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Die Erfindung betrifft einen Strahlregler mit einem Strahlreglergehäuse, dessen Gehäuse-Innenraum eine im Vergleich zur Tiefe größere Breite hat und in dem ein Strahlzerleger mit einer Vielzahl von Durchflussöffnungen vorgesehen ist.
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Man hat bereits außergewöhnliche und ästhetisch ansprechende sanitäre Auslaufarmaturen geschaffen, die zur Erzeugung eines flachen Strahlbandes einen Wasserauslauf mit einem lichten Austrittsquerschnitt haben, der eine im Vergleich zur Tiefe größere Breite aufweist. Um auch bei solchen Auslaufarmaturen das ausströmende Wasser zu einem nicht-spritzenden und über eine möglichst lange Wegstrecke homogenen Strahlband zu formen, ist in den Wasserauslauf dieser Auslaufarmaturen ein Strahlregler der eingangs erwähnten Art einsetzbar, dessen Strahlreglergehäuse an den lichten Austrittsquerschnitt formangepasst ist und einen Gehäuse-Innenraum umgrenzt, der ebenfalls eine im Vergleich zur Tiefe größere Breite hat (vgl.
WO 2008/037341 A1 ). In dem Gehäuseinnenraum ist ein Strahlzerleger mit einer Vielzahl von Durchflussöffnungen vorgesehen, der das zum Strahlregler strömende Wasser in eine entsprechende Anzahl von Einzelstrahlen unterteilt. Diese Einzelstrahlen erfahren in den den lichten Durchflussquerschnitt verengenden Durchflussöffnungen des Strahlzerlegers eine derartige Beschleunigung, dass auf der Abströmseite des Strahlzerlegers ein Unterdruck entsteht, welcher Unterdruck die zur Durchmischung mit dem Wasser benötigte Luft in den Gehäuse-Innenraum ansaugt. Das derart mit Luft durchmischte Wasser wird in einer dem Strahlzerleger in Strömungsrichtung nachgeschalteten Strahlreguliereinrichtung und in einem abströmseitig angeordneten Strömungsgleichrichter zu einem perlend-weichen Auslaufstrahl geformt und vereint.
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Damit die Einzelstrahlen in den Durchflussöffnungen des Strahlzerlegers eine ausreichende Beschleunigung erfahren und damit der vorbekannte Strahlregler funktionsgerecht arbeiten kann, ist ein nicht unerheblicher Wasserdruck erforderlich, der jedoch nicht in allen Regionen und insbesondere in Ländern mit Schwerkraft-Systemen nicht immer zur Verfügung steht, bei denen in der Regel der Wasserdruck durch die Höhendifferenz zwischen Zapfstelle und Wasservorratsbehälter, der meist auf dem Dach angeordnet ist, vorgegeben ist.
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Aus der
DE 20 2007 013 740 U1 ist ein unbelüfteter Strahlregler vorbekannt, der eine siebartige Verteilerfläche mit einer Vielzahl von Durchflusslöchern hat, wobei dieser Verteilerfläche eine, in einem Zentralbereich des Strahlquerschnittes angeordnete Prallfläche und anschließend mehrere, in Strömungsrichtung orientierte Strömungsführungswände nachgeschaltet sind. Diese Prallfläche soll die von der Verteilerfläche kommenden Einzelstrahlen vom Zentralbereich des Gehäuseinnenraums aus in dessen Randbereiche umlenken und somit insbesondere an den Schmalendbereichen des Strahlreglers einen größeren Durchfluss ermöglichen. Da der aus DE 20 2007 013 740 U1 vorbekannte Strahlregler als Laminarer-Strahlregler ausgestaltet ist und da bei diesem vorbekannten Strahlregler eine Beschleunigung des Wasserstrahles gerade vermieden werden soll, ist eine wesentliche Querschnittsverengung im Verlaufe der durch das Strahlreglergehäuse führenden Strömungsführung nicht vorgesehen.
