DE19614302A1 - Vorrichtung zur Vermeidung des Nachtropfens von Wasserzapfarmaturen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vermeidung von durch eine Wärmeausdehnung und/oder eine Behälter­ volumenverringerung entstehendes Nachtropfen einer Was­ serauslaufarmatur, insbesondere Wasserarmatur mit einem Wasserauslaufschlauch.

Bei Wasserauslaufarmaturen, insbesondere Armaturen mit einem Auslaufschlauch, kommt es häufig nach einem Zap­ fen von Heißwasser zu einem Nachtropfen der Armatur. Dieses ist meist darauf zurückzuführen, daß infolge der Temperatureinwirkung sich der Auslaufschlauch erwärmt und hierbei an Festigkeit verliert, so daß der Schlauch durch den herrschenden Fließdruck etwas gedehnt wird. Außerdem kommt es zu einer Wärmedehnung des Schlauches. Nach dem Abschluß des Wasserzapfvorgangs zieht sich der Schlauch aufgrund des Fließdruckabfalls zusammen und der Wasserstrahl reißt nicht unmittelbar, sondern zeit­ lich verzögert ab. Außerdem kühlt sich das im Schlauch verbleibende Wasser und der Schlauch selber ab. Bei diesem Vorgang reduziert sich das Schlauchvolumen und drückt Wasser aus dem Auslaufmundstück bzw. der Aus­ laufbrause, so daß das vom Benutzer als nachteilig emp­ fundene Nachtropfen auftritt. Hierbei wird häufig vom Benutzer nicht die tatsächliche Ursache des Nachtrop­ fens erkannt, sondern eine Undichtigkeit der Zapfarma­ tur vermutet.

Darüber hinaus tritt das unerwünschte Nachtropfen der Wasserauslaufarmatur verstärkt auf, wenn das Heißwasser in einem drucklosen Warmwasserbereiter bzw. Überlauf Warmwasserspeicher erzeugt wird. In diesen Warmwasser­ bereitern wird nämlich beim Heißwasserzapfvorgang eine entsprechende Menge Kaltwasser in den Warmwasserberei­ ter nachgespeist, welches dann innerhalb eines bestimm­ ten Zeitraumes - ungefähr 30 Minuten - bis auf eine Temperatur von maximal 90° aufgeheizt wird. Während des Heizvorganges vergrößert sich das Volumen des Wassers und führt somit zu einem verstärkten Tropfen an der Auslaufarmatur. Bei einem 10 l Warmwasserspeicher kann sich hierbei eine Wasservolumenvergrößerung von etwa 130 ml ergeben. Diese Wassermenge tropft dann in einem Zeitraum von ungefähr 30 Minuten aus der Auslaufarmatur aus.

Dieses Nachtropfen wird von den Benutzern als störend empfunden und häufig reklamiert. Darüber hinaus können sich durch die tropfende Auslaufarmatur, insbesondere bei kalkhaltigem Wasser, unschöne Ausscheidungen und Ablagerungen an den Tropfstellen im Wasch- oder Spül­ becken bilden.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 40 39 329 A1 ist bereits eine Auslaufarmatur in Form eines Brause­ kopfes bekannt, bei dem zur Verhinderung eines Verkal­ kens der Wasseraustrittsöffnungen eine federelastische Trennwand in dem Brausekopf vorgesehen ist, die beim Brausevorgang durch den Fließdruck des Wassers ausge­ wölbt wird. Nach dem Absperren des Wasserzuflusses kehrt die federelastische Trennwand in ihre ursprüngli­ che Lage zurück und saugt damit das in den Wasseraus­ trittsöffnungen bzw. Wasserstrahlbildnern vorhandene Wasser in den Brausekopf zurück, so daß unerwünschte Kalkausscheidungen in den Strahlbildnern weitgehend vermieden werden. Das Rücksaugvolumen ist jedoch rela­ tiv klein und dürfte insbesondere bei einem Betrieb mit einem Überlauf-Warmwasserspeicher nicht ausreichen.

