung des Strömungsquerschnitts durch Strömungshindernisse erreicht werden, besonders wenn der Winkel zwischen den Anordnungen 90 ° beträgt. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Ausrichtung der Strömungshindernisse zwischen zwei Bereichen einen Winkel einschließt. Eine solche Anordnung trägt weiter zu einer besonders hohen Abdeckung des Strömungsquerschnitts mit Strömungshindernissen bei und damit auch zu einer vorteilhaften Durchmischung der Strahlen, besonders wenn der Winkel zwischen den Bereichen 90 ° beträgt.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens zwei Anordnungen an einem gemeinsamen Träger ausgebildet sind. Hierdurch kann dafür gesorgt werden, dass sich die Ausrichtung der Strömungshindernisse zueinander beim Einsetzten in das sanitäre Einsatzteil nicht verändern kann. Dadurch wird, beispielsweise bei der Montage, ein nachträgliches Verändern der Fluidwege innerhalb des Mischelements verhindert.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Einsatz eine oder mehrere Druckausgleichsöffnungen aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass Druckunterschiede die zu einer Beeinträchtigung des Strahlquerschnitts führen können, ausgeglichen werden können.
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Zur Lösung der genannten Aufgabe schlägt die Erfindung alternativ oder zusätzlich bei einem sanitären Einsetzteil die Merkmale des dritten nebengeordneten Anspruchs vor. Insbesondere wird somit zur Lösung der genannten Aufgabe bei einem sanitären Einsetzteil der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass zumindest einige der Strömungshindernisse einen unrunden Querschnitt aufweisen. Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn der unrunde Querschnitt in einer Richtung in der das sanitäre Einsetzteil in eine Sanitärarmatur einsetzbar ist eine größere Erstreckung aufweist als quer zu diese Richtung, oder wenn der Querschnitt elliptisch oder oval geformt ist. Dadurch kann ebenfalls für eine vergrößerte Abdeckung des Strömungsquerschnitts gesorgt werden, was sich vorteilhaft auf die Zerstäubung der Strahlen und die Durchmischung auswirken kann.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein der Anordnungen einen Außenring aufweist. Der Außenring kann umlaufend ausgestaltet sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass zwei oder mehr Anordnungen einen umlaufenden Außenring aufweisen, wobei die Außenringe miteinander verbunden sein können. Dabei kann der Außenring der Stabilisierung der Anordnungen von Strömungshindernissen dienen. Außerdem kann vorteilhaft sein, dass der Außenring oder die Außenringe zur Abstützung des Strömungselemente an der Gehäuseinnenwand dienen können.
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Alternativ oder zusätzlich schlägt die Erfindung zur Lösung der genannten Aufgabe bei einem sanitären Einsetzteil die Merkmale des vierten unabhängigen Anspruchs vor. Insbesondere wird somit zur Lösung der genannten Aufgabe bei einem sanitären Einsetzteil der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass wenigstens zwei Anordnungen von Strömungshindernissen, vorzugsweise an einem, beispielsweise dem erwähnten, Einsatz, beweglich zu der anderen realisiert ist. Beispielsweise kann die Anordnung, die in Hauptströmungsrichtung der ersten Anordnung nachgeordnet ist, mittels eines Gelenks an einem Gemeinsamen Träger angebracht sein. Dies bietet unteranderem den Vorteil, dass die Strömungshindernisse der zweiten Anordnung nicht parallel zu denen der ersten Anordnung sein müssen, sondern beispielsweise auch orthogonal sein können, ohne Nachteile bei der Entformarkeit, beispielsweise aus einem Spritzgusswerkzeug, in Kauf nehmen zu müssen. Die orthogonale Anordnung einer zweiten Anordnung von Strömungshindernissen bietet zudem den Vorteil, dass bei verringerter Bauhöhe des Einsatzes eine gute Durchmischung des Strahls in der Mischstufe gegeben sein kann.