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Aus der
DE 10 2006 059 808 B3 kennt man bereits einen lediglich als Strömungsgleichrichter wirkenden Strahlformer, der das Formen eines flachen Wasserstrahlbandes mit einer im Vergleich zur Strahltiefe größeren Strahlbreite begünstigen soll. Um den austretenden Wasserstrahl auch über eine vergleichsweise lange freie Wegstrecke als klar konturiertes flaches Wasserstrahlband fortführen zu können, weist der vorbekannte Strahlformer eine sich zumindest in einem Teilbereich in Durchströmrichtung düsenartig verjüngende Strömungsführung auf, die beidseits ihrer Längserstreckung Randbereiche mit einem im Vergleich zum Längsmittelbereich größeren Durchflussquerschnitt hat, der in den randseitigen Eckbereichen jeweils einen volumenstarken Leitstrahl erzeugen soll. Da der aus DE 10 2006 059 808 B3 vorkannte Strahlformer lediglich als Strömungsgleichrichter wirkt und da mit diesem Strahlformer keine im dem Sinne strahlregelnde Funktion angestrebt wird, dass ein homogener, nicht-spritzender und gegebenenfalls auch perlend-weicher Wasserstrahl zu erzeugen wäre, ist bei diesem vorbekannten Strahlformer beispielsweise auch eine Strahlbelüftung nicht vorgesehen.
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Aus der
DE 103 12 856 A1 und der
DE 200 10 101 U1 kennt man bereits verschiedene Strahlregler, die einen becherförmig ausgestalteten Strahlzerleger aufweisen. An den Umfangswandungen des becherförmigen Strahlzerlegers sind Durchflussöffnungen vorgesehen, die in Strömungsrichtung in einem sich verjüngenden Flüssigkeitskanal münden. Diese vorbekannten Strahlregler weisen jedoch ein im Querschnitt kreisrundes Strahlreglergehäuse auf, dessen Gehäuseinnenraum einen allseits im wesentlichen gleichleibenden Radius hat.
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Es besteht daher die Aufgabe, einen Strahlregler der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der bereits bei geringen Wasserdrücken einen nicht-spritzenden, über eine lange Wegstrecke homogenen und gegebenenfalls auch perlend-weichen Wasserstrahl zu formen vermag.
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Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht bei dem Strahlregler der eingangs erwähnten Art darin, dass der Strahlzerleger trichterförmig ausgestaltet ist, dass der abströmseitig angeordnete Trichterboden eine Prallfläche bildet, dass zumindest an einer der Trichterwandungen wenigstens eine Durchflussöffnung vorgesehen ist, und dass zumindest eine Durchflussöffnung in einem sich in Strömungsrichtung wenigstens abschnittsweise verjüngenden Flüssigkeitskanal mündet.
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Der erfindungsgemäße Strahlregler weist einen Strahlzerleger auf, der den zufließenden Wasserstrom in eine Vielzahl von Einzelstrahlen aufteilt. Der Strahlzerleger ist trichterförmig ausgestaltet und weist zumindest in seinem auslaufseitigen Teilbereich einen im Wesentlichen V-förmigen Längsschnitt auf. Dabei bildet der abströmseitige Boden dieser V- oder Trichterform eine Prallfläche, die das zuströmende Wasser abbremst und zu der wenigstens einen Durchflussöffnung umlenkt, die in einem Flüssigkeitskanal mündet. Der Flüssigkeitskanal verjüngt sich in Strömungsrichtung derart, dass der von der wenigstens einen Durchflussöffnung kommende Einzelstrahl eine solche Beschleunigung erfährt, dass auf der Abströmseite des Strahlzerlegers ein Unterdruck entsteht, der bis in den Flüssigkeitskanal wirksam wird. Ist der erfindungsgemäße Strahlregler beispielsweise als belüfteter Strahlregler ausgestaltet, der an seinem Gehäuseumfang zumindest eine Belüftungsöffnung hat, kann mit Hilfe des durch den Strahlregler erzeugten Unterdrucks Umgebungsluft in das Gehäuseinnere und von dort bis in den Flüssigkeitskanal angesaugt werden, wobei diese Luft dort und auf der Abströmseite des Strahlzerlegers mit dem Wasser gut durchmischt wird.
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Eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht vor, dass der Flüssigkeitskanal von dem Strahlzerleger und zumindest einer innenumfangsseitigen Gehäusewandung begrenzt ist.
