WO2025201703A1 - Vorrichtung zum umstellen eines strömungswegs einer flüssigkeit einer sanitärbrause - Google Patents

Vorrichtung zum umstellen eines strömungswegs einer flüssigkeit einer sanitärbrause

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WO2025201703A1
WO2025201703A1 PCT/EP2025/052588 EP2025052588W WO2025201703A1 WO 2025201703 A1 WO2025201703 A1 WO 2025201703A1 EP 2025052588 W EP2025052588 W EP 2025052588W WO 2025201703 A1 WO2025201703 A1 WO 2025201703A1
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WO
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switching element
inlet
seals
passage
rotation
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PCT/EP2025/052588
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Benedikt Mönig
Thomas Vorel
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Grohe AG
Original Assignee
Grohe AG
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Publication date
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    • F16K11/074—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with pivoted closure members with flat sealing faces
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    • E03C1/00—Domestic plumbing installations for fresh water or waste water; Sinks
    • E03C1/02—Plumbing installations for fresh water
    • E03C1/04—Water-basin installations specially adapted to wash-basins or baths
    • E03C1/0408—Water installations especially for showers

Definitions

  • Sanitary shower heads are known for sanitary fittings, with which a liquid, in particular water, can be dispensed in various jet types, for example normal jet, full jet, massage jet, rain jet, etc.
  • sanitary shower heads usually have different jet formers.
  • the liquid must be directed from an inlet of the sanitary shower head via a pipe system of the sanitary shower head to one of the jet formers of the sanitary shower head. Valves are arranged in the pipe system for this purpose. Due to the fluid pressure of the fluid in the sanitary shower heads, high operating forces are usually required to operate the valves. In addition, the operating forces often depend on the fluid pressure of the fluid. This reduces the ease of use of the sanitary shower heads.
  • DE 10 2021 114 029 A1 discloses a device in which switching between the different jet formers is carried out via a rotatable switching element.
  • the switching element interacts with annular seals that extend around the different outlet inlets.
  • the object of the invention is therefore to at least partially solve the problems described with reference to the prior art and, in particular, to provide a device with which the operating comfort of a sanitary shower head can be increased and cross-flow of the liquid can be eliminated as far as possible. Furthermore, flow noise should be minimized as far as possible.
  • a device for changing the flow path of a liquid in a sanitary shower contributes to this, said device comprising at least the following components: a housing with at least one inlet and a plurality of outlets, wherein the outlets each have an outlet inlet with a seal; and a changeover element with at least one passage which bears against the seals and is rotatably mounted about an axis of rotation for changing the flow path, such that the at least one passage fluidically connects the inlet selectively to one of at least two outlets; wherein the device comprises an energy storage element which presses the changeover element against the seals along the axis of rotation; wherein the device comprises a stationary stop which limits a displacement of the changeover element along the axis of rotation towards the seals.
  • the individual outlets can be designed like a channel and each extend from a drain inlet to a drain outlet in the device.
  • the individual drain inlets can be distributed, in particular evenly and/or circularly, around the rotational axis of the diverter element. In the case of three drain inlets, these can, for example, be offset by 120° around the rotational axis of the diverter element.
  • the sealing lips can each have a free space within which the sealing lips are bendable.
  • the free space can, for example, be designed in the manner of a (circumferential) undercut and/or in the manner of a (circumferential) groove.
  • the free space can be formed, in particular, in an (outer) circumferential surface of the seal.
  • the cross-section of the seals can be at least partially V-shaped (particularly in the area of the sealing lip). This can also mean, in particular, that the cross-section of the seals is not circular or triangular.
  • the sealing lips can be pressed against the switching element by the fluid. This can mean, in particular, that the seal or sealing lips are arranged in such a way that they can be in contact with the fluid during use of the device.
  • the seals can be arranged in a receiving space that is connected to the at least one inlet.
  • the receiving space is, in particular, fluidically connected to the at least one inlet. This can mean, in particular, that when the device is in use, the liquid can flow from the at least one inlet into the receiving space.
  • the receiving space is, in particular, formed in the housing or a lower housing part of the housing.
  • the receiving space can be connected to the at least one inlet via at least one gap between the housing and a circumferential surface of the switching element.
  • the at least one gap is, in particular, annular, i.e., formed circumferentially around the axis of rotation.
  • liquid can flow into the receiving space through the at least one gap.
  • the liquid flowing through the at least one gap into the receiving space can press the sealing lips, in particular, against the switching element (or against its downstream side).
  • the at least one passage of the switching element can be designed such that, when the device is in use, the liquid can flow into the receiving space via the at least one passage in any rotational position of the switching element.
  • the at least one passage can be dimensioned such that the opening of the passage extends beyond the seal at least on the downstream side (when the passage is arranged in alignment with the seal).
  • the fluid pressure of the liquid can act on the sealing lips on both sides, such that the fluid pressure has at least a smaller influence on the actuating torque required to rotate the switching element about the rotational axis.
  • the switching element rests against the sealing lips, particularly with its downstream side, and is mounted in the housing for rotation about a rotation axis to change the flow path.
  • the switching element is rotatable about the rotation axis such that a passage of the switching element is aligned with the outlet inlet of the outlet to be connected to the inlet. This allows the fluid to flow through the passage of the switching element into the respective outlet.
  • the drain inlets of those drains with which the diverter element's passage is not aligned are closed by the diverter element being placed against the sealing lips of the gaskets, preventing fluid from flowing into the respective drains. In particular, only one drain at a time can be opened by the diverter element, while the remaining drains are closed by the diverter element.
  • the flow rate When changing the flow path, the flow rate is not reduced to zero. In particular, when changing the flow path, the flow rate changes only slightly, preferably by a maximum of 50%, particularly preferably by a maximum of 25%, or even by a maximum of 5%, or even no fluctuation occurs at all.
  • a special division or arrangement, as well as the design of the passages of the changeover element or the drain inlets, can be adapted accordingly.
  • the energy storage element is, in particular, a spring, e.g., a tension spring or compression spring, designed, for example, as a spiral spring, disc spring, or similar.
  • a spring e.g., a tension spring or compression spring
  • it can also be designed as an elastically deformable rubber element or similar, as long as the energy required for this can be stored in the energy storage element through the displacement or deformation of the energy storage element and released again when needed (and with as little loss as possible).
  • the energy storage element is installed in the housing of the device with a preload so that, especially at a low fluid pressure of the fluid supplied via the inlet, the switching element is pressed against the seals of the drain inlets with a minimum contact pressure.
  • the stop is stationary, in particular, stationary relative to an axial direction parallel to the rotation axis.
  • “Stationary” means, in particular, that the stop will not yield (i.e., will not shift in the axial direction) under the pressures occurring in the device.
  • Fig. 1 a sanitary shower with a device for switching a flow path in a longitudinal section, in a perspective view;
  • Fig. 2 a device in a longitudinal section at a low fluid pressure
  • Fig. 3 the device according to Fig. 2 in a longitudinal section at a high liquid pressure
  • Fig. 4 a detail of the device according to Fig. 3 in a longitudinal section
  • Fig. 5 the detail according to Fig. 4 in a perspective view with a partially transparent switching element
  • Fig. 6 a switching element of the device according to Figs. 2 to 5 in a first perspective view
  • Fig. 7 the switching element according to Fig. 6 in a second perspective view.
  • Fig. 1 shows a sanitary shower 3 with a device 1 for switching a flow path 2 in a longitudinal section, in a perspective view.
