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Die
Erfindung betrifft einen Wasserauslauf für eine sanitäre Niederdruck-Auslaufarmatur.
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Man
kennt bereits Warmwasserbehälter,
die im Rahmen einer dezentralen Warmwasserversorgung unter einem
Waschtisch montiert sind. Solche Warmwasserbehälter sind als beheizte drucklose
Behälter
ausgestaltet, deren Füllvolumen
sich in Abhängigkeit
von der Wassertemperatur zusammenziehen oder auch ausdehnen kann.
Es findet eine Volumenveränderung
des im Behälter
befindlichen Wassers statt, wobei sich das Wasservolumen im Falle
einer Erhitzung des Wassers ausdehnt.
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Die
am Auslaufende einer sanitären
Auslaufarmatur üblicherweise
vorgesehenen Strahlregler haben vergleichsweise kleine Löcher, beispielsweise im
Bereich ihrer Strahlzerleger, die durch Verschmutzungen im Wasser
verschließen
und die Auslaufarmatur derart gefährlich dicht abschließen können, dass
sich im Wasserbehälter
ein gefährlicher
Druck aufbauen kann. Niederdruckarmaturen verwenden daher üblicherweise
keine normalen Strahlregler. Vielmehr werden dort Strahlregler verwendet,
die wesentlich größere Durchflussquerschnitte
haben. Es ist jedoch ein besonderer Nachteil, dass im Falle von temperaturbedingten
Ausdehnungen und Zusammenziehungen im Wasserbehälter auch die Wassersäule in der
Armatur sich verändern
kann. Insbesondere beim Verschließen der Auslaufarmatur ist
es üblich,
dass die in der Armatur noch stehende Wassersäule aus der Armatur ausfließt und nachtropft
oder nachfließt,
da die erforderliche freie Querschnittsfläche aus den oben genannten
Gründen
bewusst groß dimensioniert
werden muss. Dies wird regelmäßig als störend empfunden.
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Ein
weiterer Nachteil der handelsüblichen Niederdruckstrahlregler
ist, dass diese oft empfindlich auf eine von der Achssymmetrie abweichende zulaufseitige
Anströmung
reagieren, wie sie beispielsweise oft in Handbrausen oder Gussarmaturen anzutreffen
ist. Als Folge ergibt sich ein schlechtes und spritzendes, inhomogenes
Strahlbild.
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Es
besteht daher die Aufgabe, einen als Leerlaufsicherung ausgebildeten
Wasserauslauf der eingangs erwähnten
Art zu schaffen, der sich durch eine hohe Funktionssicherheit auszeichnet.
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Die
erfindungsgemäße Lösung dieser
Aufgabe besteht beim dem Wasserauslauf der eingangs erwähnte Art
in den Merkmalen des geltenden Anspruchs 1.
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Der
erfindungsgemäße Wasserauslauf
hat eine entgegen der Wasserauslaufrichtung luftdurchlässige und
eine in drucklosem Zustand infolge der Oberflächenspannung wasserhaltende
Lochstruktur. Die Durchflusslöcher
dieser Lochstruktur weisen einen klein bemessenen Durchflussquerschnitt
auf, um eine Oberflächenspannung
zu erzeugen, die ausreichend ist, um die nach Schließen des
Auslaufventils der Auslaufarmatur verbleibende Wassersäule in der Auslaufarmatur
zu halten und um einem Nachfließen und
Leerlaufen dieser Wassersäule
entgegenzuwirken. Zieht sich der Wasserbehälter mit dem Abkühlen des
erhitzten Wassers zunehmend zusammen, kann über die Lochstruktur dennoch
ein Ansaugen von Luft und ein Druckausgleich erfolgen. Besteht die
Gefahr, dass sich mit dem Erhitzen des Wasservorrats übergroße Drücke aufbauen,
weil beispielsweise die Lochstruktur durch im Wasser mitgeführte Schmutzpartikel
verschmutzt ist, wird der By-Pass und dessen zumindest eines By-Pass-Ventil
wirksam, das sich infolge dieser Druckerhöhung von seiner Schließstellung
gegen eine Rückstellkraft
in seine Offenstellung bewegt und einen Druckabbau zu bewirken vermag.
