EP1812167B1

EP1812167B1 - Strahlaustrittselement für sanitärarmaturen

Info

Publication number: EP1812167B1
Application number: EP05815941.9A
Authority: EP
Inventors: Arno Hahn; Joachim Blattner; Ulrich Kinle; Jochen Armbruster
Original assignee: Hansgrohe SE
Current assignee: Hansgrohe SE
Priority date: 2004-11-15
Filing date: 2005-11-15
Publication date: 2014-12-31
Anticipated expiration: 2025-11-15
Also published as: US8047457B2; EP1812167A2; DE102004056074A1; WO2006050987A2; ES2530962T3; CN101056712A; WO2006050987A3; US20120024988A1; CN102500481A; US20080073450A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Strahlaustrittselement für Sanitärarmaturen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie es insbesondere für Schwallbrausen verwendet wird. Schwallbrausen dienen dazu, einen geschlossenen frei fallenden breiten Wasserstrahl zu formen, der eine möglichst glatte Strömung bildet.
Bei einer bekannten Schwallbrause dieser Art ist ein metallisches Gehäuse vorhanden, das auf der einen Seite einen kreiszylindrischen Stutzen für den Wassereinlass aufweist. Unmittelbar an den Anschlussstutzen schließt sich der Übergang in das immer breiter und flacher werdende Gehäuse an. Das Gehäuse ist gegenüber dem Anschlussstutzen abgewinkelt. Im Übergang zwischen dem Anschlussstutzen und dem abgewinkelten Gehäuse sind Leiteinrichtungen vorhanden, die das einströmende Wasser umleiten ( DE 26 19 415 ).
Ebenfalls bekannt ist eine Schwallbrause ( DE 25 54 723 ), bei der die eine Begrenzungswand des ebenfalls vom Anschlussstutzen ausgehend breiter und flacher werdenden Gehäuses einen Knick aufweist.
Allen bekannten Schwallbrausen ist gemeinsam, dass sich das Innere des Gehäuses von dem Anschlussstutzen ausgehend allmählich in eine der schlitzartigen Austrittsöffnung ähnliche Form umwandelt. Außerdem sind die bekannten Schwallbrausen eigenständige Armaturen, die direkt an eine Hausinstallation angeschlossen werden.
Weiterhin ist eine Wasserfallvorrichtung bekannt, die am Wassereingang eine große Kammer aufweist, die durch eine Wand in zwei Teile unterteilt ist. Zwischen den beiden Teilen der Kammer befindet sich ein Durchgang, der durch ein Sieb abgedeckt ist, wodurch sich die Wasserwirbel im ersten Teil der Kammer beim Durchtritt durch das Sieb teilweise beruhigen. Vor dem Auslaufende ist ein langer flacher rechteckiger Kanal angeordnet ( US 2001/0018776 ). Eine ähnliche künstliche Wasserfallvorrichtung ist aus US 6170094 bekannt. Wasserfallvorrichtungen dieser Art sind dazu bestimmt, einen dauernden künstlichen Wasserfall zu erzeugen.
Es gibt Anwendungsfälle, in denen mit einer üblichen Sanitärarmatur Schwallstrahlen erzeugt werden sollen.
Ein Strahlaustrittselement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist z.B. in der EP 0 319 417 A1 offenbart.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Strahlaustrittselement zu schaffen, das auch bei ungünstigen Platzverhältnissen oder Einbausituationen die Möglichkeit bietet, einen sauberen Schwallstrahl zu erzeugen.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Strahlaustrittselement mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen vor. Dieses Strahlaustrittselement ist insbesondere als Teil einer Sanitärarmatur zur Erzeugung eines Schwallstrahls gedacht.
Das Strahlaustrittselement enthält zwei Kammern, nämlich eine Einlasskammer, in die der Wassereinlass führt, und eine Strahlaustrittskammer, aus welcher der Strahlaustritt erfolgt, wobei auch hier der Wasserauslass schlitzartig ausgebildet ist. Zwischen den beiden Kammern gibt es einen Strömungsgleichrichter, der dazu dient, die Strömung des in die Einlasskammer gelangenden Wassers gleichzurichten und zu vereinheitlichen. Dadurch wird es möglich, den Einlass in die Einlasskammer unabhängig davon zu gestalten, ob dies für die Bildung eines Schwallstrahls besonders günstig ist. Dadurch hat der Entwerfer größere Freiheiten in der Konstruktion seiner Sanitärarmaturen, da er den Wassereinlass praktisch beliebig anordnen kann.