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Besonders günstig ist es dabei, wenn der Einsatz eine Ausrichtungshilfe aufweist, welche eine definierte Ausrichtung des Einsatzes in Bezug auf die Anordnung der Zerlegerdüsen bewirkt. Dadurch wird kann eine Kontrolle der Anordnung der Strömungshindernisse nach dem Einsetzten überflüssig werden. Eine solche Ausrichtungshilfe lässt sich beispielsweise druch eine Hirth-Verzahnung realisieren. Da die Anordnung der Strömungshindernisse von großer Wichtigkeit für die Durchmischung des Strahls und das nachfolgende Strahlbild ist, kann so eine gleichbleibende Qualität des Strahlbildes erreicht werden.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann eine Ausrichtungshilfe, beispielsweise die zuvor Beschriebene, des Einsatzes mit einer Gegenausrichtungshilfe an der Zerlegerstufe und/oder an der Gehäusewand zusammenwirkt. Hierdurch kann die Montage des sanitären Einsatzteils weiter vereinfacht werden.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Strömungshindernisse einer zuströmseitigen Anordnung in Gebrauchsstellung so ausgerichtet sind, dass ein Strahl jeder Zerlegerdüse auf wenigstens ein Strömungshindernis der zuströmseitigen Anordnung trifft. Eine zielgenaue Positionierung eines jeden Strahls, der aus den Zerlegerdüsen ausstritt, auf ein Strömungshindernisse kann für eine optimale Zerstäubung der Strahlen in der Mischstufe sorgen.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Gehäusewand an ihrem abströmseitigen Ende eine Auslaufstruktur bildet, welche die Mischstufe abströmseitig begrenzt. Eine derartig gestaltete Gehäusewand bietet Vorteile bei der Montage, da insgesamt eine reduzierte Anzahl an Teilen zu montieren sind. Eine solche Gehäusewand kann außerdem zur wirtschaftlich vorteilhaften Fertigung, beispielsweise im Spritzguss geeignet, sein.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Einsatz auf der Gehäusewand, insbesondere auf einer oder der Auslaufstruktur, aufliegt. Dadurch ist es möglich, dass am Strömungshindernis angreifende Kräfte besser aufgenommen werden können. Zusätzlich kann die Notwendigkeit für weiter Strukturen zur Abstützung des Strömungshindernisses vermieden werden.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Gehäusewand und die Zerlegerstufe mit einer drehfesten Verbindung zueinander ausgerichtet sind. Eine solche Verbindung kann wirksam das Verdrehen der Zerlegerstufe relativ zum Gehäuse verhindern.
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Um ein unbeabsichtigtes Verdrehen des Einsatzes, beispielsweise bei der Montage des Einsatzteils, zu vermeiden kann bei einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass eine an der Gehäusewand ausgebildete Gegenausrichtungshilfe einen Fangtrichter für eine oder die Ausrichtungshilfe des Einsatzes ausbildet.
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Außerdem kann vorgesehen sein, dass die Zerlegerstufe in einen Fangtrichter, beispielsweise den zuvor beschriebenen Fangtrichter, oder einer Gegenausrichtungshilfe, beispielsweise einer wie zuvor beschrieben Gegenausrichtungshilfe, eingreift, was zu einer weiteren Sicherung der Positionen der Zerlegerstufe und des Einsatztes gegen unbeabsichtigtes Verdrehen führen kann. Des Weiteren könnte so die Montage des Einsatzteils erleichtert werden.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Zerlegerstufe an der Gehäusewand mit einer Schnappverbindung festgelegt ist. Dies kann für eine sicher und haltbare Verbindung zwischen der Zerlegerstufe und dem Gehäuse sorgen und kann zusätzlich eine einfache und schnelle Montage des sanitären Einsatzteil ermöglichen.