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Damit sich der Flüssigkeitskanal in Strömungsrichtung verjüngen kann, sieht eine bevorzugte Ausführungsform vor, dass die den Flüssigkeitskanal umgrenzenden Strahlzerleger- und Gehäusewandungen abweichende Neigungswinkel gegenüber der Strahlregler-Längsachse aufweisen.
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Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn von den den Flüssigkeitskanal begrenzenden Wandungen die innenumfangsseitige Gehäusewandung gegenüber der Strahlzerlegerwandung einen größeren Neigungswinkel relativ zur Strahlregler-Längsachse hat.
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Es hat sich als besonders vorteilhaft gezeigt, dass gegenüber der Strahlregler-Längsachse die Strahlzerlegerwandung einen Neigungswinkel α zwischen 5 und 15° und/oder die Gehäusewandung einen Neigungswinkel β zwischen 5 und 25° aufweist.
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Ein weiterer Vorschlag zur Lösung der oben gestellten Aufgabe, der zusätzlich oder stattdessen verwirklicht sein kann und dem eine eigenständige schutzwürdige Bedeutung zukommt, sieht vor, dass zur Erzeugung eines erhöhten Wasservolumens in den Eckbereichen des durch den Strahlregler fließenden Wasserstrahlbandes die an den Schmalendbereichen des Strahlzerlegers vorgesehenen Durchflussöffnungen im Vergleich zu den im Mittenbereich des Strahlzerlegers angeordneten Durchflussöffnungen einen größeren Durchflussquerschnitt bilden.
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Der erfindungsgemäße Flachstrahlregler weist einen Strahlzerleger auf, der Durchflusslöcher hat, die zur Erzeugung eines erhöhten Wasservolumens in den Eckbereichen des durch den Strahlregler fließenden Wasserstrahlbandes an den Schmalendbereichen des Strahlzerlegers im Vergleich zum Mittenbereich einen größeren Durchflussquerschnitt bilden. Da zumindest an den Schmalendbereichen des Strahlzerlegers ein vergleichsweise großer Durchflussquerschnitt zur Verfügung steht, kann auch bei geringem Wasserdruck ein ausreichendes Wasservolumen den Strahlzerleger passieren, um auf der Abströmseite des Strahlzerlegers erforderlichenfalls mit Luft durchmischt oder zu einem nicht-spritzenden Wasserstrahl geformt zu werden. Da der größere Durchflussquerschnitt auch ein größeres Wasservolumen in den Eckbereichen des durch den Strahlregler fließenden Wasserstrahlbandes zur Folge hat, stehen in den Eckbereichen größere Wasser-Teilmengen zur Verfügung, die nach dem Ausströmen aus dem Strahlregler über eine längere Wegstrecke ein homogenes Strahlband prägen können, bevor sich dieses Strahlband schließlich zusammenzieht und in sich zusammenfällt. Der erfindungsgemäße Strahlregler ist daher schon bei geringen Wasserdrücken vorteilhaft einsetzbar und zeichnet sich auch über eine längere Wegstrecke des austretenden Wasserstrahls durch ein homogenes Strahlbild aus.
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Der Strahlzerleger des erfindungsgemäßen Flachstrahlreglers kann als Lochplatte ausgebildet sein, die in ihren Schmalendbereichen eine erhöhte Anzahl von Durchflussöffnungen und/oder Durchflussöffnungen mit einem vergrößerten lichten Öffnungsquerschnitt aufweist. Eine bevorzugte Weiterbildung gemäß der Erfindung sieht jedoch vor, dass der Strahlzerleger trichterförmig ausgestaltet ist, dass der abströmseitig angeordnete Trichterboden eine Prallfläche bildet und dass zumindest an einer der Trichterwandungen insbesondere in ihrem an den Trichterboden angrenzenden Wandungs-Teilbereich wenigstens eine Durchflussöffnung vorgesehen ist. Bei dieser bevorzugten Weiterbildung gemäß der Erfindung ist der Strahlzerleger somit praktisch als Düse ausgebildet.
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Um auch bei geringen Wasserdrücken das durch den Strahlzerleger fließende Wasser ausreichend beschleunigen zu können, damit sich auch bei geringen Wasserdrücken auf der Abströmseite des Strahlzerlegers ein hoher Unterdruck aufbaut, ist es vorteilhaft, wenn zumindest die an den Längsseiten des Strahlzerlegers vorgesehenen Durchflussöffnungen in einem sich in Strömungsrichtung verjüngenden Flüssigkeitskanal münden.