  • the sanitary shower 3 has a shower housing 37 with a liquid inlet 38, to which a liquid supply line or a liquid supply hose can be connected.
  • a device 1 Arranged within the shower housing 37 is a device 1 which is connected to the liquid inlet 38 via a flow path 2 in the form of a liquid channel, so that the liquid can be supplied to the device 1.
  • the device 1 enables the flow path 2 to be switched such that the liquid can be supplied optionally via a first outlet 6 to a first jet former, via a second outlet 7 to a second jet former, or via a third outlet 8 to a third jet former, so that the liquid can be delivered by the sanitary shower 3 in three different jet types.
  • the device 1 has a changeover element 13 which is coupled to an adjustment knob 19, so that the changeover element 13 can be rotated about a rotation axis 16 by a user of the sanitary shower 3 via the adjustment knob 19.
  • Fig. 2 shows a device 1 in a longitudinal section at a low fluid pressure.
  • Fig. 3 shows the device 1 according to Fig. 2 in a longitudinal section at a high fluid pressure.
  • Fig. 4 shows a detail of the device 1 according to Fig. 3 in a longitudinal section.
  • Fig. 5 shows the detail according to Fig. 4 in a perspective view with a partially transparent switching element 13.
  • Fig. 6 shows a switching element 13 of the device 1 according to Figs. 2 to 5 in a first perspective view.
  • Fig. 7 shows the switching element 13 according to Fig. 6 in a second perspective view.
  • Figs. 2 to 7 are described together below. Reference is made to the explanations for Fig. 1.
  • the device 1 comprises a housing 4 with a lower housing part 39 and an upper housing part 40.
  • the housing 4 comprises an inlet 5 for supplying the liquid, a first outlet 6 for conveying the liquid to the first jet former, a second outlet 7 (see Fig. 5) for conveying the liquid to the second jet former, and a third outlet 8 (see Fig. 4) for conveying the liquid to the third jet former.
  • Each outlet 6, 7, 8 has an outlet inlet 9, 10, 11 with a seal 12.
  • a switching element 13 with two passages 14, 15 is arranged between the lower housing part 39 and the upper housing part 40.
  • the switching element 13 rests against the seals 12 with an outflow side 32 and is rotatably mounted about a rotation axis 16 to switch the flow path 2, so that only one of the passages 14, 15 fluidically connects the inlet 5 selectively with one of the outlets 6, 7, 8.
  • the device comprises an energy storage element 17 that presses the switching element 13 against the seals 12 along the rotation axis 16. Furthermore, the device 1 comprises a stationary stop 18 that limits the displacement of the switching element 13 along the rotation axis 16 toward the seals 12.
  • the device 1 has the changeover element 13.
  • the changeover element 13 is designed in the manner of a (substantially flat and/or circular) changeover disc.
  • the changeover element 13 rests against the seals 12 with a flat or planar surface of the downstream side 32.
  • the sealing lips 23 of the seals 12 each have a free space 34 into which the sealing lips 23 can be bent.
  • the free space 34 is designed as a circumferential undercut in an outer circumferential surface of the seal 12.
  • a cross-section of the seals 12 is V-shaped in the area of the sealing lip 23.
  • the seals 12 are arranged in a receiving space 35 which is fluidically connected to the at least one inlet 5.
  • the receiving space 35 is formed in the lower housing part 39 of the housing 4.
  • the receiving space 35 is connected to the at least one inlet 5 via at least one gap 36 between the housing 4 and a circumferential surface of the switching element 13.
  • liquid can flow into the receiving space 35 through the at least one gap 36.
  • the liquid flowing through the at least one gap 36 into the receiving space 35 can press the sealing lips 23 against the switching element 13 (or against its outflow side 32).
  • the passages 14, 15 of the switching element 13 are designed such that, when the device 1 is in use, the liquid can flow into the receiving space 35 via the respective passage 14, 15 in any rotational position of the switching element 13.
  • the passages 14, 15 are dimensioned such that the respective opening of the passages 14, 15 extends beyond the seal 12 at least on the downstream side 32 (when the passage 14, 15 is arranged in alignment with the seal 12, see, for example, Fig. 5). This allows the fluid pressure of the liquid to act on the sealing lips 23 on both sides, so that the fluid pressure has at least a smaller influence on the actuating torque required to rotate the switching element 13 about the rotational axis 16.
  • the switching element 13 rests with the outflow side 32 against the sealing lips 23 and is mounted in the housing 4 about a rotation axis 16 to switch the flow path 2.
  • the switching element 13 is rotatable about the rotation axis 16 such that a passage 14, 15 of the switching element 13 is aligned with the outlet inlet 9, 10, 11 of the outlet 6, 7, 8 to be connected to the inlet 5. This allows the liquid to flow through the passage 14, 15 of the switching element 13 into the respective outlet 6, 7, 8.
  • the outlet inlets 9, 10, 11 of those outlets 6, 7, 8 with which the respective passage 14, 15 of the switching element 13 is not aligned are The changeover element 13 is sealed against the sealing lips 23 of the seals 12, preventing fluid from flowing into the respective outlets 6, 7, 8. Only one outlet 6, 7, 8 at a time can be opened by the changeover element 13, while the remaining outlets 6, 7, 8 are closed by the changeover element 13.
  • the energy storage element 17 is a spring which is installed with a preload in the housing 4 of the device 1, so that even at a low fluid pressure of the fluid supplied via the inlet 5, the switching element 13 is pressed with a minimum contact pressure against the seals 12 of the outlet inlets 9, 10, 11 (see Fig. 2).
  • the energy storage element 17 is designed as a compression spring which is supported on an adjustment knob 19, via which the changeover element 13 can be adjusted along a circumferential direction 20 extending around the rotation axis 16, relative to an axial direction 21 parallel to the rotation axis 16.
  • a stationary stop 18 which limits the displacement of the switching element 12 along the rotation axis 16 toward the seals 12 (see Fig. 3), so that the contact pressure of the switching element 13 against the seals 12 is limited to a maximum contact pressure.
  • the stop 18 is stationary relative to an axial direction 21 parallel to the rotation axis 16.
  • the stop 18 limits the maximum contact pressure of the changeover element 13 against the seals 12 at high fluid pressure (see Fig. 3). This allows a fluctuation in the actuating torque required to rotate the changeover element 13 to be limited.
  • the switching element 13 always applies a contact pressure to the seals 12 that encompasses the minimum contact pressure and the maximum contact pressure, as well as the range in between. This contact pressure can be adjusted by selecting the energy storage element 17 and the position and design of the stop 18 (as well as by selecting a suitable seal geometry).
  • This limitation of the contact pressure occurring during operation of the device 1 means that, on the one hand, the actuating torque required to rotate the changeover element 13 can be kept as constant as possible and, on the other hand, that a reliable sealing effect between the seal 12 and the changeover element 13 (at the non-selected drain inlets 9, 10, 12) is always ensured, so that cross flows can be prevented.
  • the seals 12 are annular and have an annular body 22 and an annular sealing lip 23 extending from the annular body 22 to the switching element 13.
  • the annular body 22 is arranged in an annular groove 24 in the housing 4 and is supported on an inner wall 25 and an outer wall 26, each of which is fully supported in a direction 27 running transversely to the axis of rotation 16. This support in all directions 27 running transversely to the axis of rotation 16 of the switching element 13 is advantageous with respect to the frictional forces that act on the seals 12 or act on the seals 12 when the switching element 13 rotates.