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Allgemein kann gesagt werden, dass durch die Verwendung einer in Hauptströmungsrichtung einer Zerlegerstufe nachgeordnete Mischstufe mit einem Einsatz, insbesondere eines wie zuvor beschrieben oder nachfolgend beanspruchten Einsatzes, wobei der Einsatz wenigstens zwei Anordnungen von übereinander liegenden Strömungshindernissen aufweist, einerseits erreichbar ist, dass die Mischstufe für eine vorteilhafte Durchmischung der Strahlen die aus den Zerlegerdüsen austreten sorgt, beispielsweise in dem der Einsatz und die daran befindlichen Strömungshindernisse so angeordnet sind, dass die Strahlen der Zerlegerdüsen unmittelbar auf ein Strömungshindernis treffen und andererseits eine einfache Montage des sanitären Einsetzteils ermöglicht. Zusammenfassend bestehen mögliche Vorteile der Erfindung unter anderem darin, dass die Strahlformung, der Strahlkomfort und das Strahlbild verbessert werden. Insbesondere ist dies für runde Strahlformen durch die vorliegende Erfindung adressiert. Weiterhin besteht ein Vorteil darin, die Fertigung und Montage derartiger sanitärer Einsetzteile zu verbessern, insbesondere zu vereinfachen, sowie die Kosten für Fertigung und Montage zu reduzieren.
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Dies wird durch die folgenden Erfindungsgegenstände ermöglicht:
- 1. Verbesserte Durchmischung und Zerstäubung der aus den Zerlegerdüsen austretenden Strahlen: Bei in der Praxis gebräuchlichen sanitären Einsatzteilen kommt häufig ein einteiliges Gitter oder Sieb als Strömungshindernis in der Mischstufe zum Einsatz. Bei der hier vorliegenden Erfindung ist allen Ausführungsformen gemein, das wenigstens zwei übereinander liegende Anordnungen von Strömungshindernissen realisiert werden. Dies kann sich Vorteilhaft auf das Strahlbild auswirken. Ferner kann bei der Montage eines sanitären Einsetzteils wie zuvor beschrieben und nachfolgend beansprucht, die Notwendigkeit eine der Montage nachfolgende Kontrolle der Ausrichtung des Einsatzes und der daran angeordneten Strömungshindernisse vermieden waren, insbesondere in Bezug auf die Positionierung relativ zu den Zerlegerdüsen, was sich vorteilhaft auf die Montagekosten auswirken kann. Insbesondere ist dies der Fall, wenn der Einsatz mit einer Ausrichtungshilfe versehen ist, sowie die Zerlegerstufe und/oder das Gehäuse mit der darin enthaltenen Auslaufstufe, mit einer der Ausrichtungshilfe entsprechenden Gegenausrichtungshilfe realisiert ist. So kann eine unvorteilhafte Positionierung des Einsatzes und der sich daran befindlichen Strömungshindernisse in Bezug auf die Zerlegerdüsen und/oder die Auslaufstruktur vermieden werden. Eine solche unvorteilhafte Positionierung könnte anderenfalls die Strahlqualität beeinflussen.
- 2. Vereinfachte Herstellung und Entformbarkeit des Einsatzes mit Strömungshindernissen: Die Fertigung der Einzelteile eines wie zuvor beschriebenen oder sonstiger aus der Praxis bekannter sanitäre Einsetzteile, erfolgt üblicherweise mittels kostengünstiger Verfahren, insbesondere Spritzguss. Beim Spritzgießen von Werkstücken spielt besonders die einfache Entformbarkeit der Werkstücke aus den Spritgusswerkzeugen eine herausgehobene Rolle. Die Fertigung von Teilen mit Strömungshindernissen, wie des zuvor beschriebenen und nachfolgend beanspruchten Einsatzes, kann dabei verkompliziert werden, insbesondere wenn mehrere Anordnungen von Strömungshindernissen welche übereinander liegen, realisiert werden sollen. Durch eine parallele Anordnung der Strömungshindernisse können Probleme bei der Entformung aus einem Spritzgusswerkzeug vermieden werden. Bei einem Einsatz mit Strömungshindernissen die orthogonal zueinander angeordneten sind, kann die Entformbarkeit durch die Beweglichkeit einer der Anordnungen, insbesondere der unteren Anordnung, gegeben sein. So lässt sich das Werkzeug für die Formung der zweiten Anordnung soweit von dem Werkzeug für die Formung der ersten Anordnung beabstanden, dass die Werkzeuge leicht von dem Einsatz gelöst werden können. Die für die Mischstufe erwünschte Beabstandung der Anordnungen lässt sich bei der Montage durch Bewegen der zweiten, beweglichen Anordnung erreichen. Dadurch kann sich ein Einsatz gefertigt werden, mit für die Durchmischung vorteilhaften, zueinander orthogonalen Anordnungen von Strömungshindernissen.