Außerdem ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 37 42 603 A1 eine Vorrichtung zum Volumenausgleich bei Überlaufwarmwasserspeichern bekannt. Bei dieser Ein­ richtung wird jedoch der Kaltwasserversorgungsleitungs­ druck für den Betrieb dieser Einrichtung benötigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine relativ einfach herstell- und installierbare Vorrichtung zur Verhinderung eines Nachtropfens der Auslaufarmatur zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den An­ sprüchen 2 bis 10 angegeben.

Mit diesen Maßnahmen wird erreicht, daß beim Zapfvor­ gang über den Fließdruck des ausströmenden Wassers mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung das Volumen des Auslaufbereichs verkleinert und ein Federelement ge­ spannt wird. Bei einer Beendigung des Zapfvorgangs be­ wirkt das Federelement und/oder die Schwerkraft, daß das Volumen des Auslaufbereichs auf die ursprüngliche Größe zurückgeführt wird. Hierdurch wird das Wasser vom Strahlbildner der Auslaufarmatur zurückgezogen, so daß bei einem späteren Zusammenziehen des Schlauches und/oder einem Ausdehnen des im Überlaufspeicher be­ findlichen Wassers genügend Freiraum in der Auslauflei­ tung für die Aufnahme des verdrängten Wassers vorhanden ist und somit das unerwünschte Nachtropfen vermieden wird.

Das zusätzliche Aufnahmevolumen der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann so ausgelegt werden, daß die volle Ausdehnungsmenge eines Heißwasser-Überlaufwarmwasser­ bereiters oder nur die geringfügige Volumenzunahme durch eine Schrumpfung der Auslaufleitung bei Normal­ druckarmaturen aufgenommen wird.

Vorteilhaft kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch zusätzlich die Funktion eines Rückflußverhinderers er­ füllen, so daß bei einer an einem Schlauch angeordneten Auslaufarmatur ein unzulässiges Rücksaugen von Schmutz­ wasser in das Versorgungsleitungsnetz verhindert wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich­ nung angegeben und werden im folgenden näher beschrie­ ben. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Vermeidung des Nachtropfens in einer Auslaufleitung im Längsschnitt in der Stellung bei zapffreiem Betrieb;

Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung nach Einleitung des Zapfvorgangs;

Fig. 3 die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung beim Zapfvorgang in voll geöffneter Position;

Fig. 4 ein anderes Ausführungsbeispiel bei einer Vorrichtung zur Verhinderung des Nachtropfens im Längsschnitt in der Stellung bei zapffreiem Betrieb;

Fig. 5 die Vorrichtung gemäß Fig. 4 in der Stellung beim Wasserzapfvorgang.

Der Einfachheit halber sind bei den Ausführungsbeispie­ len in der Zeichnung gleiche oder entsprechende Elemen­ te mit jeweils gleichen Bezugszeichen versehen. Bei dem in Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbei­ spiel ist ein Hohlkörper 2 in eine Auslaufleitung 1 zwischengeschaltet. Die Auslaufleitung 1 kann als fle­ xible Schlauchleitung, z. B. für eine herausziehbare Spültischbrause, oder auch als starre Auslaufleitung ausgebildet sein. In dem Hohlkörper 2 ist in einer Zy­ linderführung 21 ein Kolben 3 axial verschieblich ange­ ordnet. Der Kolben 3 ist dabei mit einem Ansatz 31 aus der Zylinderführung 21 herausgeführt und trägt an sei­ nem vorstehenden Endbereich einen mit einer Schraubver­ bindung gehalterten Flansch 51. Dem Flansch 51 gegen­ überliegend ist an dem Hohlkörper 2 ein Hohlkörper­ flansch 23 angeordnet, wobei zwischen den beiden Flan­ schen eine Schraubenfeder 5 eingespannt ist, die be­ strebt ist, den Kolben 3 aus der Zylinderführung 21 herauszuziehen. Koaxial in dem Ansatz 31 ist ein An­ schluß 201 für den Einlaß der Auslaufleitung 1 vorgese­ hen. An dem Anschluß 201 folgt ein Kanal 34, der in ei­ ne Kammer 35 des Kolbens 3 mündet. In der Ebene der Kammer 35 sind vier Radialbohrungen 351 ausgebildet, die die Kammer 35 mit der zylindrischen Mantelfläche des Kolbens 3 verbinden. Am äußeren Endbereich der Boh­ rung 351 ist jeweils eine Abzweigbohrung 3511 ausgebil­ det, die in einen von der Zylinderführung 21 und dem Außenmantel des Ansatzes 31 gebildeten Ringraum 22 mün­ den. Stromabwärts hinter den Radialbohrungen 351 ist in einer umlaufenden Ringnut ein Dichtring 4 angeordnet, der in der in Fig. 1 gezeigten Position des Kolbens 3 an der Wandung der Zylinderführung 21 dichtend anliegt und somit ein unerwünschtes Rücksaugen von Wasser in das Versorgungsleitungsnetz verhindert.