Um die gleichmäßige und auch optisch zufriedenstellende Schwallbildung weiter zu verbessern, ist erfindungsgemäß stromab des Strömungsgleichrichters eine Beruhigungszone für das strömende Wasser angeordnet. In dieser Beruhigungszone kann das zunächst gleichgerichtete strömende Wasser nochmals so beruhigt werden, dass eine optisch ansprechende Strömung erzielt wird. Die Beruhigungszone weist eine Vielzahl von Bremselementen auf, welche die Wasserströmung abbremsen.
Erfindungsgemäß kann in Weiterbildung vorgesehen sein, dass die Einlasskammer des Strahlaustrittselements einen flachen etwa rechteckigen Querschnitt in Strömungsrichtung aufweist.
In nochmaliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass auch die Strahlaustrittskammer einen flachen rechteckigen Querschnitt in Strömungsrichtung aufweist. Auf diese Weise ist es möglich, das gesamte Strahlaustrittselement als flaches scheibenartiges Bauteil auszubilden, das sich in Sanitärarmaturen einsetzen lässt.
Beide Kammern können etwa in der gleichen Ebene liegend angeordnet sein.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Strahlaustrittskammer eine abnehmende Höhe aufweist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann das Strahlaustrittselement zwischen der Einlasskammer und der Austrittskammer eine Engstelle aufweisen. Die Engstelle kann durch eine Verringerung der Höhe mindestens einer der beiden Kammern und/oder eine Verringerung der Breite mindestens einer Kammer gebildet sein.
Besonders günstig ist es, wenn der Strömungsgleichrichter im Bereich der Engstelle zwischen der Einlasskammer und der Austrittskammer angeordnet ist.
Die Bremselemente können sich, da ja die Kammer insgesamt flach gebaut ist, zwischen dem Boden und der Decke der Strahlaustrittskammer erstrecken. Es kann sich beispielsweise bei den Bremselementen um im Querschnitt kreisrunde Zapfen handeln.
Die Bremselemente können in mindestens einer Reihe angeordnet sein, wobei die Reihe quer zur Strömungsrichtung verläuft, also etwa parallel zur schlitzartigen Austrittsöffnung. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Bremselemente in mindestens zwei Reihen angeordnet sind, die ihrerseits wieder auf Lücke angeordnet sind. Das Wasser strömt also um die Bremselemente herum und trifft dann wieder auf ein Bremselement, um das es wiederum herum strömt.
Um auch bei sehr breiten Wasserauslässen eine gleichmäßige Verteilung der Wasserströmung zu gewährleisten, kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass stromab des Strömungsgleichrichters und/oder der Bremselemente ein Strahlformer angeordnet wird. Diese kann beispielsweise mehrere in Strömungsrichtung nebeneinander angeordnete langgestreckte Strahlformelemente aufweisen, die die Wasserströmung in einzelne Bereiche aufteilen, ohne diese Bereiche voneinander zu trennen.
In nochmaliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Ränder des Wasserauslasses aus der Strahlaustrittkammer in einer Fläche liegen, die schräg zur Strömungsrichtung verläuft. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die eine Begrenzungswand der Strahlaustrittskammer, beispielsweise die Decke, im Bereich des Wasserauslasses unter einem Winkel zur Strömungsrichtung verläuft. Der unter einem Winkel angeordnete Verlauf dieser Begrenzungswand kann beispielsweise abgerundet verlaufen, oder aber auch in mehreren Stufen abgewinkelt.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der obere Rand des Wasserauslasses verstellbar ausgebildet ist, beispielsweise verschwenkbar oder auch verschiebbar. Die Ränder des Wasserauslasses können auch mit weichen Lippen versehen werden, wobei als Material ein Elastomer, Gummi oder Silikon in Frage kommt.
Erfindungsgemäß kann der Wassereinlass senkrecht zur Ebene der oberen bzw. unteren Begrenzungswand der Einlasskammer erfolgen.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Zusammenfassung, deren beider Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird, der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:

Figur 1: eine Seitenansicht einer möglichen für eine Schwallbrause geeigneten Sanitärarmatur;
Figur 2: eine ebenfalls für eine Schwallbrause geeignete Sanitärarmatur;
Figur 3: einen Schnitt durch ein Strahlaustrittselement für eine Schwallbrausen;
Figur 4: einen Schnitt durch das Strahlaustrittselement der Figur 3;
Figur 5: einen weiteren Schnitt durch das Strahlaustrittselement der Figur 3;
Figur 6: einen Schnitt bzw. eine Ansicht durch ein weiteres Strahlaustrittselement;
Figur 7: einen Querschnitt durch das Strahlaustrittselement der Figur 6;
Figur 8: einen der Figur 7 entsprechenden Schnitt bei einer gegenüber Figur 6 und 7 abgeänderten Ausführungsform eines Strahlaustrittselements nach der Erfindung.

Die Figuren 1 und 2 zeigen mögliche Sanitärarmaturen, die wie übliche Sanitärarmaturen angebracht und verwendet werden können, und die zur Abgabe eines Schwallstrahls gedacht und ausgebildet sind.
Die Armatur der Figur 1 enthält ein Armaturengehäuse 1, an dessen Unterseite ein mit einem Außengewinde 2 versehenes Rohr 3 angebracht ist. Durch das Rohr führen Leitungen 4 für die Armatur hindurch. Das Rohr 3 wird durch eine Öffnung einer Platte hindurch gesteckt und von unten her mit der dargestellten Mutter versehen. Durch verdrehen der Mutter erfolgt eine Befestigung der Armatur an der Platte. An der in Figur 1 linken Seite ist ein Betätigungselement in Form eines Stabes 6 vorhanden, durch dessen Verschwenken der Wasserauslass aus der Armatur gesteuert wird. An der Oberseite des Armaturengehäuses 1 ist ein Auslaufgehäuse 5 angebracht, dass die Form einer flachen quaderförmigen Platte aufweist. Aus diesem Auslaufgehäuse 5 soll das Wasser beispielsweise aus der Zeichnungsebene nach vorn als Schwallstrahl austreten.
Die Armatur der Figur 2 weist ein etwas kompakteres Auslaufgehäuse 5 auf, an dessen Oberseite das als Stab ausgebildete Betätigungselement 6 angeordnet ist. Aus dem Auslaufgehäuse 5 soll aus einer gerade noch sichtbaren Auslauföffnung 7 das Wasser in Form eines Schwallstrahls austreten.
Figur 3 zeigt ein Strahlaustrittselement, das zum Einbau in das Auslaufgehäuse 5 der Sanitärarmatur nach Figur 1 bestimmt ist. Das Strahlaustrittselement kann als zweiteiliges Gehäuse ausgebildet sein, wobei dann beispielsweise die Figur 1 die Aufsicht auf die Schnittebene zwischen beiden Teilen des Gehäuses darstellt. Das Strahlaustrittselement enthält eine Einlasskammer 10, in die das auszugebende Wasser durch eine Öffnung 11 einströmt. Das Strahlaustrittselement enthält darüber hinaus eine Strahlaustrittskammer 12, aus der das Wasser durch eine Auslassöffnung 24 ins Freie austritt. Zwischen der Einlasskammer 10 und der Strahlaustrittskammer 12 ist eine Engstelle 13 ausgebildet. Die Engstelle 13 wird durch eine Verringerung der Breite des Strömungsquerschnitts gebildet. Unmittelbar vor der Engstelle 13 ist ein Strömungsgleichrichter 14 vorhanden. Dieser enthält mehrere nebeneinander angeordnete kurze Zwischenwände, deren Längsrichtung in Strömungsrichtung und parallel zueinander verläuft. Die Zwischenwände erstrecken sich zwischen dem Boden und der Decke der Einlasskammer 10.
Stromab der Trennstelle 13 verbreitert sich der Strömungsquerschnitt wieder deutlich. An dieser Stelle ist eine Beruhigungszone ausgebildet, in der das zunächst gleichgerichtete Wasser in seiner Strömung beruhigt wird. Diese Beruhigungszone enthält zwei quer zur Strömungsrichtung verlaufende Reihen von Bremselementen 15. Bei den Bremselementen 15 handelt es sich um kleine runde Zapfen, die sich zwischen dem Boden und der Decke der Kammer erstrecken. Die Bremselemente 15 jeder Reihe sind äquidistant angeordnet. Die Bremselemente 15 einer Reihe stehen auf Lücke gegenüber den Bremselementen 15 der benachbarten Reihe.
Stromab der Beruhigungszone, die durch die Bremselemente 15 gebildet wird, ist ein Strahlformer 16 ausgebildet, der das jetzt beruhigte Wasser in Stromfäden aufteilen soll. Der Strahlformer enthält mehrere Strahlformerelemente 17, die etwa tropfenförmig ausgebildet sind. Ihre Breite und ihr Abstand ist deutlich größer als die Breite und der Abstand zwischen den Bremselementen 15.
Stromab des Strahlformers 16 verbreitert sich dann die Strahlaustrittskammer 12 durch einen schrägen Verlauf ihrer Seitenwände, bis diese den Wasserauslass 24 erreichen.