- 3. Vereinfachte Montage: Durch die Verwendung eines einzigen Einsatzes mit wenigstens zwei Anordnungen von Strömungshindernissen kann eine für das Strahlbild vorteilhafte Durchmischung ergeben. Ein vergleichbare Durchmischung ergibt sich bei in der Praxis gebräuchlichen sanitären Einsetzelementen nur durch die Verwendung mehrerer als Strömungshindernis verwendeter Siebe oder Gitter. Dabei kommt es im Vergleich zu der hier dargestellten Erfindung zu einem erhöhten Aufwand bei der Montage und damit verbundenen Kosten. Ferner kann davon ausgegangen werden, dass durch die Verwendung von Einsätzen mit Strömungshindernissen, wie den zuvor beschriebenen und nachfolgend beanspruchten, insgesamt sanitäre Einsetzteile mit geringerer Bauhöhe realisiert werden im Vergleich zu sanitären Einsetzteilen mit mehreren, baulich getrennten Strömungshindernissen. Solche geringeren Bauhöhen wären von Vorteil beispielsweise bei der Verwendung als Strahlregler in sehr flachen Auslaufarmaturen.
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Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben, ist jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Ansprüche untereinander und/oder mit einzelnen oder mehreren Merkmalen des Ausführungsbeispiels.
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Es zeigt
- Fig. 1
- eine erste Variante der sanitären Einsetzeinheit in dreidimensionaler Ansicht,
- Fig. 2
- die sanitäre Einsetzeinheit aus Fig.1 in dreidimensionaler Ansicht mit einem Teilschnitt,
- Fig. 3
- einen Axialschnitt durch eine Variante der sanitären Einsetzeinheit eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels,
- Fig. 4
- einen Axialschnitt durch die Sanitäre Einsetzeinheit aus Fig. 3 zur Darstellung eines Auffangtrichters,
- Fig. 5
- eine Explosionsdarstellung einer Variante der sanitären Einsetzeinheit eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels,
- Fig. 6
- eine dreidimensionale Ansicht eines isolierten Einsatzes mit Strömungshindernissen und beweglicher Anordnung,
- Fig- 7
- eine dreidimensionale Ansicht eines isolierten Einsatzes mit Strömungshindernisse und verschiedenen Bereichen mit Strömungshindernissen
- Fig. 8
- die isolierte unterste Anordnung von Strömungshindernissen aus Fig. 7,
- Fig. 9
- einen Axialschnitt durch einen Einsatz mit Strömungshindernissen und Ringen und
- Fig. 10
- einen Axialschnitt durch einen Einsatz mit Strömungshindernissen und Ringen, verbunden über die Ringe.
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Die Figuren werden im Folgenden, soweit zweckdienlich, gemeinsam beschrieben. Konstruktiv und/oder funktionell gleichartige oder identische Bauteile und Funktionseinheiten sind mit übereinstimmenden Bezugszeichen bezeichnet und nicht noch einmal gesondert beschrieben. Die Ausführungen gelten daher entsprechend für alle Figuren, wenn nichts Abweichendes ausgeführt wird.
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Figur 1 zeigt eine erste Variante eines im Ganzen mit 1 bezeichneten sanitären Einsatzteils. Das Einsatzteil 1 ist von einem Gehäuse 2 umfasst und mit einem Vorsatzsieb 3 ausgestattet, des von einem Ring 21 umschlossen wird. In Hauptströmungsrichtung 4 weist das Einsetzteil 1, in an sich bekannter Weise, in Hauptströmungsrichtung 4 eine Reduzierstufe 5, sowie nachgeordnet eine Zerlegerstufe 6, eine Mischstufe 7 und eine Auslaufstufe 8 auf. Das Gehäuse 2 des sanitären Einsatzteils 1 kann beispielsweise aus einem spritzguss-fähigen Kunststoff gefertigt sein.