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Der
erfindungsgemäße Wasserauslauf
kann in eine sanitäre
Auslaufarmatur fest installiert sein. Um jedoch den erfindungsgemäßen Wasserauslauf in
den verschiedensten Auslaufarmaturen auf einfache Weise vorteilhaft
einsetzen zu können,
ist es zweckmäßig, wenn
der Wasserauslauf als eine in das Auslaufende einer sanitären Auslaufarmatur
einsetzbare Einsetzpatrone ausgebildet ist.
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Um
dem durchströmenden
Wasserstrahl einen möglichst
geringen Strömungswiderstand
entgegenzusetzen, und um einen größtmöglichen Durchlassquerschnitt
im Bereich der Lochstruktur zu erreichen, ohne dort eine ausreichende
Oberflächenspannung
zu verlieren, ist es vorteilhaft, wenn die Lochstruktur als vorzugsweise
wabenzellenförmige Siebfläche ausgebildet
ist.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
gemäß der Erfindung
sieht vor, dass der By-Pass zentral in der Lochstruktur angeordnet
ist, so dass die gegebenenfalls auch als Siebfläche ausgebildeten Lochstruktur
den zentralen By-Pass ringförmig
umgibt.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn das By-Pass-Ventil einen Schließkörper hat,
der entlang den Schmalrandseiten von, den Schließkörper vorzugsweise strahlenförmig umgebenden
Strömungsführungswänden beweglich
geführt
ist. Der Schließkörper des
By-Pass-Ventils kann entlang den Schmalrändern von, den Schließkörper strahlenförmig umgebenden
Strömungsführungswänden beweglich
geführt
sein. Diese strahlenförmig
angeordneten Strömungsführungswände bilden
nicht nur eine sichere Schiebeführung
rings um den Schließkörper des
By-Pass-Ventils, sondern können
das aus dem Wasserauslauf austretende Wasser auch gut zu einem homogenen,
nicht spritzenden Gesamtstrahl formen.
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Damit
auch der vom durchfließenden
Wasser umströmte
Schließkörper keine
unerwünschten Turbulenzen
erzeugt und im Wasser keinen unnötigen
Strömungswiderstand
bildet, ist es vorteilhaft, wenn der Schließkörper kugel-, kugelsegment-
oder pilzförmig
ausgestaltet ist, und einen sich in Durchströmrichtung verjüngenden
Teilbereich hat.
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Dabei
sieht eine bevorzugte Ausführungsform
gemäß der Erfindung
vor, dass der Schließkörper zumindest
bereichsweise kugelsegmentförmig ausgebildet
ist, dass der Schließkörper mit
der Grundfläche
seiner Kugelsegmentform in Schließstellung des By-Pass-Ventils
dessen Ventilöffnung verschließt, und
dass der Schließkörper mit
seinem kugelförmigen
Teilbereich bis zu den durch die Durchflusslöcher der Lochstruktur erzeugten
Einzelstrahlen reicht. Diese Ausführungsform zeichnet sich durch
eine widerstandsarme und homogene Strahlführung und -formung aus.
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Um
den im Wasserauslauf geführten Schließkörper nicht
in unerwünschte
und lärmverursachende
Schwingungen zu versetzen, und um den Schließkörper leicht beweglich und dennoch
mit möglichst
geringem Spiel im Wasserauslauf führen zu können, ist es vorteilhaft, wenn
der Schließkörper einen
vorzugsweise abströmseitig
angeordneten Führungszapfen
aufweist, der in einer im Wasserauslauf ortsfest gehaltenen Führungshülse verschieblich geführt ist.
Dabei werden Führungszapfen
und Führungshülse vergleichsweise
reibungsarm entlang schmaler Berührungslinien
geführt,
wenn die Führungshülse einen
mehreckigen und vorzugsweise sechseckigen lichten Führungsquerschnitt
hat, in welchem der Führungszapfen
mit einem runden Außenquerschnitt
verschieblich geführt
ist.