  • the first passage 14 has, towards the inlet 5, i.e. on the inflow side 33, an inlet geometry 28 which is formed circumferentially around the passage 14 and which is designed at least partially as a slope 29 which continuously widens towards the inlet 5 and partly as a sharp edge 30.
  • the passages 14, 15 each have a slightly rounded transition from the passage 14, 15 to the downstream side 32.
  • This transition has a radius 41 of 0.2 to 0.4 millimeters. This rounded transition is intended, on the one hand, to prevent damage to the seals 12 and, on the other hand, to enable the desired sealing when switching the flow paths 2.
  • the first passage 14 is fluidically connectable to two outlets 6, 7 and the second passage 15 is only fluidically connectable to one outlet 8.

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Abstract

Vorrichtung (1) zum Umstellen eines Strömungswegs (2) einer Flüssigkeit einer Sanitärbrause (3), zumindest aufweisend: - ein Gehäuse (4) mit zumindest einem Zulauf (5) und einer Mehrzahl von Abläufen (6, 7, 8), wobei die Abläufe (6, 7, 8) jeweils einen Ablaufeinlass (9, 10, 11) mit einer Dichtung (12) aufweisen; und - ein Umstellelement (13) mit mindestens einem Durchlass (14, 15), das an den Dichtungen (12) anliegt und zum Umstellen des Strömungswegs (2) um eine Drehachse (16) drehbar gelagert ist, so dass der mindestens eine Durchlass (14, 15) den Zulauf (5) wahlweise mit jeweils einem der Abläufe (6, 7, 8) strömungstechnisch verbindet; - wobei die Vorrichtung (1) ein Energiespeicherelement (17) aufweist, das das Umstellelement (13) entlang der Drehachse (16) gegen die Dichtungen (12) presst; wobei die Vorrichtung (1) einen ortsfesten Anschlag (18) aufweist, der eine Verlagerung des Umstellelements (13) entlang der Drehachse (16) hin zu den Dichtungen (12) begrenzt.

Description

Vorrichtung zum Umstellen eines Strömungswegs einer Flüssigkeit einer Sanitärbrause
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umstellen eines Strömungswegs einer Flüssigkeit einer Sanitärbrause. Solche Sanitärbrausen werden insbesondere an Sanitärarmaturen verwendet, die der bedarfsgerechten Bereitstellung einer Flüssigkeit zum Beispiel an Duschen, Badewannen, Spülbecken oder Waschbecken dienen.
Bekannt sind Sanitärbrausen für Sanitärarmaturen, mit denen eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, in verschiedenen Strahlarten, beispielsweise Normalstrahl, Vollstrahl, Massagestrahl, Regenstrahl, etc., abgebbar ist. Zur Ausbildung der verschiedenen Strahlarten weisen die Sanitärbrausen regelmäßig unterschiedliche Strahlbildner auf. Zur Ausbildung einer bestimmten Strahlart muss die Flüssigkeit von einem Zulauf der Sanitärbrause über ein Leitungssystem der Sanitärbrause gezielt zu einem der Strahlbildner der Sanitärbrause geführt werden. Hierzu sind in dem Leitungssystem Ventile angeordnet. Für die Betätigung der Ventile sind infolge eines Flüssigkeitsdrucks der Flüssigkeit in den Sanitärbrausen regelmäßig hohe Bedienkräfte erforderlich. Zudem sind die Betätigungskräfte regelmäßig abhängig von dem Flüssigkeitsdruck der Flüssigkeit. Dies reduziert den Bedienungskomfort der Sanitärbrausen.
Aus der DE 10 2021 114 029 Al ist eine Vorrichtung bekannt, bei der die Umstellung zwischen den unterschiedlichen Strahlbildnern über ein drehbares Umstellelement erfolgt. Das Umstellelement wirkt mit ringförmigen Dichtungen zusammen, die sich jeweils um die unterschiedlichen Ablaufeinlässe erstrecken.
Es hat sich herausgestellt, dass sich bei derartigen ein Betätigungsmoment (also z. B. zum Drehen des Umstellelements) bei ansteigenden Betriebsdrücken der zugeführten Flüssigkeit verändert. Zudem kann ein Querfluss der Flüssigkeit auch hin zu den nicht ausgewählten Abläufen und Strahlbildnern gerade bei niedrigen Betriebsdrücken nicht verhindert werden. Es treten insbesondere bei steigender Durchflussleistung wahrnehmbare Fließgeräusche auf. Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere eine Vorrichtung anzugeben, mit der ein Bedienungskomfort einer Sanitärbrause erhöhbar und ein Querfluss der Flüssigkeit möglichst ausgeschlossen ist. Zudem sollen Fließgeräusche möglichst minimiert werden.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
Hierzu trägt eine Vorrichtung zum Umstellen eines Strömungswegs einer Flüssigkeit einer Sanitärbrause bei, die zumindest die folgenden Komponenten aufweist: ein Gehäuse mit zumindest einem Zulauf und einer Mehrzahl von Abläufen, wobei die Abläufe jeweils einen Ablaufeinlass mit einer Dichtung aufweisen; und ein Umstellelement mit mindestens einem Durchlass, das an den Dichtungen anliegt und zum Umstellen des Strömungswegs um eine Drehachse drehbar gelagert ist, so dass der mindestens eine Durchlass den Zulauf wahlweise mit jeweils einem von mindestens zwei Abläufen strömungstechnisch verbindet; wobei die Vorrichtung ein Energiespeicherelement aufweist, das das Umstellelement entlang der Drehachse gegen die Dichtungen presst; wobei die Vorrichtung einen ortsfesten Anschlag aufweist, der eine Verlagerung des Umstellelements entlang der Drehachse hin zu den Dichtungen begrenzt. Die Sanitärbrause ist beispielsweise über eine Schlauchleitung und/oder Rohrleitung mit einer Sanitärarmatur verbindbar. Sanitärarmaturen dienen der bedarfsgerechten Bereitstellung einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, an beispielsweise Duschen, Badewannen, Spülbecken oder Waschbecken. Die Vorrichtung ist insbesondere zumindest teilweise in einer Sanitärbrause anordenbar. Die Sanitärbrause kann beispielsweise nach Art einer Handbrause, Kopfbrause und/oder Duschkopfs ausgebildet sein.
Die Vorrichtung umfasst ein Gehäuse mit zumindest einem Zulauf, über den die Vorrichtung an eine Flüssigkeitsquelle, zum Beispiel eine Sanitärarmatur, anschließbar ist. Die über den zumindest einen Zulauf zuströmende Flüssigkeit ist durch das Gehäuse, bei dem es sich beispielsweise um ein (einteiliges oder mehrteiliges) Kunststoffspritzgussteil (insbesondere zumindest teilweise ein Mehr-Komponenten-Spritzgussteil) handeln kann, einer Mehrzahl von Abläufen zuführbar. Hierzu ist in dem Gehäuse zumindest ein Strömungsweg ausgebildet, über den die Flüssigkeit von dem Zulauf jedem der Mehrzahl von Abläufen zuführbar ist. Das Gehäuse kann beispielsweise zwei bis sechs Abläufe, bevorzugt drei Abläufe, aufweisen. Die einzelnen Abläufe können insbesondere jeweils zu einem Strahlbildner für eine spezifische Strahlart der Sanitärbrause führen. Somit ist durch das Umstellen des Strömungswegs hin zu einem bestimmten Ablauf eine bestimmte Strahlart der Sanitärbrause aktivierbar. Weiterhin können die einzelnen Abläufe nach Art eines Kanals ausgebildet sein und sich in der Vorrichtung jeweils von einem Ablaufeinlass zu einem Ablaufauslass erstrecken. Die einzelnen Ablaufeinlässe können, insbesondere gleichmäßig und/oder kreisförmig, um die Drehachse des Umstellelements verteilt angeordnet sein. Im Falle von drei Ablaufeinlässen können diese beispielsweise um 120° versetzt um die Drehachse des Umstellelements verteilt angeordnet sein.