In der in Fig. 1 gezeigten Position des Kolbens 3 be­ findet sich die Vorrichtung in Ruhestellung. Wird nun an einer Zapfarmatur - in der Zeichnung nicht darge­ stellt - Wasser gezapft, so gelangt dieses Zapfwasser über den Anschluß 201 in den Kanal 34 und von hier über die Kammer 35, die Radialbohrungen 351 sowie die Ab­ zweigbohrungen 3511 in den Ringraum 22 und erzeugt hier einen entsprechenden Wasserdruck, so daß der Kolben 3 mit dem Ansatz 31 in Fließrichtung des Wassers in den Hohlkörper 2 eingeschoben wird, wie es insbesondere aus Fig. 2 zu entnehmen ist. Hierbei gelangt der Kolben mit seiner zylindrischen Mantelfläche über eine Erwei­ terung 211 der Zylinderführung 21, so daß ein ringför­ miger Drosselspalt 212 das Überströmen des Wassers in den Anschluß 202 für das stromabwärts gelegene Teil der Auslaufleitung 1 ermöglicht, und der Dichtring 4 un­ wirksam wird. Bei einem entsprechend langen Zapfvorgang wird dabei der Kolben 3 mit dem Ansatz 31 völlig in den Hohlkörper hineingezogen, wie es aus der Zeichnung Fig. 3 ersichtlich ist, so daß in dieser Position des Kolbens 3 der Kanal 34 das zuströmende Wasser über die Kammer 35 und die Radialbohrungen 351 relativ ungedros­ selt in den Anschluß 202 für den Auslaß überführt. Wird der Wasserzapfvorgang beendet, so fällt der Staudruck im Ringraum 22 zusammen und die Schraubenfeder 5 drückt den Kolben 3 mit Hilfe des Flansches 51 und des Ansat­ zes 31 wieder in seine Ausgangsposition (vergl. Fig. 1) zurück. Bei dieser Rückführung wird das Volumen des Ansatzes 31 für eine entsprechende Wassermenge in der Zylinderführung 21 freigegeben, so daß eine entspre­ chende Menge Wasser aus der stromabwärts angeordneten Auslaufleitung 1 und dem Auslaufmundstück zurückgesaugt wird.

Der Hohlkörper 2 und/oder der Kolben 3 kann aus geeig­ netem Kunststoff oder Metall hergestellt sein. Zur stirnseitigen Abdichtung der Zylinderführung 21 des Hohlkörpers 2 ist ein Schraubdeckel 24 auf den Hohlkör­ per 2 dicht aufgeschraubt, wobei die Führungsbohrung zu dem Ansatz 31 des Kolbens 3 mit einem O-Ring 240 ge­ dichtet ist.