Durch diese Hintereinanderschaltung zunächst des Strömungsgleichrichters 14, dann der Beruhigungszone und schließlich des Strahlformers wird dafür gesorgt, dass ein Schwallstrahl mit einem definierten Strahlbild erzeugt werden kann.
Figur 4 zeigt einen teilweisen Querschnitt durch das Strahlaustrittselement der Figur 4. Man kann hier sehen, dass stromab des Strahlformers 16 die Decke 20 der Austrittskammer 12 sich dem Boden 21 nähert, so dass hier der Abstand zwischen Boden und Decke verringert wird. Der eigentliche Wasserauslass 24 in Form einer schlitzförmigen Öffnung liegt in einer Fläche, die nicht senkrecht zu der Strömungsrichtung durch die Austrittskammer 12 verläuft. Vielmehr verläuft hier die Decke 20 der Strahlaustrittskammer in einer geschwungenen Kurve 22 gebogen, so dass der Strahl ebenfalls nach unten abgelenkt wird. Dabei wird von der Orientierung des Strahlaustrittselements ausgegangen, wie sie für die Sanitärarmatur der Figur 1 sinnvoll erscheint, wo der Begriff oben und unten durch die Anordnung der Armatur genau definiert ist.
Figur 5 zeigt nochmals einen Schnitt durch das Strahlaustrittselement, und zwar durch die Beruhigungszone mit den Bremselementen 15.
Figur 6 zeigt nun eine der Figur 3 ähnliche Darstellung eines zweiten Strahlaustrittselements nach der Erfindung. Während das Strahlaustrittselement der Figuren 3 bis 5 für die Armatur nach Figur 1 bestimmt ist, ist das Strahlaustrittselement nach den Figuren 6 und 7 für die Armatur nach Figur 2 gedacht. Auch dieses Strahlaustrittselement kann als aus Boden und Deckel bestehendes Element aufgebaut sein, so dass dann die Figur 6 die Draufsicht auf die Trennstelle darstellen würde. Die Figur 6 kann aber auch als Schnitt verstanden werden.
Das Strahlaustrittselement der Figur 6 enthält eine Strahleintrittskammer 30, in die das Wasser durch einen Wassereinlass 31 gelangt. Dieser ist nur teilweise dargestellt. Das Strahlaustrittselement enthält darüber hinaus eine Strahlaustrittskammer 32, aus der das Wasser durch eine schlitzförmige Auslassöffnung ins Freie gelangen kann. Zwischen beiden Kammern 30,32 ist eine Engstelle 33 vorhanden, die diesmal durch eine Verringerung der Höhe der Kammern gebildet ist, also durch eine Verringerung der Höhe des Strömungsquerschnitts. Dies kann man der Figur 7 besser entnehmen. In der Engstelle 33 ist ein Strömungsgleichrichter 34 angeordnet, der ähnlich wie der Strömungsgleichrichter 14 der Figur 3 als eine Reihe nebeneinander liegender Trennwände ausgebildet ist.
Die obere Begrenzungswand der Strahlaustrittskammer 32 wird im Bereich der Austrittsöffnung von einer Klappe 35 gebildet, die mit Hilfe zweier seitlicher Wellenstümpfe 36 schwenkbar gelagert ist. Die der Strahlaustrittskammer 32 zugewandte Fläche 36 der Klappe 35 entspricht dem bogenförmigen Verlauf 22 der Decke 20 der Strahlaustrittskammer 12 bei der Ausführungsform nach Figur 3 bis 5. Wie man der Figur 7 entnehmen kann, lässt sich diese Klappe 35 durch die Lagerung der Wellenstümpfe 36 verschwenken, um dadurch den Schwallstrahl einstellen zu können. Die den Wellenstümpfen 36 abgewandte Außenkante der Klappe 35 steht über das Strahlaustrittselement etwas vor, so dass ein Benutzer dort anfassen und die Klappe verschwenken kann.
Wie man dem Schnitt der Figur 7 ebenfalls entnehmen kann, ist die obere Begrenzungswand 37 der Strahlaustrittskammer ebenfalls so ausgebildet, dass sich hier der Abstand zwischen Boden und Decke 37 in Strömungsrichtung verringert.
Der Einlass in das Strahlaustrittselement der Figur 6 und 7 geschieht aus einer Richtung quer zur Strömungsrichtung, siehe den Schnitt der Figur 7.
Während die Änderung der von dem Strahl getroffenen Oberkante des Wasserauslasses aus der Strahlaustrittskammer 32 bei der Ausführungsform nach Figur 6 und 7 durch eine Verschwenkung dieser Oberkante mit Hilfe der Klappe 35 erfolgt, zeigt Figur 8 eine Möglichkeit, wie eine Änderung der Lage dieser Kante durch eine Verschiebung einer Blende 40 erfolgen kann. Diese Blende 40 ist im Bereich des Wasserauslasses aus der Strahlaustrittskammer 32 quer zur Strahlaustrittsrichtung verschiebbar angeordnet. Die Verschiebung kann in Richtung des Doppelpfeils 41 erfolgen. Die untere Stirnkante 42 der Blende 40 ist schräg ausgebildet, so dass dann, wenn die Blende 40 in den Bereich des austretenden Strahls verschoben wird, auch dort eine Abwinklung der entsprechenden Begrenzungswand der Strahlaustrittskammer 32 gegeben ist.