Zum Umstellen des Strömungswegs weist die Vorrichtung ein Umstellelement auf. Das Umstellelement kann zumindest teilweise nach Art einer (im Wesentlichen flachen und/oder kreisförmigen) Umstellscheibe ausgebildet sein. Weiterhin kann das Umstellelement, insbesondere mit einer seiner flachen Oberflächen und/oder einer Abströmseite, an Dichtungen anliegen. Die Ablaufeinlässe der einzelnen Abläufe weisen jeweils Dichtungen auf. Über die Ablaufeinlässe kann die Flüssigkeit in die einzelnen Abläufe eintreten. Die Ablaufeinlässe weisen insbesondere jeweils eine Dichtung mit zumindest einer Dichtlippe auf. Somit kann die Dichtung insbesondere nach Art einer bekannten Lippendichtung ausgebildet sein. Die Dichtungen bzw. die zumindest eine Dichtlippe können zumindest teilweise aus einem elastischen Material, wie zum Beispiel Gummi, bestehen. Die zumindest eine Dichtlippe kann sich zumindest teilweise parallel, orthogonal und/oder schräg zu einerZentrumsachse der Dichtung erstrecken. Beispielsweise kann sich die zumindest eine Dichtlippe mit einem Winkel von 20° bis 70° zu derZentrumsachse erstrecken.
Die Dichtlippen können schräg an dem Umstellelement anliegen. Insbesondere können die Dichtlippen schräg an der Abströmseite des Umstellelements anliegen. Dies kann insbesondere bedeuten, dass die Dichtlippen nicht flach, sondern insbesondere mit einer Dichtfläche linienförmig bzw. ringförmig an dem Umstellelement anliegen.
Die Dichtlippen können jeweils einen Freiraum aufweisen, in denen die Dichtlippen biegbar sind. Der Freiraum kann beispielsweise nach Art eines (umlaufenden) Hinterschnitts und/oder nach Art einer (umlaufenden) Nut ausgebildet sein. Weiterhin kann der Freiraum insbesondere in einer (äußeren) Umfangsfläche der Dichtung ausgebildet sein.
Ein Querschnitt der Dichtungen kann (insbesondere im Bereich der Dichtlippe) zumindest teilweise V-förmig ausgebildet sein. Dies kann insbesondere auch bedeuten, dass der Querschnitt der Dichtungen nicht kreisförmig oder dreiecksförmig ist.
Die Dichtlippen können durch die Flüssigkeit gegen das Umstellelement drückbar sein. Dies kann insbesondere bedeuten, dass die Dichtung bzw. die Dichtlippen derart angeordnet sind, dass diese bei der Verwendung der Vorrichtung mit der Flüssigkeit in Kontakt stehen können. Die Dichtungen können in einem Aufnahmeraum angeordnet sein, der mit dem zumindest einen Zulauf verbunden ist. Der Aufnahmeraum ist insbesondere fluidtechnisch mit dem zumindest einen Zulauf verbunden. Dies kann insbesondere bedeuten, dass bei der Verwendung der Vorrichtung die Flüssigkeit von dem zumindest einen Zulauf in den Aufnahmeraum strömen kann. Der Aufnahmeraum ist insbesondere in dem Gehäuse bzw. einem Gehäuseunterteil des Gehäuses ausgebildet. Der Aufnahmeraum kann über zumindest einen Spalt zwischen dem Gehäuse und einer Umfangsfläche des Umstellelements mit dem zumindest einen Zulauf verbunden sein. Der zumindest eine Spalt ist insbesondere ringförmig, also umlaufend um die Drehachse ausgebildet. Durch den zumindest einen Spalt kann bei der Benutzung der Vorrichtung Flüssigkeit in den Aufnahmeraum strömen. Dabei kann die durch den zumindest einen Spalt in den Aufnahmeraum strömende Flüssigkeit die Dichtlippen insbesondere gegen das Umstellelement (bzw. gegen dessen Abströmseite) drücken.
Alternativ oder zusätzlich kann der zumindest eine Durchlass des Umstellelements derart ausgebildet sein, dass die Flüssigkeit bei der Benutzung der Vorrichtung in jeder Drehposition des Umstellelements über den zumindest einen Durchlass in den Aufnahmeraum strömen kann. Hierzu kann der zumindest eine Durchlass so dimensioniert sein, dass sich die Öffnung des Durchlasses zumindest auf der Abströmseite über die Dichtung hinaus erstreckt (wenn der Durchlass fluchtend zu der Dichtung angeordnet ist). Hierdurch kann der Flüssigkeitsdruck der Flüssigkeit beidseitig auf die Dichtlippen wirken, sodass der Flüssigkeitsdruck zumindest einen geringeren Einfluss auf ein zum Drehen des Umstellelements um die Drehachse erforderliches Betätigungsmoment aufweist.
Das Umstellelement liegt, insbesondere mit der Abströmseite, an den Dichtlippen an und ist zum Umstellen des Strömungswegs in dem Gehäuse um eine Drehachse drehbar gelagert. Insbesondere ist das Umstellelement derart um die Drehachse drehbar, dass ein Durchlass des Umstellelements mit dem Ablaufeinlass des mit dem Zulauf zu verbindenden Ablaufs fluchtet. Hierdurch kann die Flüssigkeit durch den Durchlass des Umstellelements in den jeweiligen Ablauf strömen. Die Ablaufeinlässe derjenigen Abläufe, mit denen der Durchlass des Umstellelements nicht fluchtet, werden durch Anlage des Umstellelements an die Dichtlippen der Dichtungen verschlossen, sodass keine Flüssigkeit in die jeweiligen Abläufe fließen kann. Insbesondere ist durch das Umstellelement nur jeweils ein einziger Ablauf öffenbar, wobei die übrigen Abläufe durch das Umstellelement verschlossen sind.
Bei einer Umstellung des Strömungswegs erfolgt insbesondere keine Reduzierung der Durchflussmenge auf null. Insbesondere erfolgt bei der Umstellung des Strömungswegs eine nur geringe Veränderung der Durchflussmenge, bevorzugt eine Schwankung um höchstens 50 %, besonders bevorzugt um höchstens 25 % oder sogar um höchstens 5 % oder es tritt sogar keine Schwankung auf. Für die Realisierung dieser Durchströmungsbedingungen kann insbesondere eine besondere Aufteilung bzw. Anordnung sowie eine Ausführung der Durchlässe des Umstellelements bzw. der Ablaufeinlässe entsprechend angepasst werden.
Das Energiespeicherelement ist insbesondere eine Feder, z. B. eine Zugfeder oder Druckfeder, die z. B. als Spiralfeder, Tellerfeder oder ähnliches ausgeführt ist. Es kann aber auch als elastisch verformbares Gummielement oder ähnliches ausgeführt sein, solange durch die Verlagerung cider Verformung des Energiespeicherelements die dafür erforderliche Energie in dem Energiespeicherelement gespeichert und bei Bedarf (und mit möglichst geringem Verlaust) wieder abgegeben werden kann.