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Um
den Schließkörper möglichst
störungsfrei
gegen eine stets gleichbleibende Rückstellkraft bewegen zu können, ist
es vorteilhaft, wenn der Schließkörper gegen
die Rückstellkraft
zumindest einer Rückstellfeder
bewegbar ist.
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Die
Bildung eines. homogenen Gesamtstrahles im erfindungsgemäßen Wasserauslauf
wird begünstigt,
wenn die Durchflusslöcher
durch Strömungsführungswände umgrenzt
sind. Damit diese Strömungsführungswände ihre
strahlführende
Funktion besonders wirkungsvoll und gut erfüllen können, ist es vorteilhaft, wenn
die Durchflusslöcher
eine im Vergleich zu ihrem lichten Durchflussquerschnitt kleinere
oder allenfalls gleich große
Durchflusslänge aufweisen,
was insbesondere bei schräger
Anströmung
Vorteile bezüglich
eines besseren Strahlbildes bieten kann.
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Damit
der erfindungsgemäße Wasserauslauf einen
unerwünscht
hohen Druck sicher abbauen kann, und damit diese sichere Funktion
des erfindungsgemäßen Wasserauslaufs
nicht durch Fehlbedienungen, beispielsweise durch ein Verschließen des
Wasserauslaufs mittels der Handfläche, den Fingerspitzen oder
einer Planfläche,
beeinträchtigt
wird, ist es vorteilhaft, wenn der abströmseitige Umfangsrandbereich
des Patronengehäuses
durch Aus- und Einformungen etwa kronenförmig ausge bildet ist.
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Weitere
Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele
in Verbindung mit den Ansprüchen
sowie der Zeichnung. Die einzelnen Merkmale können je für sich oder zu mehreren bei
einer Ausführungsform
gemäß der Erfindung
verwirklicht sein.
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Es
zeigt:
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1 einen
als Einsetzpatrone ausgestalteten und in einem Längsschnitt dargestellten Wasserauslauf,
der eine zuströmseitige
Lochstruktur mit einem zentralen By-Pass aufweist, wobei dieser
Wasserauslauf als Leerlaufsicherung ausgebildet ist, die ein Leerlaufen
der in einer sanitären
Niederdruckarmatur nach dem Verschließen der Armatur verbleibenden
Wassersäule
verhindern soll,
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2 den
Wasserauslauf aus 1 in einer Draufsicht auf die
zuströmseitige
Lochstruktur, wobei sich der By-Pass – wie in 1 – in seiner
Offenstellung befindet,
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3 den
als Einsetzpatrone ausgebildeten und in Schließstellung seines By-Pass-Ventils
gezeigten Wasserauslauf aus 1 und 2 in
einem Längsschnitt,
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4 den
Wasserauslauf aus 1 bis 3 in einer
Draufsicht auf die zuströmseitige
Lochstruktur, wobei sich der zentrale By-Pass mit seinem By-Pass-Ventil
in seiner Schließstellung
befindet,
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5 den
Wasserauslauf aus 1 bis 4 in einer
perspektivischen Draufsicht auf dessen Zuströmseite, und
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6 den
Wasserauslauf aus 1 bis 5 in einer
perspektivischen Draufsicht auf dessen Abströmseite.
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In
den 1 bis 6 ist ein Wasserauslauf 1 dargestellt,
der das Leerlaufen der in einer Niederdruckarmatur, die zum Anschluss
an einen drucklosen Wasserbehälter
bestimmt ist, nach dem Schließen
der in der Armatur verbleibenden Wassersäule verhindern soll. Dieser
Wasserauslauf 1 ist hier als Einsetzpatrone ausgebildet,
die mit Hilfe eines nicht weiter dargestellten, üblichen Auslaufmundstücks am Auslaufende
der Auslaufarmatur montiert werden kann.