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In Figur 2 ist das sanitäre Einsatzteil aus Figur 1 zu sehen. In Hauptströmungsrichtung 4 nachgeordnet der Zerlegerstufe 6 mit den Zerlegerdüsen 9, welche in ein Gehäuse 2 eingesetzt ist, befindet sich die Mischstufe 7 mit dem darin enthaltenen Einsatz 10 und daran angebrachten Anordnungen 12,13,14 von Strömungshindernissen 11.
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In Hauptströmungsrichtung 4, der Mischstufe 7 nachgeordnet, befindet sich die Auslaufstufe 8, wobei in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel die Auslaufsturktur 16 als Teil des Gehäuses 2 ausgeformt ist und die Mischstufe nach unten fluidisch durchlässig abschließt.
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Ein in Hauptströmungsrichtung 4 in das sanitäre Einsatzteil 1 eintretender Wasserstrahl wird durch das Vorsatzsieb 3 von groben Partikeln gereinigt und strömt in Reduzierstufe 5 in der beispielsweise eine Reduzierung des Eingangsdrucks oder der Durchflussmenge stattfindet.
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Nachfolgend strömt das Wasser in die Zerlegerstufe 6 und die darin befindlichen Zerlegerdüsen 9, die den Strahl in Einzelstrahlen zerlegen.
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Die Zerlegerdüsen 9 sind dabei geradlinig ausgebildet.
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Die austretenden Einzelstrahlen gelangen so in die Mischstufe 7 in der sie auf Strömungshindernisse 11 treffen, die an einem Einsatz 10 angeordnet sind.
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Die Reduzierstufe 5 und die Zerlegerstufe 6 sind in diesem Ausführungsbeispiel mit einer Schnappverbindung 20 drehsicher mit dem Gehäuse 2 verbunden.
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Im Ausführungsbeispiel ist ein Einsatz 10 gezeigt, der drei Anordnungen 12, 13, 14 von Strömungshindernissen aufweist. Durch das Auftreffen auf die Strömungshindernisse 11 in der Mischstufe 7, werden die Einzelstrahlen fein zerstäubt und eine Durchmischung des Wassers erfolgt. Zusätzlich kann hier eine Belüftung erfolgen.
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Der Mischstufe 7 nachgeordnet befindet sich die Auslaufstufe 8, welche die Funktion eines Strömungsgleichrichters übernehmen kann. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Auslaufstufe 8 durch eine Auslaufstruktur 16 realisiert, die ein Teil des Gehäuses 2 ist.
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In weiteren Ausführungsbeispielen kann die Auslaufstufe 8 durch eine separate Auslaufstruktur 16 realisiert werden, welche mit dem Gehäuse 2 verbunden wird, beispielsweise durch Einsetzen in das Gehäuse 2.
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Zu erkennen ist weiterhin, dass, wie erfindungsgemäß vorgeschlagen, jeder Strahl, austretend aus einer Zerlegerdüse 9 auf ein Strömungshindernis 11 des Einsatzes 10 trifft. Dies ist auch aus der Figur 5 ersichtlich. Ein tiefes oder direktes Eindringen der austretenden Einzelstrahlen in die Mischstufe 7 kann so verhindert werden.
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Der in der Mischstufe befindliche Einsatz 10 besitzt mittig einen Träger 15, an welchem die Strömungshindernisse 11 angeordnet sind. Die Strömungshindernisse 11 sind in diesem Ausführungsbeispiel in drei Anordnungen 12,13,14 am Träger 15 angebracht. Die Anordnungen sind dabei übereinander an dem Träger 15 angebracht. Die Anordnungen 12 und 14 sind decken dabei einen übereinstimmenden Strömungsquerschnitt 25 ab, während die Anordnung 13 zu den zuvor genannten versetzt ist. Die Beabstandung der einzelnen Strömungshindernisse 11 ist dabei wenigstens so groß, dass sich keine Berührungspunkte der einzelnen Strömungshindernisse 11 ergeben.
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In den Ausführungsbeispielen, gezeigt in den Figuren 2, 3 und 5, sind die Strömungshindernisse dabei parallel und kreuzungsfrei angeordnet. Durch die deckungsgleiche Positionierung der Anordnungen 12 und 13 sowie die versetzt dazu positionierte Anordnung 14 kann dabei für eine besonders vorteilhafte Durchmischung des einströmenden Wassers gesorgt werden. Es ermöglicht eine besonders feine Zerstäubung der aus den Zerlegerdüsen 9 austreten Strahlen.
