Wasserschalter
Die Erfindung betrifft einen Wasserschalter, insbesondere für Wasserspiele wie Springbrunnen und dergleichen, mit dem Wasser ventilgesteuert zwei oder mehr Austrittkanälen zugeführt werden kann, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Ventile sind in der Praxis bekannt. Sie werden überwiegend dazu verwendet, eine Wasserfontäne kurzzeitig zu unterbrechen, ohne daß die Wasserzufuhr insgesamt abgeschaltet werden muß. Dazu wird das den Wasserschalter durchströmende Wasser nicht zu dem Austrittkanal, an dem eine die Fontäne erzeugende Düse angeschlossen ist, sondern in einen anderen Austrittkanal geleitet, an dessen Ende sich eine Umlenkglocke befindet, die das Wasser ohne großen Effekt nahe der Wasseroberfläche des Brunnens, Teiches etc. ausströmen läßt.
Zur Steuerung, aus welchem Austrittkanal das Wasser ausströmt, münden bei den herkömmlichen Wasserschaltern zwei Luftzufuhrleitungen in den Wasserkanal. Diese sind über ein 2/3-Wegeventil mit einer Luftansaugung verbunden, so daß stets eine Luftzufuhrleitung geöffnet ist. Das dem Schalter zugeführte Wasser durchströmt dann immer den Austrittkanal, der der gerade geöffneten Luftzufuhrleitung gegenüberliegt, da die mit dem Wasserstrahl angesaugte Luft den Wasserstrahl an die der geöffneten Luftzufuhrleitung gegenüberliegende Wandung des Wasserkanals andrückt.
Mit derartigen Wasserschaltern lassen sich daher nur die beiden Funktionsstellungen "hohe Wasserfontäne" oder "keine Wasserfontäne" verwirklichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Wasserschalter der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß auf einfache Weise mehr Funktionsstellungen
erreicht werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Indem der Wasserschalter für jede Luftzufuhrleitung ein eigenes, unabhängig schaltbares Ventil aufweist, läßt sich zumindest eine weitere, die Höhe der Wasserfontäne beeinflussende Funktionsstellung erhalten. Während bei den herkömmlichen Wasserschaltern mittels des einzigen 2/3-Wegeventils stets nur eine Luftzufuhrleitung geschlossen werden kann, die andere jedoch immer geöffnet bleibt, entsteht die Wasserfontäne bei Öffnung der Ihrem Austrittkanal zugeordneten Luftzufuhrleitung stets in gleichbleibender Höhe. Mit bei zwei Austrittkanälen erfindungsgemäß vorgesehenen zwei unabhängigen Ventilen kann noch eine weitere Funktionsstellung bewirkt werden, indem zunächst das dem Austrittkanal mit der Düse zugeordnete Ventil geöffnet und das andere Ventil geschlossen ist; dadurch entsteht eine Wasserfontäne in bekannter Höhe. Wenn nun zusätzlich das der Düsenseite zugeordnete Ventil schließt und damit auch die Luftzufuhr von der gegenüberliegenden Seite unterbindet, verbleibt die Wasserströmung durch Anlegung an die Kanalwandung aufgrund des Coanda-Effektes zwar in dem Austrittkanal, der zur Düse führt, jedoch bildet sich eine Wasserfontäne geringerer Höhe aus, da durch den engen Düsenquerschnitt nun nicht mehr Wasser und Luft, sondern nur noch die gleichbleibende Wassermenge strömt. Je nach Ausbildung der Düse und Größe der Luftzufuhrleitung erhält man damit eine Wasserfontäne, deren Höhe sich etwas geringer als bei einem geöffneten Ventil einstellt.
Erfindungsgemäß kann noch eine zusätzliche Funktionsstellung verwirklicht werden, indem sich im Wasserkanal zwischen den Mündungen der Luftzufuhrleitungen und den Austrittkanälen im Bereich der Verzweigung zumindest ein Störelement bzw. Verwirbelungselement befindet. Wie bereits beschrieben, sorgt der Coanda-Effekt dafür, daß der Wasserstrahl den durchflossenen Weg bzw. Austrittkanal beibehält,
auch wenn das erste Ventil ebenfalls geschlossen wird. Dies träfe bei Wasserschaltern ohne Störelemente auch zu, wenn das zweite Ventil ebenfalls geöffnet würde. Auch bei zwei geöffneten Ventilen würde der Wasserstrahl daher nur den Austrittkanal durchströmen, durch den er bereits hindurchströmt. Durch das Störelement hingegen entsteht bei Öffnung beider Ventile eine gezielte Verwirbelung des Wasserstrahls und einer Ablösung der Strömung von der Kanalwandung, wodurch der Coanda-Effekt unterbrochen wird. Dadurch verzweigt sich die Strömung in beide Austrittkanäle, so daß aus dem Austrittkanal, an dem die Düse angeschlossen ist, je nach Druck etwa die halbe Wassermenge ausströmt. Dementsprechend erreicht die dort ausgebildete Wasserfontäne auch nur etwa die halbe Höhe der Wasserfontäne bei vollem Durchfluß.