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Die
hier dargestellte und als Leerlaufsicherung dienende Einsetzpatrone
ist beispielsweise bei Warmwasserbehältern von Nöten, die im Rahmen einer dezentralen
Warmwasserversorgung unter einem Waschtisch montiert sind. Solche
Warmwasserbehälter
sind als beheizte drucklose Behälter
ausgestaltet, deren Füllvolumen
sich in Abhängigkeit
von der Wassertemperatur zusammenziehen oder aus ausdehnen kann.
Dabei findet eine Volumenveränderung
im Warmwasserbehälter
statt, wobei sich das Wasservolumen im Fall einer Erhitzung des
Wassers ausdehnt.
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Im
Falle von temperaturbedingten Ausdehnungen und Zusammenziehungen
im Warmwasserbehälter
kann sich auch die in der Auslaufarmatur verbleibende Wassersäule verändern.
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Der
hier dargestellte Wasserauslauf 1 hat eine entgegen der
Wasserauslaufrichtung luftdurchlässige
und eine Oberflächenspannung
erzeugende Lochstruktur 2. Die Durchflusslöcher 3 dieser
Lochstruktur 2 weisen einen klein bemessenen Durchflussquerschnitt
auf, um eine Oberflächenspannung
zu erzeugen, die ausreichend ist, um die nach Schließen des
Auslaufventils in der Auslaufarmatur verbleibende Wassersäule in der
Auslaufarmatur zu halten und um einem Nachfließen und Leerlaufen dieser Wassersäule entgegenzuwirken.
Zieht sich die mit dem Warmwasserbehälter verbundene Wassersäule in der
Auslaufarmatur mit dem Abkühlen
des erhitzten Wassers zunehmend zusammen, kann über die Lochstruktur 2 dennoch
ein Ansaugen von Luft und ein Druckausgleich erfolgen. Besteht demgegenüber die
Gefahr, dass sich mit dem Erhitzen des im Warmwasserbehälter vorhandenen
Wasservorrats übergroße Drücke aufbauen,
weil beispielsweise die Lochstruktur 2 durch im Wasser
mitgeführte Schmutzpartikel
verschmutzt ist, wird ein im Wasserauslauf 1 vorgesehener
By-Pass 4 und dessen By-Pass-Ventil 5 wirksam, das sich
infolge dieser Druckerhöhung
von seiner Schließstellung
gegen eine Rückstellkraft
in seine Offenstellung bewegt und einen Druckabbau zu bewirken vermag.
Dabei wird die Rückstellkraft
hier durch eine Rückstellfeder 17 bewirkt.
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Aus
den 1 bis 5 wird deutlich, dass die Lochstruktur 2 als
eine wabenzellenförmige
Siebfläche
mit im Querschnitt sechseckigen Durchflusslöchern 3 ausgebildet
ist, die dem durchfließenden Wasser
einen möglichst
geringen Strömungswiderstand
entgegensetzt. Dabei ist der By-Pass 4 koaxial zur Längsmittelachse
angeordnet und die Ventilöffnung 6 des
By-Pass-Ventils 5 vom
inneren Umfangsrand der ringförmig
umlaufenden Lochstruktur 2 umgrenzt.
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Auf
der Abströmseite
der Lochstruktur 2 ist der Schließkörper 7 des zentralen
By-Pass-Ventils 5 vorgesehen, der entlang den Schmalrändern 8 von, den
Schließkörper 7 strahlenförmig umgebenden,
in Umfangsrichtung vorzugsweise gleichmäßig beabstandeten und radial
angeordneten Strömungsführungswänden 9 beweglich
geführt
ist. Diese Strömungsführungswände 9 bilden
nicht nur eine sichere Schiebeführung
rings um den Schließkörper 7,
sondern können
das aus dem Wasserauslauf 1 austretende Wasser auch gut
zu einem homogenen Gesamtstrahl formen.
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Der
Schließkörper 7 ist
etwa pilzförmig
ausgebildet und weist zuströmseitig
einen kugelsegmentförmigen
Teilbereich 10 auf, an den abströmseitig ein zylindrischer Führungszapfen 11 angeformt ist.