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Figur 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Einsatzes mit zwei Anordnungen 12, 23 von Strömungshindernissen 11. Andere Ausführungsbeispiele sind auch mit einer Anzahl von größer drei Anordnungen von Strömungshindernissen 11 realisiert.
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Der Strömungsquerschnitt 25 der Hauptströmungsrichtung 4 in der Mischstufe 7 wird dabei durch die Gehäusewand 22 begrenzt wie in den Ausführungsbeispielen gezeigt und in den Figuren 2, 3 und 4 zu erkennen ist.
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Weiterhin ist in Figur 2 zu erkennen, dass der Einsatz 10 mit einer Ausrichtungshilfe 17 ausgestattet ist. Die Ausrichtungshilfe 17 liegt an der Gehäusewand 22 und einer darin integrierten Gegenausrichtungshilfe 19 an.
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Die Gegenausrichtungshilfe 19 der Gehäusewand 22 kann dabei Teil eines Fangtrichters 18 ausgebildet sein.
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In weiteren Ausführungsbeispielen kann zusätzlich oder alternativ dazu an der Zerlegerstufe 6 eine Gegenausrichtungshilfe 19 angebracht sein.
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Unterhalb des Einsatzes 10 befindet sich die Auslaufstufe 8 mit der Auslaufstruktur 16.
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Die Figur 3 die einen axialen Querschnitt einer Ausführungsvariante des sanitären Einsatzteil 1 zeigt, lässt erkennen, dass sich innerhalb des Abschnitts von Gehäuses 2 der die Mischstufe 7 bildet, an der Gehäusewand 22 ein Fangtrichter 18 ausgebildet ist.
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In Hauptströmungsrichtung 4 oberhalb der Zerlegerstufe 6 befindet sich die Schnappverbindung 20. Diese Schnappverbindung 20 verbindet die Zerlegerstufe 6 drehsicher mit dem Gehäuse 2 und der darin enthaltenen Auslaufstufe
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Eine weitere Gegenausrichtungshilfe 19 ist hier als Teil einer Führungshilfe 26 realisiert, welche von oben an den Einsatz 10 angreift und für ein Halten der Position des Einsatzes 10 im montierten Zustand des sanitären Einsatzteils sorgen kann. Dies ist auch in Figur 3 zu erkennen.
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Die Führungshilfe 26 greift in diesem Ausführungsbeispiel von oben in den Fangtrichter 18 ein und trägt so zu einer Ausführungsgemäßen Positionierung von Zerlegerstufe 6 zur Auslaufstufe 8 bei.
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Die Führungshilfe 26 ist in diesem Ausführungsbeispiel mit Belüftungsöffnungen 27 ausgestattet, welche zu einer zusätzlichen Belüftung des Fluids in der Mischstufe führen kann.
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Ein für die Durchmischung des einströmenden Wassers in der Mischstuf 7 oder für die Auslaufseitige Strahlformung nachteiliges Verdrehen des Einsatzes 10 und damit der Strömungshindernisse 11 relativ zu den Zerlegerdüsen 9 der Zerlegerstufe 6, sowie des Einsatzes 10 und der daran befindlichen Strömungshindernisse 11 relativ zur Auslaufstruktur 16, kann so verhindert werden.
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Der Fangtrichter 18 ist besonders gut in Figur 4 zu erkennen da hier auf die Darstellung des Einsatzes verzichtet wurde. Dies stellt kein Ausführungsbeispiel dar, sondern dient lediglich der besseren Sichtbarmachung des Fangtrichters 18 und der Gegenausrichtungshilfen 19. Hier ist auch zu erkennen, dass an dem in Hauptströmungsrichtung 4 abwärtigen Ende des Fangtrichters 18 eine weitere Gegenausrichtungshilfe 19 zusätzlich zur Gegenausrichtungshilfe der Führungshilfe 26ausgebildet ist.