Insbesondere ist das Energiespeicherelement mit einer Vorspannung in dem Gehäuse der Vorrichtung verbaut, so dass insbesondere auch bei einem geringen Flüssigkeitsdruck der über den Zulauf zugeführten Flüssigkeit das Umstellelement mit einem Mindestanpressdruck gegen die Dichtungen der Ablaufeinlässe gedrückt wird.
Steigt der Flüssigkeitsdruck der zugeführten Flüssigkeit, wird das Umstellelement durch den Flüssigkeitsdruck stärker gegen die Dichtungen gepresst, so dass ein für das Verdrehen des Umstellelements erforderliche Betätigungsmoment ansteigt. Aus diesem Grund wird ein ortsfester Anschlag vorgeschlagen, der eine Verlagerung des Umstellelements entlang der Drehachse hin zu den Dichtungen begrenzt, so dass der Anpressdruck des Umstellelements an die Dichtungen auf einen Maxima Ian pressdruck begrenzt.
Der Anschlag ist ortsfest, insbesondere ortsfest gegenüber einer zur Drehachse parallelen axialen Richtung. Ortsfest heißt insbesondere, dass bei den in der Vorrichtungen auftretenden Drücken ein Nachgeben des Anschlags (also eine Verlagerung des Anschlags in Richtung der axialen Richtung) gerade nicht auftritt.
Insbesondere gewährleistet das Energiespeicherelement einen Mindestanpressdruck des Umstellelements an die Dichtungen bei einem geringen Flüssigkeitsdruck. Insbesondere begrenzt der Anschlag einen Maximalanpressdruck des Umstellelements an die Dichtungen bei einem hohen Flüssigkeitsdruck. Damit kann eine Schwankung eines zum Verdrehen des Umstellelements erforderlichen Betätigungsmoments begrenzt werden.
Damit liegt das Umstellelement immer mit einem Anpressdruck an den Dichtungen an, der den Mindestanpressdruck und den Maximalanpressdruck und den dazwischen liegenden Bereich umfasst. Dieser Anpressdruck kann durch die Auswahl des Energiespeicherelements und die Lage des Anschlags (sowie durch die Auswahl einer geeigneten Dichtungsgeometrie) eingestellt werden.
Diese Begrenzung des im Betrieb der Vorrichtung auftretenden Anpressdrucks führt dazu, dass einerseits das zum Verdrehen des Umstellelements erforderliche Betätigungsmoment möglichst konstant gehalten werden kann und dass andererseits eine stets sichere Dichtwirkung zwischen Dichtung und Umstellelement (an den nicht ausgewählten Ablaufeinlässen) gewährleistet ist, so dass Querflüsse verhindert werden können. Insbesondere ist das Energiespeicherelement als (Druck-)Feder ausgeführt, die sich an einem Verstellknopf, über den das Umstellelement entlang einer sich um die Drehachse erstreckenden Umfangsrichtung verstellbar ist, gegenüber einer zur Drehachse parallelen axialen Richtung abstützt.
Insbesondere ist der Anschlag als Gleitlager ausgeführt. Ein Gleitlager weist eine Oberfläche auf, die einen möglichst geringen Reibwert aufweist. Damit soll eine relative Bewegung eines an dem Gleitlager anliegenden Bauteils (hier das Umstellelement, das an dem Anschlag anliegt und ggf. dabei zum Auswählen eines anderen Ablaufs verdreht wird) möglichst reibungsfrei erfolgen, so dass über das Gleitlager ein möglichst geringer Widerstand gegen diese Bewegung erzeugt wird. Dafür geeignete Materialien (insbesondere im Hinblick auf die Materialpaarung Anschlag/Um- stellelement) sind grundsätzlich bekannt, insbesondere geeignete Kunststoffmaterialien.
Insbesondere ist zumindest eine Dichtung (bevorzugt sind alle an den Ablaufeinlässen angeordnete Dichtungen) ringförmig ausgebildet und weist einen Ringkörper und eine sich ausgehend von dem Ringkörper hin zum Umstellelement ringförmige Dichtlippe auf. Der Ringkörper ist insbesondere in einer ringförmigen Nut im Gehäuse angeordnet und stützt sich an einer inneren Wandung und an einer äußeren Wandung gegenüber einer quer zur Drehachse verlaufenden Richtung jeweils vollumfänglich ab. Diese Abstützung gegenüber allen quer zur Drehachse des Umstellelements verlaufenden Richtungen ist insbesondere vorteilhaft gegenüber den Reibungskräften, die bei der Verdrehung des Umstellelements gegenüber den Dichtungen wirken bzw. an den Dichtungen angreifen.
Durch die Nut kann der jeweilige Dichtring insbesondere mit hoher Lagegenauigkeit verbaut werden. Weiterhin ermöglichen die Wandungen eine Gewährleistung der Formstabilität der Dichtung und verhindern deren Verlagerung, insbesondere gegenüber den angesprochenen Reibungskräften. Insbesondere weist der mindestens eine Durchlass hin zum Zulauf eine umlaufend um den Durchlass ausgebildete Einlaufgeometrie auf, die zumindest teilweise als sich hin zum Zulauf kontinuierlich erweiternde Schräge und teilweise als scharfe Kante ausgeführt ist.
Diese Einlaufgeometrie ist insbesondere an der dem Zulauf zugewandten Anströmseite des Umstellelements angeordnet. Die sich hin zum Zulauf kontinuierlich erweiternde Schräge kann durch eine Gerade gebildet sein oder einen kurvenförmigen Verlauf aufweisen. Die teilweise Ausführung als scharfe Kante (also mit einem geringen Radius von weniger als 0,5 Millimeter, insbesondere von weniger als 0,1 Millimeter) kann insbesondere Verwirbelungen der aus dem Zulauf zuströmenden Flüssigkeit verhindern bzw. verringern, so dass damit Strömungsgeräusche vermindert und die Durchflussleistung durch den Durchlass vergrößert werden kann.
Insbesondere bildet das Umstellelement mit dem Gehäuse zwei Drehwinkelbegrenzungen aus, die entlang einer sich um die Drehachse erstreckenden Umfangsrichtung jeweils um 180 Winkelgrad zueinander versetzt angeordnet sind. Diese symmetrische Anordnung der Drehwinkelbegrenzungen (entsprechende Anschlagsflächen sind dann jeweils gegenüberliegend an Umstellelement und Gehäuse angeordnet) ermöglicht insbesondere die sehrgenau definierbare Endposition des Umstellelements. Zudem können fertigungsbedingte Abweichungen verringert werden, weil Toleranzketten vermieden werden. Auch durch diese Ausgestaltungen können Querflüsse zwischen den Abläufen verringert oder sogar verhindert werden.
Insbesondere weist das Umstellelement zwei Durchlässe und die Vorrichtung drei Abläufe auf, wobei eine Verdrehung des Umstellelements um jeweils 60 Winkelgrad um die Drehachse den Strömungsweg (von einem Ablauf zu einem anderen Ablauf) umstellt.
Insbesondere weisen die zwei Durchlässe (des Umstellelements) zumindest hin zum Zulauf (also auf einer Anströmseite des Umstellelements) jeweils eine umlaufend um den Durchlass ausgebildete Einlaufgeometrie auf, wobei die Einlaufgeometrien voneinander unterschiedlich ausgebildet sind. Insbesondere weist z. B. nur einer der Durchlässe eine Einlaufgeometrie mit einer scharfen Kante auf.