Die Wasserzuführung erfolgt bei diesem Ausführungsbei­ spiel über den axial verschiebbar angeordneten Kolben 3. Selbstverständlich kann das zufließende Wasser auch stromaufwärts vor dem Kolben 3 vom Hohlkörper 2 aus in den Ringraum 22 eingespeist werden. Auch kann die Schraubenfeder 5 in einer entsprechend verlängerten Zy­ linderführung 21 im Inneren des Hohlkörpers 2 angeord­ net sein.

In Fig. 4 und Fig. 5 der Zeichnung ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung dargestellt, wobei der Hohlkörper 2 im wesentlichen dem vorstehenden Aus­ führungsbeispiel entspricht. Anstatt eines Ansatzes ist bei diesem Ausführungsbeispiel jedoch ein äußerer Fe­ derbalg 32 und konzentrisch zum äußeren ein innerer Fe­ derbalg 33 angeordnet. Beide Federbälge 32 und 33 sind dabei mit der einen Stirnseite an der stromaufwärts ge­ legenen Stirnseite des Kolben 3 und an der anderen Stirnseite an einem Flansch 25 befestigt, wobei der Flansch 25 andererseits an dem Hohlkörper 2 mit einer Überwurfmutter 251 dicht befestigt ist. Wie es aus Fig. 4 und 5 ersichtlich ist, begrenzt der äußere Feder­ balg 32 den Ringraum 22, während der innere Federbalg 33 die radiale Begrenzung des Kanals 34 für das zuflie­ ßende Wasser bildet. Der zwischen dem äußeren Federbalg 32 und dem inneren Federbalg 33 gebildete Raum 320 ist über die Bohrungen 252 mit der Atmosphäre verbunden. Im übrigen entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem vor­ stehend beschriebenen. Die Schraubenfeder 5 kann hier­ bei entfallen, da die Federbälge 32, 33 neben der Funk­ tion als volumenveränderlicher Ansatz auch die Feder­ wirkung beinhalten.

Beim Beginn des Wasserzapfvorgangs wird somit der Kol­ ben 3 von seiner in Fig. 4 gezeigten Position axial in Richtung auf den Anschluß 202 verschoben und gibt damit - entsprechend dem in Fig. 1 bis 3 dargestellten Aus­ führungsbeispiel - den Durchfluß des Wassers frei. In Fig. 5 der Zeichnung ist der Kolben 3 in voll geöffne­ ter Position gezeigt, wobei zur Verhinderung eines An­ legens an die stromabwärts gelegene Stirnwand Abstands­ halter 26 vorgesehen sind. Wird nun der Wasserzapfvor­ gang beendet, so bricht der Staudruck stromaufwärts vor dem Kolben 3 im Ringraum 22 zusammen und die Federbälge 32 und 33 ziehen den Kolben 3 in seine Dichtposition gemäß Fig. 4 zurück.

Anstatt des zentralen Wasserzuführungskanals 34 über die Kammer 35 und die Radialbohrungen 351 kann die Zu­ führung des Wassers auch direkt vom Flansch 25 oder der Wandung des Hohlkörpers 2 in den Ringraum 22 stromauf­ wärts vor dem Kolben 3 erfolgen. Bei dieser Ausführung kann der innere Federbalg 33 entfallen. Außerdem können dann auch die Kammer 35, die Radialbohrungen 351 und die Abzweigbohrungen 3511 in dem Kolben 3 entfallen.

Bei dem Ausführungsbeispiel ist der Kolben 3 mit den Federbälgen 32, 33 und dem Flansch 25 einstückig aus Kunststoff hergestellt. Selbstverständlich können die Teile auch separat hergestellt und danach z. B. durch Kleben, Schweißen etc. zusammengefügt werden.