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Die Verwendung von Gegenausrichtungshilfen 19 an der Führungshilfe 26 der Zerlegerstufe und dem Fangtrichter 18 des Gehäuses 2 ist dabei besonders vorteilhaft, um den Einsatz 10 und die daran befindlichen Strömungshindernisse 11 bei der Montage im montierten Zustand gegen Verdrehen relativ zu der Zerlegerstufe 6 und der Auslaufstufe 8 zu schützen.
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In der Explosionsdarstellung in Figur 5 ist ebenfalls eine an die Zerlegerstufe 6 angebrachte Führungshilfe 26 zu erkennen.
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In der in Figur 2 gezeigtem Ausführungsbeispiel wird der Einsatz 10 durch die Gegenausrichtungshilfe 19 als Teil des Fangtrichters 18 und der Gehäusewand 22 von der Auslaufstruktur beabstandet. Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist auch realisiert, dass der Träger 15 des Einsatz 10 auf der Auslaufstruktur 16 aufliegt.
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In Figur 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Einsatze 10 gezeigt. Hier befinden sich zwei Anordnungen 12 und 23 von Strömungshindernissen 11 an einem Träger 15. Die Anordnungen 12 und 23 weisen dabei orthogonal zueinanderstehende Strömungshindernisse 11 auf. Dadurch kann sich ebenfalls eine vorteilhafte, feine Zerstäubung der Strahlen ergeben, mit einer reduzierten Bauhöhe im Vergleich zu den vorherigen Ausführungsbeispielen des Einsatzes 10.
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Dies kann für eine höhenreduzierte Bauform eines sanitären Einsatzteils 1 vorteilhaft sein, bei gleichzeitigem erhalt der zuvor beschriebenen Vorteile in Bezug auf die Durchmischung des Fluids in der Mischstufe 7.
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Zur besseren Entformbarkeit des Einsatzes aus einem Werkzeug, beispielsweise einem Spritzgusswerkzeug, ist die bewegliche zweite Anordnung 23 an einem Gelenkübergang 24 mit dem Träger 15 verbunden. Beim einsetzten in das Gehäuse 2 des sanitären Einsatzteil 1, wird die bewegliche zweite Anordnung 23 in einer Klappbewegung nach oben bewegt und weist im montierten Zustand eine ähnliche Beabstandung zur ersten Anordnung 12 auf wie die Anordnungen in den vorherigen Ausführungsbeispielen.
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Die Strömungshindernisse 11 sind im Ausführungsbeispiel mit rundem Querschnitt 29 realisiert. In anderen Ausführungen sind auch unrunde Formen realisiert. Insbesondere Strömungshindernisse 11 mit ovalem oder elliptischem Querschnitt.
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In der Figur 7 ist ein Einsatz 10 mit drei Anordnungen 12, 13,14 von Strömungshindernissen dargestellt. Die Anordnungen 12,13,14 sind an einem Träger 15 angebracht. Die in der in Hauptströmungsrichtung 4 am weitesten in Richtung der Auslaufstufe 8 liegende Anordnung 14 besitzt einen ersten Bereich 30 und einen zweiten Bereich 31 mit verschiedener Ausrichtung von Strömungshindernissen 11. Die Strömungshindernisse 11 in den beiden Bereichen 30 und 31 schließen einen Winkel von 90 ° zueinander ein. Dadurch kann insbesondere in Bereichen nahe der Gehäusewand die Vermischung verbessert werden, da so ein größerer Bereich des Strömungsquerschnitts 25 mit Strömungshindernissen 11 abgedeckt sein kann.
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Figur 8 zeigt eine isolierte Ansicht der Anordnung 14, die sich in Hauptströmungsrichtung 4 am nächsten zur Auslaufstufe 8 befindet. Das Ausführungsbeispiel zeigt insgesamt vier Bereiche 30 und 31 in den sich die Ausrichtung der Strömungshindernisse zueinander unterscheidet.
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Die Strömungshindernisse 11 der im Ausführungsbeispiel gezeigte Anordnung 14 sind, wie in Figur 7 gezeigt, über die Strömungshindernisse 11 der nächsten Anordnung 13 miteinander verbunden. Die Anordnung 14 kann auch mit anderen kombiniert werden.