Insbesondere weisen auf einer hin zu den Dichtungen orientierten Abströmseite des Umstellelements die Durchlässe einen jeweils leicht abgerundeten Übergang vom Durchlass zur Abströmseite auf. Dieser Übergang weist insbesondere einen Radius von 0,2 bis 0,4 Millimeter auf. Dieser abgerundete Übergang soll einerseits eine Beschädigung der Dichtungen verhindern und andererseits aber eine gewünschte Abdichtung bei der Umstellung der Strömungswege ermöglichen.
Insbesondere ist der eine Durchlass mit zwei Abläufen und der andere Durchlass nur mit einem Ablauf strömungstechnisch verbindbar.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren besonders bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Dabei sind gleiche Bauteile in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen beispielhaft und schematisch:
Fig. 1: eine Sanitärbrause mit einer Vorrichtung zum Umschalten eines Strömungswegs in einem Längsschnitt, in einer perspektivischen Darstellung;
Fig. 2: eine Vorrichtung in einem Längsschnitt bei einem geringen Flüssigkeitsdruck;
Fig. 3: die Vorrichtung nach Fig. 2 in einem Längsschnitt bei einem hohen Flüssigkeitsdruck;
Fig. 4: ein Detail der Vorrichtung nach Fig. 3 in einem Längsschnitt;
Fig. 5: das Detail nach Fig. 4 in einer perspektivischen Darstellung mit einem teiltransparentem Umstellelement; Fig. 6: ein Umstellelement der Vorrichtung nach Fig. 2 bis 5 in einer ersten perspektivischen Ansicht; und
Fig. 7: das Umstellelement nach Fig. 6 in einer zweiten perspektivischen Ansicht.
Die Fig. 1 zeigt eine Sanitärbrause 3 mit einer Vorrichtung 1 zum Umschalten eines Strömungswegs 2 in einem Längsschnitt, in einer perspektivischen Darstellung. Die Sanitärbrause 3 weist ein Brausengehäuse 37 mit einem Flüssigkeitseinlass 38 auf, an den eine Flüssigkeitszuführleitung bzw. ein Flüssigkeitszuführschlauch anschließbar ist. Innerhalb des Brausengehäuses 37 ist eine Vorrichtung 1 angeordnet, die über einen Strömungsweg 2 in Form eines Flüssigkeitskanals mit dem Flüssigkeitseinlass 38 verbunden ist, sodass die Flüssigkeit der Vorrichtung 1 zuführbar ist. Durch die Vorrichtung 1 ist der Strömungsweg 2 derart umstellbar, dass die Flüssigkeit wahlweise über einen ersten Ablauf 6 einem ersten Strahlbildner, über einem zweiten Ablauf 7 einem zweiten Strahlbildner oder über einem dritten Ablauf 8 einem dritten Strahlbildner zuführbar ist, sodass die Flüssigkeit durch die Sanitärbrause 3 in drei unterschiedlichen Strahlarten abgebbar ist. Zur Umstellung des Strömungswegs 2 weist die Vorrichtung 1 ein Umstellelement 13 auf, das mit einem Verstellknopf 19 gekoppelt ist, sodass das Umstellelement 13 durch einen Benutzer der Sanitärbrause 3 über den Verstellknopf 19 um eine Drehachse 16 drehbar ist.
Die Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung 1 in einem Längsschnitt bei einem geringen Flüssigkeitsdruck. Fig. 3 zeigt die Vorrichtung 1 nach Fig. 2 in einem Längsschnitt bei einem hohen Flüssigkeitsdruck. Fig. 4 zeigt ein Detail der Vorrichtung 1 nach Fig. 3 in einem Längsschnitt. Fig. 5 zeigt das Detail nach Fig. 4 in einer perspektivischen Darstellung mit einem teiltransparentem Umstellelement 13. Fig. 6 zeigt ein Umstellelement 13 der Vorrichtung 1 nach Fig. 2 bis 5 in einer ersten perspektivischen Ansicht. Fig. 7 zeigt das Umstellelement 13 nach Fig. 6 in einer zweiten perspektivischen Ansicht. Die Fig. 2 bis 7 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu der Fig. 1 wird verwiesen. Die Vorrichtung 1 weist ein Gehäuse 4 mit einem Gehäuseunterteil 39 und einem Gehäuseoberteil 40 auf. Das Gehäuse 4 umfasst einen Zulauf 5 zur Zuführung der Flüssigkeit sowie einen ersten Ablauf 6 zur Weiterleitung der Flüssigkeit an den ersten Strahlbildner, einen zweiten Ablauf 7 (siehe Fig.5) zur Weiterleitung der Flüssigkeit an den zweiten Strahlbildner und einen dritten Ablauf 8 (siehe Fig. 4) zur Weiterleitung der Flüssigkeit an den dritten Strahlbildner.
Jeder Ablauf 6, 7, 8 weist einen Ablaufeinlass 9, 10, 11 mit einer Dichtung 12 auf. Zwischen dem Gehäuseunterteil 39 und dem Gehäuseoberteil 40 ist ein Umstellelement 13 mit zwei Durchlässen 14, 15 angeordnet, das mit einer Abströmseite 32 an den Dichtungen 12 anliegt und zum Umstellen des Strömungswegs 2 um eine Drehachse 16 drehbar gelagert ist, so dass jeweils nur einer der Durchlässe 14, 15 den Zulauf 5 wahlweise mit jeweils einem der Abläufe 6, 7, 8 strömungstechnisch verbindet.
Die Vorrichtung weist ein Energiespeicherelement 17 auf, das das Umstellelement 13 entlang der Drehachse 16 gegen die Dichtungen 12 presst. Zudem weist die Vorrichtung 1 einen ortsfesten Anschlag 18 auf, der eine Verlagerung des Umstellelements 13 entlang der Drehachse 16 hin zu den Dichtungen 12 begrenzt.
Zum Umstellen des Strömungswegs 2 weist die Vorrichtung 1 das Umstellelement 13 auf. Das Umstellelement 13 ist nach Art einer (im Wesentlichen flachen und/oder kreisförmigen) Umstellscheibe ausgebildet. Das Umstellelement 13 liegt mit einer flachen bzw. ebenen Oberfläche der Abströmseite 32 an den Dichtungen 12 an.
Die Dichtlippen 23 der Dichtungen 12 weisen jeweils einen Freiraum 34 auf, in den die Dichtlippen 23 biegbar sind. Der Freiraum 34 ist nach Art eines umlaufenden Hinterschnitts in einer äußeren Umfangsfläche der Dichtung 12 ausgebildet. Ein Querschnitt der Dichtungen 12 ist im Bereich der Dichtlippe 23 V-förmig ausgebildet. Die Dichtungen 12 sind in einem Aufnahmeraum 35 angeordnet, der mit dem zumindest einen Zulauf 5 fluidtechnisch verbunden ist. Bei der Verwendung der Vorrichtung 1 kann die Flüssigkeit von dem zumindest einen Zulauf 5 in den Aufnahmeraum 35 strömen. Der Aufnahmeraum 35 ist in dem Gehäuseunterteil 39 des Gehäuses 4 ausgebildet. Der Aufnahmeraum 35 ist über zumindest einen Spalt 36 zwischen dem Gehäuse 4 und einer Umfangsfläche des Umstellelements 13 mit dem zumindest einen Zulauf 5 verbunden. Durch den zumindest einen Spalt 36 kann bei der Benutzung der Vorrichtung 1 Flüssigkeit in den Aufnahmeraum 35 strömen. Dabei kann die durch den zumindest einen Spalt 36 in den Aufnahmeraum 35 strömende Flüssigkeit die Dichtlippen 23 gegen das Umstellelement 13 (bzw. gegen dessen Abströmseite 32) drücken.