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Zur besonders guten Aufbereitung des durch den Strahlzerleger fließenden Wassers und gegebenenfalls auch zur Luftdurchmischung ist es zweckmäßig, wenn das Wasser von der Prallfläche des Strahlzerlegers in Richtung zu den Durchflussöffnungen umgelenkt wird und wenn die von den Durchflussöffnungen kommenden Einzelstrahlen im Flüssigkeitskanal in Richtung zur auslaufseitigen Gehäuseöffnung des Strahlreglergehäuses umgelenkt wird. Bei dem erfindungsgemäßen Strahlregler wird das zuströmende Wasser im Bereich des Strahlzerlegers somit zumindest zweimal umgelenkt.
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Damit der Strahlzerleger praktisch über die gesamte Längserstreckung des erfindungsgemäßen Strahlreglers die ihm zugedachte Funktion gut erfüllen kann, ist es vorteilhaft, wenn der Strahlzerleger leistenförmig ausgebildet und/oder im Längsschnitt V-förmig ausgestaltet ist.
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Eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht vor, dass dem Strahlzerleger eine Lochplatte oder eine Gitter- oder Netzstruktur in Strömungsrichtung mit Abstand vorgeschaltet ist. Eine solche Lochplatte oder eine Gitter- oder Netzstruktur kann auch als Vorsatzsieb dienen, das die im Wasser eventuell mitgeführten Schmutzpartikel rechtzeitig ausfiltert, bevor diese Schmutzpartikel im Gehäuse-Innenraum des Strahlreglers zu Funktionsstörungen führen können. Es hat sich überraschend gezeigt, dass eine gegebenenfalls auch als Vorsatzsieb dienende Lochplatte eine vorregulierende Wirkung hat, die für eine zusätzliche Beruhigung des aus dem Strahlregler austretenden Wasserstrahles sorgt.
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Möglich ist es, dass der Strahlregler als unbelüfteter oder vorzugsweise als belüfteter Strahlregler ausgebildet ist.
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Damit die aus dem Strahlzerleger austretenden Einzelstrahlen mit der in das Gehäuse-Innere eingesaugten Luft gut durchmischt werden können und damit diese Einzelstrahlen anschließend wieder zu einem homogenen Austrittsstrahl zusammengeführt werden können, ist es vorteilhaft, wenn dem Strahlregler in Strömungsrichtung mit Abstand eine als Strahlreguliereinrichtung dienende Gitterstruktur nachgeschaltet ist.
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Ein homogenes Strahlbild des aus dem erfindungsgemäßen Strahlregler austretenden Wassers wird noch zusätzlich begünstigt, wenn am Auslaufende des Strahlreglergehäuses eine vorzugsweise wabenzellenartig ausgestaltete Lochplatte als Strömungsgleichrichter vorgesehen ist. Es hat sich überraschender Weise gezeigt, dass eine wabenzellige Auslaufstruktur bei einem Flachstrahlregler gegenüber einer fertigungstechnisch einfacher herzustellenden Rechteckgitter-förmigen Auslaufstruktur, wie sie beispielsweise in
WO 2008/037341 gezeigt ist, ein verbessertes Strahlbild, das einen gleichmäßigeren und ruhigeren Auslaufstrahl hat, erzeugt.
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Die als Strömungsgleichrichter dienende Lochplatte kann auch als Vandalismussicherung dienen, wenn sie in das Strahlreglergehäuse eingeformt ist.
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Weiterbildungen gemäß der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie der Zeichnung. Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispieles noch näher beschrieben.