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Die Strömungshindernisse 11 im Ausführungsbeispiel sind mit unrundem Querschnitt 29 realisiert. In weiteren Ausführungsbeispielen können auch Strömungshindernisse 11 mit runden Querschnitt 29 realisiert sein.
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In weiteren Ausführungsbeispielen ist realisiert das eine andere als die dritten Anordnung 14, insbesondere die erste Anordnung 12, Bereiche 30 und 31 mit verschiedenen Ausrichtungen von Strömungshindernissen 11 enthält.
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Das Ausführungsbeispiel in Figur 7 ist mit drei Anordnungen 12, 13 und 14 von Strömungshindernissen realisiert. Es sind jedoch auch Ausführungsbeispiele mit weniger als drei Anordnungen möglich. Weiter können auch Ausführungsbeispiele mit mehr als drei Anordnungen realisiert sein. Weitere Ausführung können auch Winkel ungleich 90 ° zwischen den Strömungshindernissen 11 in den Bereichen 30 und 31 realisieren.
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Figur 9 zeigt einen Einsatz 10 mit zwei Anordnungen 12 und 13 von Strömungshindernissen 11. Die Anordnungen 12, 13 sind im Ausführungsbeispiel über einen Träger 15 Verbunden. Die beiden Anordnungen 12 und 13 sind jeweils von einem Ring 32 umschlossen. Weitere Ausführungsbeispiele sind mit nur einer Anordnung 12 von Strömungshindernissen 11 realisiert. Der oder die Ringe 32 können in weiteren Beispielen unterbrochen sein. Ebenso ist es möglich, dass die Ringe miteinander verbunden sein können. Im Falle miteinander verbundener Ringe kann auf einen Träger 15 verzichtet werden. Der Einsatz 10 kann in diesem Ausführungsbeispiel über einen der Ringe 32 an der Gehäusewand 22 abgestüzt werden. Ebenfalls ist es möglich, dass der Ring 32 auf der Auslaufstruktur 16 aufliegt.
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Figur 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Einsatztes 10 mit zwei Anordnungen 12 und 13 von Strömungshindernissen 11. Die Strömungshindernisse 11 einer Anordnung 12 und 13 sind jeweils über einen Ring 32 verbunden. Die beiden Ringe 32 sind über eine Verbindung 33 miteinander verbunden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel kann auf einen Träger 15, an dem die Strömungshindernisse angebracht sind, verzichtet werden. In anderen Ausführungsbeispielen kann ein Träger 15 enthalten sein.
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Die Darstellungen gemäß den Figuren 1 bis 10 zeigen, dass die bisher beschriebenen Ausführungsbeispiele jeweils ein sanitäres Einsetzteil 1 mit einer runden Grundform darstellen. Bei weiteren Ausführungsbeispielen sind auch andere Grundformen, insbesondere quaderförmige oder rechteckige Grundformen, realisiert.
Bezugszeichenliste
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- 1 Sanitäre Einsatzteil
- 2 Gehäuse
- 3 Vorsatzsieb
- 4 Hauptströmungsrichtung
- 5 Reduzierstufe
- 6 Zerlegerstufe
- 7 Mischstufe
- 8 Auslaufstufe
- 9 Zerlegerdüse
- 10 Einsatz
- 11 Strömungshindernis
- 12 (erste) Anordnung
- 13 (zweite) Anordnung
- 14 (dritte) Anordnung
- 15 Träger
- 16 Auslaufstruktur
- 17 Ausrichtungshilfe
- 18 Fangtrichter
- 19 Gegenausrichtungshilfe
- 20 Schnappverbindung
- 21 Ring
- 22 Gehäusewand
- 23 bewegliche (zweite) Anordnung
- 24 Gelenkübergang
- 25 Strömungsquerschnitt
- 26 Führungshilfe
- 27 Belüftungsöffnung
- 28 Druckausgleichsöffnung
- 29 Querschnitt (des Strömungshindernis)
- 30 (erster) Bereich
- 31 (zweiter) Bereich
- 32 Ring
- 33 Verbindung