Zusätzlich sind die Durchlässe 14, 15 des Umstellelements 13 derart ausgebildet, dass die Flüssigkeit bei der Benutzung der Vorrichtung 1 in jeder Drehposition des Umstellelements 13 über den jeweiligen Durchlass 14, 15 in den Aufnahmeraum 35 strömen kann. Hierzu sind die Durchlässe 14, 15 so dimensioniert, dass sich die jeweilige Öffnung der Durchlässe 14, 15 zumindest auf der Abströmseite 32 über die Dichtung 12 hinaus erstreckt (wenn der Durchlass 14, 15 fluchtend zu der Dichtung 12 angeordnet ist, siehe z. B. Fig. 5). Hierdurch kann der Flüssigkeitsdruck der Flüssigkeit beidseitig auf die Dichtlippen 23 wirken, sodass der Flüssigkeitsdruck zumindest einen geringeren Einfluss auf ein zum Drehen des Umstellelements 13 um die Drehachse 16 erforderliches Betätigungsmoment aufweist.
Das Umstellelement 13 liegt mit der Abströmseite 32 an den Dichtlippen 23 an und ist zum Umstellen des Strömungswegs 2 in dem Gehäuse 4 um eine Drehachse 16 drehbar gelagert. Das Umstellelement 13 ist derart um die Drehachse 16 drehbar, dass ein Durchlass 14, 15 des Umstellelements 13 mit dem Ablaufeinlass 9, 10, 11 des mit dem Zulauf 5 zu verbindenden Ablaufs 6, 7, 8 fluchtet. Hierdurch kann die Flüssigkeit durch den Durchlass 14, 15 des Umstellelements 13 in den jeweiligen Ablauf 6, 7, 8 strömen. Die Ablaufeinlässe 9, 10, 11 derjenigen Abläufe 6, 7, 8, mit denen der jeweilige Durchlass 14, 15 des Umstellelements 13 nicht fluchtet, werden durch Anlage des Umstellelements 13 an die Dichtlippen 23 der Dichtungen 12 verschlossen, sodass keine Flüssigkeit in die jeweiligen Abläufe 6, 7, 8 fließen kann. Durch das Umstellelement 13 ist nur jeweils ein einziger Ablauf 6, 7, 8 öffenbar, wobei die übrigen Abläufe 6, 7, 8 durch das Umstellelement 13 verschlossen sind.
Das Energiespeicherelement 17 ist eine Feder, die mit einer Vorspannung in dem Gehäuse 4 der Vorrichtung 1 verbaut ist, so dass auch bei einem geringen Flüssigkeitsdruck der über den Zulauf 5 zugeführten Flüssigkeit das Umstellelement 13 mit einem Mindestanpressd ruck gegen die Dichtungen 12 der Ablaufeinlässe 9, 10, 11 gedrückt wird (siehe Fig. 2).
Das Energiespeicherelement 17 ist als Druckfeder ausgeführt, die sich an einem Verstellknopf 19, über den das Umstellelement 13 entlang einer sich um die Drehachse 16 erstreckenden Umfangsrichtung 20 verstellbar ist, gegenüber einer zur Drehachse 16 parallelen axialen Richtung 21 abstützt.
Steigt der Flüssigkeitsdruck der zugeführten Flüssigkeit wird das Umstellelement 13 durch den Flüssigkeitsdruck stärker gegen die Dichtungen 12 gepresst, so dass ein für das Verdrehen des Umstellelements 13 erforderliche Betätigungsmoment ansteigt. Aus diesem Grund wird ein ortsfester Anschlag 18 vorgeschlagen, der eine Verlagerung des Umstellelements 12 entlang der Drehachse 16 hin zu den Dichtungen 12 begrenzt (siehe Fig. 3), so dass der Anpressdruck des Umstellelements 13 an die Dichtungen 12 auf einen Maximalanpressdruck begrenzt wird.
Der Anschlag 18 ist ortsfest gegenüber einer zur Drehachse 16 parallelen axialen Richtung 21. Der Anschlag 18 begrenzt einen Maximalanpressdruck des Umstellelements 13 an die Dichtungen 12 bei einem hohen Flüssigkeitsdruck (siehe Fig. 3). Damit kann eine Schwankung eines zum Verdrehen des Umstellelements 13 erforderlichen Betätigungsmoments begrenzt werden. Damit liegt das Umstellelement 13 immer mit einem Anpressdruck an den Dichtungen 12 an, der den Mindestanpressdruck und den Maximalanpressdruck und den dazwischen liegenden Bereich umfasst. Dieser Anpressdruck kann durch die Auswahl des Energiespeicherelements 17 und die Lage und Auslegung des Anschlags 18 (sowie durch die Auswahl einer geeigneten Dichtungsgeometrie) eingestellt werden.
Diese Begrenzung des im Betrieb der Vorrichtung 1 auftretenden Anpressdrucks führt dazu, dass einerseits das zum Verdrehen des Umstellelements 13 erforderliche Betätigungsmoment möglichst konstant gehalten werden kann und dass andererseits eine stets sichere Dichtwirkung zwischen Dichtung 12 und Umstellelement 13 (an den nicht ausgewählten Ablaufeinlässen 9, 10, 12) gewährleistet ist, so dass Querflüsse verhindert werden können.
Die Dichtungen 12 sind ringförmig ausgebildet und weisen einen Ringkörper 22 und eine sich ausgehend von dem Ringkörper 22 hin zum Umstellelement 13 ringförmige Dichtlippe 23 auf. Der Ringkörper 22 ist in einer ringförmigen Nut 24 im Gehäuse 4 angeordnet und stützt sich an einer inneren Wandung 25 und an einer äußeren Wandung 26 gegenüber einer quer zur Drehachse 16 verlaufenden Richtung 27 jeweils vollumfänglich ab. Diese Abstützung gegenüber allen quer zur Drehachse 16 des Umstellelements 13 verlaufenden Richtungen 27 ist vorteilhaft gegenüber den Reibungskräften, die bei der Verdrehung des Umstellelements 13 gegenüber den Dichtungen 12 wirken bzw. an den Dichtungen 12 angreifen.
Der erste Durchlass 14 weist hin zum Zulauf 5, also an der Anströmseite 33, eine umlaufend um den Durchlass 14 ausgebildete Einlaufgeometrie 28 auf, die zumindest teilweise als sich hin zum Zulauf 5 kontinuierlich erweiternde Schräge 29 und teilweise als scharfe Kante 30 ausgeführt ist.
Die sich hin zum Zulauf 5 kontinuierlich erweiternde Schräge 29 weist einen kurvenförmigen Verlauf auf. Die teilweise Ausführung als scharfe Kante 30 (siehe Fig. 4, 5 und 7) (also mit einem geringen Radius von weniger als 0,5 Millimeter, insbesondere von weniger als 0,1 Millimeter) kann Verwirbelungen der aus dem Zulauf 5 zuströmenden Flüssigkeit verhindern bzw. verringern, so dass damit Strömungsgeräusche vermindert und die Durchflussleistung durch den ersten Durchlass 14 vergrößert werden kann.