Claims

Strahlaustrittselement für Sanitärarmaturen, mit
- einer Einlasskammer (10, 30),

- einem in die Einlasskammer (10, 30) führenden Wassereinlass (11, 31),

- einer Strahlaustrittskammer (12, 32) und

- einem aus der Strahlaustrittskammer (12, 32) heraus führenden schlitzartigen Wasserauslass (24),
gekennzeichnet durch

- einen Strömungsgleichrichter (14, 34) zwischen der Einlasskammer (10, 30) und der Strahlaustrittskammer (12, 32) und

- eine Beruhigungszone, die stromab des Strömungsgleichrichters (14, 34) angeordnet ist und eine Vielzahl von Bremselementen (15) aufweist.
Strahlaustrittselement nach Anspruch 1, bei dem die Einlasskammer (10, 30) einen flachen etwa rechteckigen Querschnitt in Strömungsrichtung aufweist.
Strahlaustrittselement nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Strahlaustrittskammer (12, 32) einen flachen rechteckigen Querschnitt in Strömungsrichtung aufweist.
Strahlaustrittselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Strahlaustrittskammer (12, 32) eine abnehmende Höhe aufweist.
Strahlaustrittselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einer Engstelle (13, 33) zwischen der Einlasskammer (10, 30) und der Strahlaustrittskammer (12, 32).
Strahlaustrittselement nach Anspruch 5, bei dem der Strömungsgleichrichter (14,34) im Bereich der Engstelle (13, 33) zwischen der Einlasskammer (10, 30) und der Strahlaustrittskammer (12, 32) angeordnet ist.
Strahlaustrittselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem sich die Bremselemente (15) zwischen einem Boden und einer Decke der Strahlaustrittskammer (12) erstrecken.
Strahlaustrittselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Bremselemente (15) in mindestens zwei Reihen angeordnet sind, wobei die beiden Reihen auf Lücke angeordnet sind.
Strahlaustrittselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem stromab des Strömungsgleichrichters (14, 34) und/oder der Beruhigungzone ein Strahlformer (16) angeordnet ist.
Strahlaustrittselement nach Anspruch 9, bei dem der Strahlformer (16) in Strömungsrichtung langgestreckte Strahlformerelemente (17) aufweist, die mindestens teilweise parallel und/oder mindestens teilweise nicht parallel angeordnet sind.
Strahlaustrittselement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem Ränder des Wasserauslasses (14) aus der Strahlaustrittskammer in einer Fläche liegen, die unter einem Winkel zur Strömungsrichtung verläuft.
Strahlaustrittselement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem eine Decke der Strahlaustrittskammer (12, 42) im Bereich des Wasserauslasses (14) unter einem Winkel zur Strömungsrichtung verläuft.
Strahlaustrittselement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem eine Decke der Strahlaustrittskammer (12, 32) im Bereich des Wasserauslasses (14) abgerundet verläuft.
Strahlaustrittselement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem ein oberer Rand einer den Wasserauslass (14) bildenden Öffnung verstellbar ausgebildet ist, insbesondere verschwenkbar und/oder verschiebbar.
Strahlaustrittselement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem mindestens ein Rand einer den Wasserauslass (14) bildenden Öffnung nachgiebig ausgebildet ist, insbesondere aus einem elastomeren Material.
Strahlaustrittselement nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem der Wassereinlass (11, 31) senkrecht zur Ebene einer oberen bzw. unteren Begrenzung der Einlasskammer (10, 30) ist.