Durch diese einfach zu bewirkenden Schaltungen, für die der Wasserschalter vorzugsweise mit einer entsprechenden Steuerung der Ventile ausgestattet ist, können verschiedene Höhen der Wasserfontäne bewirkt werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus den Unteransprüchen und einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das im folgenden beschrieben wird; es zeigen:
Figur 1 Einen Wasserschalter im Teilschnitt,
Figur 2 eine teilgeschnittene Ansicht aus Richtung II auf den Gegenstand aus Figur 1 und
Figur 3 einen Schnitt in der Ebene lll-lll durch den Gegenstand aus Figur 2.
Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Wasserschalter hat ein Gehäuse 1 , einen Anschluß 2 für eine Wasserzuführung 3 und einem Wasserkanal 4. Der Wasserkanal 4 verzweigt sich in zwei Austrittkanäle 5a, 5b. Der Wasserschalter ist an seinem
Austrittkanal 5a mit einer Düse 6 und an seinem Austrittkanal 5b mit einer Umlenkglocke 7 verbunden. An der Oberseite des Gehäuses 1 ist der Wasserschalter darüber hinaus mit einem Ansaugschnorchel 8 verbunden, der sich im Betrieb oberhalb der Wasseroberfläche befindet und durch den so Luft in Luftzufuhrleitungen 9a und 9b gelangen kann, die in Figur 3 näher dargestellt sind.
Wie dort auch erkennbar ist, weist der Wasserkanal 4 eine Verengung 14 auf, bei der auch die Luftzufuhrleitungen 9 über Mündungen 19 in den Wasserkanal 4 münden. Jede Luftzufuhrleitung 9a, 9b ist über ein eigenes Ventil 13a, 13b (siehe Figur 2) und (für das Ventil 13a in Figur 3 dargestellte) Übergabepunkte 15 mit einem Luftansauganschluß 10 verbunden, an den sich wie in Figur 1 zu erkennen der Ansaugschnorchel 8 anschließt. In Figur 3 erkennt man an der Luftzuführung einen weiteren Anschluß 11 , der jedoch im Einsatz des Wasserschalters unter der Wasseroberfläche angeordnet ist und daher mit einem Blindstopfen verschlossen werden muß. Durch die Schaltung der Ventile 13 kann die Luftzufuhr in den Wasserkanal 4 über die Luftzufuhrleitungen 9a, 9b, und zwar unabhängig voneinander, geöffnet oder unterbunden werden.
Schließt das Ventil 13b die Luftzufuhrleitung 9b und ist das Ventil 13a geöffnet, so daß über die Luftzufuhrleitung 9a, die dem Austrittkanal 5a zugeordnet ist und auf der diesem gegenüberliegenden Seite des Wasserkanals 4 angeordnet ist, Luft zugeführt wird, so durchströmt das zugeführte Wasser ausschließlich den Austrittkanal 5a und von dort in die Düse 6. Öffnet nun zusätzlich das dem Austrittkanal 5b zugeordnete Ventil 13b die Luftzufuhrleitung 9b, so bewirkt diese weitere Luftzufuhr in Verbindung mit einem Störelement 16, das im Bereich der Verzweigung 18 des Wasserkanals 4 angeordnet ist, daß der Wasserstrahl verwirbelt wird, sich von der äußeren Wandung 25 des Wasserkanals 4 bzw. des Austrittkanals 5a ablöst und zu gleichen Teilen auf die Austrittkanäle 5 aufteilt.
Eine besonders gute Verwirbelung entsteht, wenn sich das Störelement 16 quer durch den Wasserkanal 4 hindurch erstreckt. Vorzugsweise ist die Erstreckung des Störelements 16 senkrecht zu einer Teilungsebene zwischen zwei Gehäuseteilen 1a, 1 b ausgerichtet. Diese Teilungsebene entspricht der Zeichnungsebene der Figur 3.