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Es zeigt:
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1 einen Flachstrahlregler in einer Draufsicht auf seine zuströmseitige Stirnfläche, wobei der Strahlregler zur Erzeugung eines flachen Strahlbandes ein im Querschnitt langgestrecktes Strahlreglergehäuse hat,
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2 den Strahlregler aus 1 in einem perspektivisch dargestellten Längsschnitt durch Schnittebene II-II aus 1,
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3 den Strahlregler aus 1 und 2 in einem perspektivisch dargestellten und gegenüber 2 um 90° gedrehten Längsschnitt durch Schnittebene III-III aus 1,
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4 den Strahlregler aus 1 und 2 in einem Längsschnitt durch Schnittebene III-III aus 1,
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5 die Bestandteile des Strahlreglers aus den 1 bis 4 in einer auseinandergezogenen perspektivischen Einzelteil-Darstellung,
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6 den Strahlregler aus den 1 bis 5 in einem gegenüber 4 um 90° gedrehten Längsschnitt durch Schnittebene II-II aus 1, und
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7 den Strahlregler aus den 1 bis 6 in einem Detail-Längsschnitt aus 6.
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In den 1 bis 7 ist ein Strahlregler 1 dargestellt, der zur Erzeugung eines nicht-spritzenden Wasserstrahles in den Wasserauslauf einer hier nicht weiter gezeigten sanitären Auslaufarmatur einsetzbar ist. Der Strahlregler 1 hat ein Strahlreglergehäuse 2, dessen Gehäuse-Innenraum 3 eine im Vergleich zur Tiefe größere Breite hat. Der Strahlregler 1 soll das aus dem Wasserauslauf austretende Wasser zu einem Strahlband formen, das sich über eine vergleichsweise lange Wegstrecke durch ein homogenes Strahlbild auszeichnet, bevor der Wasserstrahl sich letztendlich doch zu einem im wesentlichen runden Strahlquerschnitt zusammenzieht.
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Im Gehäuse-Innenraum 3 des Strahlreglergehäuses 2 ist ein Stahlzerleger 4 mit einer Vielzahl von Durchflussöffnungen 5, 6 vorgesehen, von denen die an den Schmalendbereichen des Strahlzerlegers 4 vorgesehenen Durchflussöffnungen 5 im Vergleich zu den im Mittenbereich des Strahlzerlegers 4 vorgesehenen Durchflussöffnungen 6 einen größeren Durchflussquerschnitt bilden.
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Aus den Längsschnitten in 3 und 4 ist zu erkennen, dass der Strahlzerleger 4 leistenförmig ausgebildet ist und sich über nahezu den gesamten lichten Gehäusequerschnitt des Strahlreglergehäuses 2 erstreckt. Aus den um 90° gedrehten Längsschnitten in den 2, 6 und 7 ist entnehmbar, dass der Strahlzerleger 4 trichterförmig ausgebildet ist und dass der abströmseitig angeordnete Trichterboden eine Prallfläche 7 bildet. An den beiden, die Trichterwandungen 8 bildenden Längsseiten des trichterförmigen Strahlzerlegers 4 sind in den an den Trichterboden angrenzenden Wandungs-Teilbereichen die Durchflussöffnungen 5, 6 vorgesehen.
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Da der Strahlzerleger 4 eine an den Stirnseiten offene V-Form hat, sind auch an den Stirnseiten des Strahlzerlegers 4 Durchflussöffnungen 5 vorgesehen. Da somit an den Schmalendbereichen des Strahlzerlegers 4 eine im Vergleich zum Mittenbereich vergrößerte Anzahl von Durchflussöffnungen 5 vorgesehen ist und da zumindest einzelne der Durchflussöffnungen 5 an den Schmalendbereichen des Strahlzerlegers 4 einen größeren lichten Öffnungsquerschnitt haben, wird in den Eckbereichen des durch den Strahlregler 1 fließenden Wasserstrahlbandes ein erhöhtes Wasservolumen erzeugt.
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Da zumindest an den Schmalendbereichen des Strahlzerlegers 4 ein vergleichsweise großer Durchflussquerschnitt zur Verfügung steht, kann auch bei geringem Wasserdruck ein ausreichendes Wasservolumen den Strahlzerleger 4 passieren, um erforderlichenfalls auf der Abströmseite mit Luft durchmischt und/oder zu einem nicht-spritzenden Wasserstrahl geformt zu werden. Da der größere Durchflussquerschnitt auch ein größeres Wasservolumen in den Eckbereichen des durch den Strahlregler 1 fließenden Wasserstrahlbandes zur Folge hat, stehen in diesen Eckbereichen größere Wasser-Teilmengen zur Verfügung, die nach dem Ausströmen aus dem Strahlregler über eine längere Wegstrecke ein homogenes Strahlband prägen können. Der Strahlregler 1 ist daher schon bei geringen Wasserdrücken vorteilhaft einsetzbar und zeichnet sich auch über eine längere Wegstrecke des austretenden Wasserstrahles durch ein homogenes Strahlbild aus.