Während
der Schließkörper 7 mit
der Grundfläche 12 seines
kugelsegmentförmigen
Teilbereichs 10 in Schließstellung des By-Pass-Ventils 5 dessen
Ventilöffnung 6 verschließt, reicht
der kugelsegmentförmige
Teilbereich 10 mit seinem Kugelumfang bis zu den durch
die Durchflusslöcher 3 der
Lochstruktur 2 erzeugten Einzelstrahlen. Der vom durchfließenden Wasserstrom
umspülte
Schließkörper 7 begünstigt dadurch
eine widerstandsarme und homogene Strahlführung und -formung im Wasserauslauf 1.
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Der
an den Schließkörper 7 angeformte
Führungszapfen 11 ist
in einer Führungshülse 13 verschieblich
geführt.
Diese Führungshülse 13 ist
koaxial zur Längsmittelachse
des als Einsetzpatrone ausgebildeten Wasserauslaufs 1 angeordnet
und einstückig
mit den auf der Abströmseite
nach innen gezogenen Schmalrändern 8 der
Strömungsführungswände 9 verbunden.
Da der zylindrische Führungszapfen 11 einen
runden Außenquerschnitt
hat und da demgegenüber
die Führungshülse 13 einen
mehreckigen und hier sechseckigen lichten Führungsquerschnitt aufweist,
werden Führungszapfen 11 und Führungshülse 13 vergleichsweise
reibungsarm entlang schmaler Berührungslinien
geführt.
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Damit
der als Leerlaufsicherung ausgebildete und hier als Einsetzpatrone
ausgestaltete Auslauf 1 erforderlichenfalls einen raschen
Druckabbau bewirken kann, weist die Ventilöffnung 6 des By-Pass-Ventils 5 einen
im Vergleich zu einem der Durchflusslöcher 3 der Lochstruktur 2 wesentlichen größeren Öffnungsquerschnitt
auf. Die Durchflusslöcher 3 der
Lochstruktur 2 sind durch Strömungsführungswände 14 umgrenzt, wobei
die Durchflusslöcher 3 eine
im Vergleich zu ihrem lichten Durchflussquerschnitt allenfalls gleich
große
Durchflusslänge aufweisen.
Da die die Durchflusslöcher 3 umgrenzenden
Strömungsführungswände 14 die
in der Lochstruktur 2 erfolgten Einzelstrahlen somit auch bei
schräger
Anströmung
gut führen
können,
wird eine homogene Strahlführung
im Wasserauslauf 1 noch zusätzlich begünstigt.
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Die
Rückstellfeder 17,
die den Schließkörper 7 beaufschlagt,
umgreift den Führungszapfen 11 und stützt sich
an der Führungshülse 13 ab.
Die von der Lochstruktur 2 axial beabstandete plane Stirnfläche 90 der
Strömungsführungswände 9 dient
als zusätzliche
partielle Prallfläche
und trägt
mit zur Strahlformung bei. Die Strömungsführungswände 9 erstrecken sich über einen
möglichst
großen
Längsbereich der
Einsetzpatrone, um zusätzlich
für eine
achsparallele Ausrichtung des Wasserstrahles nach seinem Austritt
aus dem Wasserauslauf und somit zu dessen formschönen Aussehen
beizutragen.
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Damit
der Wasserauslauf 1 einen unerwünscht hohen Druck sicher abbauen
kann und damit diese sichere Funktion des Wasserauslaufs 1 nicht
durch Fehlbedienungen, beispielsweise durch ein Verschließen des
Wasserauslaufs 1 mittels der Handfläche, mit Hilfe der Fingerspitzen
oder mit Hilfe einer Planfläche
beeinträchtigt
wird, ist der abströmseitige
Umfangsrandbereich des Patronengehäuses durch Ausformungen 15 und
Einformungen 16 etwa kronenförmig ausgebildet.
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Dabei
ist die Länge
des Führungszapfens 11 so
bemessen, dass selbst dann, wenn die abströmseitige Stirnseite des Führungszapfens
mit der Führungshülse 13 bündig abschließt, sich
das By-Pass-Ventil 5 noch nicht in seiner in 3 gezeigten
Schließstellung
befindet.