Das Störelement 16 ist aus Fertigungsgründen bevorzugt ein zylindrischer Störstift und kann zur preiswerten Fertigung als separates Bauteil in das Gehäuse 1 eingesteckt sein. Das Gehäuse 1 kann zur variablen Aufnahme des Störelements 16 mehrere Ausnehmungen aufweisen, von denen in Figur 3 eine weitere mögliche mit der Bezugsziffer 17 angedeutet ist. Dadurch läßt sich beispielsweise bei verschiedenen Wassermengen eine Änderung der Verwirbelungsposition erreichen, wenn die zuerst gewählte eventuell nicht optimal war. Das Störelement 16 muß aber nicht zwingend ein separates Bauteil sein, sondern kann ebenfalls fertigungstechnisch günstig einstückig Teil des Gehäuses 1 sein. Um eine Verzweigung des Wasserstrahls von dem Kanal 5a auf beide Kanäle als auch ausgehend von 5b auf beide Kanäle 5 sicher bewirken zu können, ist es vorteilhaft, wenn das Störelement 16 auf einer imaginären geraden Verbindungslinie 18 angeordnet ist, die sich zwischen einer durch die Austrittskanäle 5a, 5b ausgebildeten Trennwand 20 und den Mündungen 19 der Luftzufuhrleitungen 9 erstreckt. Diese Verbindungslinie 18 stimmt bei dem bevorzugt mit symmetrischem Gehäuse 1 aufgebauten darstellten Ausführungsbeispiel mit der Mittellängsachse überein.
Um eine gute Verwirbelung der Wasserströmung zu erreichen, ist das Störelement 16 bevorzugt näher am verzweigungsseitigen Ende 22 der Trennwand 20 als an den Mündungen 19 der Luftzufuhrleitungen 9 anzuordnen. Eine gute Verwirbelung kann dann erreicht werden, wenn das Störelement 16 vom verzweigungsseitigen Ende 22 der Trennwand 20 etwa um die Breite B eines Austrittkanals 5 an der Verzweigung beabstandet ist.
Der Wasserschalter des Ausführungsbeispiels kann über eine Steuerung der Position der Ventile 5 folgende Funktionsstellungen einnehmen: i) Bei geöffnetem Ventil 13a und damit geöffneter Luftzufuhrleitung 9a und geschlossenem Ventil 13b strömt das gesamte Wasser und die über die Luftzufuhrleitung 9a zugeführte Luft durch den Austrittkanal 5a in die Düse 6 und erzeugt eine Wasserfontäne maximaler Höhe. ii) Bei umgekehrter Betätigung der Ventile, wenn das Ventil 13b und damit die Luftzufuhrleitung 9b geöffnet, das Ventil 13a hingegen geschlossen ist, strömt die gesamte Wassermenge (mit Luft) über den Aust ttkanal 5b in die Umlenkglocke 7 und wird dort nahe der Wasseroberfläche ohne Fontäne abgegeben. iii) Wenn ausgehend von der Funktionsstellung i) zusätzlich auch das Ventil 13a und damit die Luftzufuhrleitung 9a geschlossen wird, durchströmt das gesamte zugeführte Wasser weiterhin ausschließlich den Austrittkanal 5a. Wegen der fehlenden Luft bildet sich jedoch an der Düse 6a eine Wasserfontäne von etwas geringerer Höhe als der maximalen Höhe aus. iv) Wenn beide Ventile geöffnet sind, saugt der Wasserstrahl aus beiden Luftzufuhrleitungen 9a und 9b Luft mit, und das Störelement 16 bewirkt eine Verwirbelung, so daß jeweils die Hälfte der Wassermenge und der Luft durch den Austrittkanal 5a und 5b fließt. An der Düse 6 entsteht somit eine Wasserfontäne etwa der halben maximalen Höhe.
Über den erfindungsgemäßen Wasserschalter lassen sich auf einfache Weise somit variantenreiche Wasserspiele erzeugen.
Anspruchsgemäß erstreckt sich die Erfindung selbstverständlich nicht nur auf das dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern auch auf Wasserschalter, an die nicht eine Düse und eine Umlenkglocke, sondern beispielsweise zwei Düsen angesetzt werden. Auch können mehr als zwei Austrittkanäle und entsprechend mehr Ventile vorhanden sein. Auch der durchgängig verwendeten Begriff Wasserschalter bzw. Wasser sind nicht einschränkend dahingehend zu betrachten, daß der erfindungsgemäße Schalter nur für reines Wasser nutzbar ist. Selbstverständlich kann dieser auch für andere Flüssigkeiten ähnlichen Fließverhaltens eingesetzt werden.