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Das in den Strahlregler 1 einfließende und durch den Strahlzerleger 4 hindurchströmende Wasser wird von der Prallfläche 7 des Strahlzerlegers 4 in Richtung zu den Durchflussöffnungen 5, 6 umgelenkt. Zumindest die an den Längsseiten des Strahlzerlegers vorgesehenen Durchflussöffnungen 5, 6, hier aber auch die an den Schmalenden vorgesehenen Durchflussöffnungen 5, münden in einem sich in Strömungsrichtung verjüngenden Flüssigkeitskanal 9. In diesem Flüssigkeitskanal 9, der den Strahlzerleger 4 allseits umgibt, wird das von den Durchflussöffnungen 5, 6 kommende Wasser in Richtung zur auslassseitigen Gehäuseöffnung des Strahlreglergehäuses 2 erneut umgelenkt und derart beschleunigt, dass auf der Abströmseite des Strahlzerlegers 4 ein Unterdruck entsteht, der ein Ansaugen von Umgebungsluft in den Gehäuse-Innenraum 3 bewirkt. Der Strahlregler 1, der hier als belüfteter Strahlregler ausgebildet ist, weist an seinem Gehäuseumfang Belüftungsöffnungen 10 auf, durch welche die Umgebungsluft in den Gehäuse-Innenraum 3 des Strahlreglers 1 angesaugt werden kann.
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Das auf der Abströmseite des Strahlzerlegers 4 mit Luft durchmischte Wasser wird in einer Strahlreguliereinrichtung 15 noch zusätzlich durchmischt und abgebremst. Diese Strahlreguliereinrichtung 15 ist hier als Gitterstruktur ausgebildet, die durch Scharen einander kreuzender achsparalleler Gitterstäbe gebildet wird. Diese Gitterstäbe sind auf ihrer Zuströmseite dachgiebelartig, gerundet oder sonst wie entgegen der Strömungsrichtung verjüngend ausgestaltet. Die als Strahlreguliereinrichtung 15 dienende Gitterstruktur ist an einem Wandungsabschnitt 11 des Strahlreglergehäuses 2 angeformt, wobei die Gitterstruktur seitlich vom Gehäuse-Umfang aus schubladenartig in den Gehäuseinnenraum 3 eingeschoben werden kann.
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Am Auslaufende des Strahlreglergehäuses 2 ist ein Strömungsgleichrichter vorgesehen, der durch eine hier wabenzellenartig ausgestaltete Lochplatte 12 gebildet ist. In dieser Lochplatte werden die wabenzellenartig ausgebildeten und aneinander angrenzenden Durchflusslöcher durch Führungswandungen umgrenzt, welche das durchströmende Wasser zu einem homogenen Austrittsstrahl formen. Die Lochplatte 12 ist abströmseitig an das Strahlreglergehäuse 2 angeformt und dient somit gleichzeitig auch als Vandalismussicherung.
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Dem Strahlzerleger 4 ist eine Lochplatte 13 in Strömungsrichtung vorgeschaltet, die auch als Vorsatzsieb dient. Diese als Vorsatzsieb dienende Lochplatte 13 hat eine vorregulierende Wirkung, welche die Erzeugung eines homogenen Strahlbildes noch zusätzlich begünstigt.
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Der in die Auslaufstirnseite des Wasserauslaufs einsetzbare Strahlregler 1 kann dort beispielsweise mit Hilfe einer Madenschraube gesichert werden, die in eine Schraubenöffnung am Armaturenumfang eingeschraubt wird und derart in den Armaturen-Innenraum vorsteht, dass die Madenschraube mit ihrem freien Schraubenende bis in eine am Strahlreglergehäuse 2 seitlich vorgesehene Öffnung 14 eingreift, in der sich ein Gewinde befindet oder in der sich eine Madenschraube beim Eindrehen selbst ein Gewinde einformt.