Das Umstellelement 13 bildet mit dem Gehäuse 4 bzw. dem Gehäuseunterteil 39, zwei Drehwinkelbegrenzungen 31 aus, die entlang einer sich um die Drehachse 16 erstreckenden Umfangsrichtung 20 jeweils um 180 Winkelgrad zueinander versetzt angeordnet sind. Diese symmetrische Anordnung der Drehwinkelbegrenzungen 31 (entsprechende Anschlagsflächen sind jeweils gegenüberliegend an Umstellelement 13 und Gehäuseunterteil 39 angeordnet) ermöglicht die sehr genau definierbare Endposition des Umstellelements 13.
Das Umstellelement 13 weist zwei Durchlässe 14, 15 und die Vorrichtung 1 drei Abläufe 6, 7, 8 auf, wobei eine Verdrehung des Umstellelements 13 um jeweils 60 Winkelgrad um die Drehachse 16 den Strömungsweg 2 (von einem Ablauf 6, 7, 8 zu einem anderen Ablauf 8, 7, 6) umstellt. Die zwei Durchlässe 14, 15 weisen hin zum Zulauf 5 jeweils eine umlaufend um den Durchlass 14, 15 ausgebildete Einlaufgeometrie 28 auf, wobei die Einlaufgeometrien 28 voneinander unterschiedlich ausgebildet sind. Nur der erste Durchlass weist eine Einlaufgeometrie 28 mit einer scharfen Kante 30 auf.
Auf der hin zu den Dichtungen 12 orientierten Abströmseite 32 des Umstellelements 13 weisen die Durchlässe 14, 15 einen jeweils leicht abgerundeten Übergang vom Durchlass 14, 15 zur Abströmseite 32 auf. Dieser Übergang weist einen Radius 41 von 0,2 bis 0,4 Millimeter auf. Dieser abgerundete Übergang soll einerseits eine Beschädigung der Dichtungen 12 verhindern und andererseits aber eine gewünschte Abdichtung bei der Umstellung der Strömungswege 2 ermöglichen.
Der erste Durchlass 14 ist mit zwei Abläufen 6, 7 und der zweite Durchlass 15 nur mit einem Ablauf 8 strömungstechnisch verbindbar. Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung
2 Strömungsweg
3 Sanitärbrause
4 Gehäuse
5 Zulauf
6 erste Ablauf
7 zweite Ablauf
8 dritter Ablauf
9 erster Ablaufeinlass
10 zweiter Ablaufeinlass
11 dritter Ablaufeinlass
12 Dichtung
13 Umstellelement
14 erster Durchlass
15 zweiter Durchlass
16 Drehachse
17 Energiespeicherelement
18 Anschlag
19 Verstellknopf
20 Umfangsrichtung
21 axiale Richtung
22 Ringkörper
23 Dichtlippe
24 Nut
25 innere Wandung
26 äußere Wandung 27 Richtung
28 Einlaufgeometrie
29 Schräge
30 Kante 31 Drehwinkelbegrenzung
32 Abströmseite
33 Anströmseite
34 Freiraum
35 Aufnahmeraum 36 Spalt
37 Brausengehäuse
38 Flüssigkeitseinlass
39 Gehäuseunterteil
40 Gehäuseoberteil 41 Radius

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (1) zum Umstellen eines Strömungswegs (2) einer Flüssigkeit einer Sanitärbrause (3), zumindest aufweisend:
- ein Gehäuse (4) mit zumindest einem Zulauf (5) und einer Mehrzahl von Abläufen (6, 7, 8), wobei die Abläufe (6, 7, 8) jeweils einen Ablaufeinlass (9, 10, 11) mit einer Dichtung (12) aufweisen; und
- ein Umstellelement (13) mit mindestens einem Durchlass (14, 15), das an den Dichtungen (12) anliegt und zum Umstellen des Strömungswegs (2) um eine Drehachse (16) drehbar gelagert ist, so dass der mindestens eine Durchlass (14, 15) den Zulauf (5) wahlweise mit jeweils einem der Abläufe (6, 7, 8) strömungstechnisch verbindet; wobei die Vorrichtung (1) ein Energiespeicherelement (17) aufweist, das das Umstellelement (13) entlang der Drehachse (16) gegen die Dichtungen (12) presst; wobei die Vorrichtung (1) einen ortsfesten Anschlag (18) aufweist, der eine Verlagerung des Umstellelements (13) entlang der Drehachse (16) hin zu den Dichtungen (12) begrenzt.
2. Vorrichtung (1) nach Patentanspruch 1, wobei das Energiespeicherelement (17) einen Mindestanpressdruck des Umstellelements (13) an die Dichtungen (12) bei einem geringen Flüssigkeitsdruck gewährleistet; wobei der Anschlag (18) einen Maximalanpressdruck des Umstellelements (13) an die Dichtungen (12) bei einem hohen Flüssigkeitsdruck begrenzt, so dass eine Schwankung eines zum Verdrehen des Umstellelements (13) erforderlichen Betätigungsmoments begrenzt ist.
3. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Energiespeicherelement (17) als Feder ausgeführt ist, das sich an einem Verstellknopf (19), über den das Umstellelement (13) entlang einer sich um die Drehachse (16) erstreckenden Umfangsrichtung (20) verstellbar ist, gegenüber einer zur Drehachse (16) parallelen axialen Richtung (21) abstützt.
4. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Anschlag (18) als Gleitlager ausgeführt ist.
5. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei zumindest eine Dichtung (12) ringförmig ausgebildet ist und einen Ringkörper (22) und eine sich ausgehend von dem Ringkörper (22) hin zum Umstellelement (13) erstreckende ringförmige Dichtlippe (23) aufweist; wobei der Ringkörper (22) in einer ringförmigen Nut (24) im Gehäuse (4) angeordnet ist und sich an einer inneren Wandung (25) und an einer äußeren Wandung (26) gegenüber einer quer zur Drehachse (16) verlaufenden Richtung (27) jeweils vollumfänglich abstützt.
6. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der mindestens eine Durchlass (14, 15) hin zum Zulauf (5) eine umlaufend um den Durchlass (14, 15) ausgebildete Einlaufgeometrie (28) aufweist, die zumindest teilweise als sich hin zum Zulauf kontinuierlich erweiternde Schräge (29) und teilweise als scharfe Kante (30) ausgeführt ist.
7. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Umstellelement (13) mit dem Gehäuse (4) zwei Drehwinkelbegrenzungen (31) ausbildet, die entlang einer sich um die Drehachse (16) erstreckenden Umfangsrichtung (20) jeweils um 180 Winkelgrad zueinander versetzt angeordnet sind.
8. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Umstellelement (13) zwei Durchlässe (14, 15) und die Vorrichtung (1) drei Abläufe (6, 7, 8) aufweist, wobei eine Verdrehung des Umstellelements (13) um jeweils 60 Winkelgrad um die Drehachse (16) den Strömungsweg (2) umstellt.
9. Vorrichtung (1) nach Patentanspruch 8, wobei die zwei Durchlässe (14, 15) zumindest hin zum Zulauf (5) jeweils eine umlaufend um den Durchlass (14, 15) ausgebildete Einlaufgeometrie (28) aufweist, wobei die Einlaufgeometrien (28) voneinander unterschiedlich ausgebildet sind.
10. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 8 und 9, wobei der eine Durchlass (14, 15) mit zwei Abläufen (6, 7, 8) und der andere Durchlass (15, 14) nur mit einem Ablauf (6, 7, 8) strömungstechnisch verbindbar ist.
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