Die dargestellte Vorrichtung kann in eine flexible Schlauchleitung eingefügt werden. Alternativ kann sie aber beispielsweise auch im Handgriff einer Schlauch­ brause oder einer starren Auslaufleitung angeordnet werden.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Vermeidung von durch eine Wärmeaus­ dehnung und/oder eine Behältervolumenverringerung entstehendes Nachtropfen einer Wasserauslaufarma­ tur, insbesondere Wasserarmatur mit einem Wasser­ auslaufschlauch, dadurch gekennzeichnet, daß das durch die Auslaufleitung (1) ausfließende Wasser einen Hohlkörper (2) mit einem in einer Zylinder­ führung (21) bewegbaren Kolben (3) durchströmt, derart, daß der Kolben (3) vom Staudruck des aus­ fließenden Wassers in eine das aufnehmbare Wasser­ volumen verringernde Position im Hohlkolben (2) be­ wegt ist, während nach dem Abstellen des Wasseraus­ laufs der Kolben (3) von einem Rückstellfederele­ ment und/oder der Schwerkraft in seine ursprüngli­ che volumenvergrößernde Position zurückgeführt ist, wobei die Volumenvergrößerung so dimensioniert ist, daß das nach einer Erwärmung und/oder einer Behäl­ tervolumenverringerung nachströmende Wasser un­ schädlich aufgenommen werden kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kolben (3) mit einem im Durchmesser verringerten Ansatz (31) aus dem Hohlkörper (2) an der stromaufwärts gelegenen Seite gedichtet heraus­ geführt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kolben (3) an der einen Stirnseite an einem im Durchmesser verringerten Federbalg (32) befestigt ist, der andererseits an der stromauf­ wärts gelegenen Seite des Hohlkörpers (2) befestigt ist und der Innenraum des Federbalgs (32) mit der Atmosphäre verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zylinderführung (21) in Strömungsrichtung des Wassers im Durchmesser stetig oder stufenweise erweitert ausgebildet ist, wobei der Kolben (3) vom engsten Querschnitt der Zy­ linderführung (21) dichtend aufgenommen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Ein­ strömöffnungen für das zuströmende Wasser stromauf­ wärts vor dem Kolben (3) im Bereich eines Ringraums (22), der von der Zylinderführung (21) und dem An­ satz (31) oder dem Federbalg (32) gebildet ist, im Hohlkörper (2) vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß das zufließende Wasser durch einen Kanal (34) in eine Kammer (35) in dem Kolben (3) geleitet ist, wobei im Kolben (3) eine oder mehrere Radialbohrungen (351), vorzugsweise vier symmetrisch angeordnete Radialbohrungen (351), vorgesehen sind, die von der Kammer (35) ausgehend an der Mantelfläche des Kolbens (3) austreten, wo­ bei jeweils eine Abzweigbohrung (3511) ausgebildet ist, die in den von der Zylinderführung (21) und dem Ansatz (31) oder dem Federbalg (32) gebildeten Ringraum (22) mündet.

7. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei konzen­ trisch angeordnete Federbälge (32, 33) vorgesehen sind, wobei der äußere Federbalg (32) den Ringraum (22) radial nach innen, und der innere Federbalg (33) den Kanal (34) für das zufließende Wasser ra­ dial nach außen begrenzt, während der von den bei­ den Federbälgen (32, 33) begrenzte Raum (330) mit der Atmosphäre in Verbindung steht.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß in der Mantelfläche des Kolbens (3) ein Dichtring (4) angeordnet ist, der im engsten Bereich der Zylinderführung (21) eine Abdichtung bewirkt, so daß die Vorrichtung zusätz­ lich auch die Funktion eines Rückflußverhinderers erfüllt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß der Kolben (3) mit dem Ansatz (31) oder der Kolben (3) mit einem oder meh­ reren Federbälgen (32, 33) einstückig aus Kunststoff hergestellt ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß als Rückstellfederelement eine Schraubenfeder (5) vorgesehen ist, die den Hohlkörper (2) umgreift und die axial einerseits an einem Hohlkörperflansch (23), andererseits an einem am vorstehenden Ansatz (31) befestigten Flansch (51) abgestützt ist.