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VERWANDTE
ANMELDUNG
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Der
hierin offenbarte Gegenstand ist mit dem Gegenstand der U.S.-Patentanmeldung Nr.______ mit
dem Titel „SHOWERHEAD
WITH OPTICAL LENS FEATURE" verwandt.
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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Duschvorrichtungen. Insbesondere
betrifft die vorliegende Erfindung einen Duschkopf.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Im
Stand der Technik finden sich zahlreiche Duschkopfmodelle. Bei herkömmlichen
Duschköpfen wird
unveränderter
freier Fließwasserdruck
zur Erzeugung von Sprühwasser
genutzt. Aus einem konventionellen Duschkopf austretendes Wasser
wird dabei durch die Kraft des in den Zuleitungsrohren entstehenden
Wasserdrucks in eine Richtung geleitet. Derartige Systeme verbrauchen
gewöhnlich
eine erhebliche Frischwassermenge, wobei der Großteil der Wassermenge dabei
vergeudet wird. Ferner erzeugen die meisten bekannten Duschköpfe eine
Berieselung über
einen relativ schmalen Bereich, anstatt das Wasser breitflächig zu
verteilen. Bei derartigen Duschköpfen
mit schmalem Konzentrationsbereich entsteht kein effektiver Wasserstrom
zur wirkungsvollen breitflächigen
Wasserversorgung der duschenden Person. Außerdem sind konventionelle Duschköpfe lediglich
dafür ausgelegt,
den Benutzer mit einem Wasserstrom oder Sprühwasser zu versorgen. Derartige
Duschköpfe
sind auch nicht dafür
konzipiert, bei ihrer Verwendung angenehme visuelle Effekte für den Benutzer
zu erzeugen. Beispiele für
bekannte Duschköpfe
finden sich unter anderem der in der
US
6513715 , in der eine strukturierte Wasserverteileroberfläche beschrieben
ist. In der WO 95/22407 ist ein Duschkopf mit in der Nähe von Löchern angeordneten
Vorsprüngen
beschrieben.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Dementsprechend
stellt die Erfindung ein Flüssigkeitsverteilerelement
gemäß Anspruch
1 sowie einen Duschkopf gemäß Anspruch
9 zur Verfügung.
Vorteilhafte Ausführungsformen
sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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Ein
Duschkopf gemäß vorliegender
Erfindung erzeugt auf wassersparende Weise eine wirkungsvolle und
effektive Wasserberieselung. Im Gegensatz zu vielen Modellen aus
dem Stand der Technik wird bei diesem Duschkopf Wasser über eine
relativ breite Fläche
verteilt, ohne dafür
den verschwenderischen freien Fließwasserdruck zu nutzen, der
direkt aus den Zuleitungsrohren erhalten wird.
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Außerdem kommt
bei einem erfindungsgemäßen Duschkopf
ein optisches Linsenmerkmal zum Einsatz, durch das angenehme visuelle
Effekte für den
Benutzer entstehen. Das optische Linsenmerkmal erzeugt in Verbindung
mit dem kaskadisch herunterströmenden
Wasser für
eine belebende und genussreiche Duschumgebung.
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Bestimmte
Merkmale der vorliegenden Erfindung können in einer Form durch einen
Duschkopf mit einem Flüssigkeitsverteilerelement
zur Freisetzung von Flüssigkeit
von einer Flüssigkeitsquelle ausgeführt werden.
Dabei weist das Flüssigkeitsverteilerelement
folgendes auf: eine der Flüssigkeitsquelle
zugewandte Innenseite und eine der Innenseite gegenüberliegende
Außenseite;
und eine oder mehrere im Flüssigkeitsverteilerelement
ausgebildete Leitungen, von denen jede ein Einlassloch zur Aufnahme
von Flüssigkeit
von der Flüssigkeitsquelle aufweist,
und eine mit dem Einlassloch verbundene Nut, wobei diese Nut zur
seitlichen Beförderung
von Flüssigkeit vom
Einlassloch über
das Flüssigkeitsverteilerelement
hinweg an einen Flüssigkeitsfreisetzungspunkt
auf der Außenseite
konfiguriert ist.
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Bestimmte
Merkmale der vorliegenden Erfindung können in einer Form durch einen
Duschkopf mit einem optischen Linsenelement ausgeführt werden,
das derart konfiguriert ist, dass es auftreffende Lichtstrahlen
empfängt,
die auftreffenden Lichtstrahlen bricht und austretende Lichtstrahlen
erzeugt, die vom Duschkopf ausgestrahlte austretende Flüssigkeit
beleuchten.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Zum
besseren Verständnis
der vorliegenden Erfindung wird auf die ausführliche Beschreibung und die
Ansprüche
in Verbindung mit den nachstehenden Zeichnungsfiguren verwiesen,
in denen gleiche Bezugsziffern durchwegs einander entsprechende
Elemente bezeichnen. Es zeigen:
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1 einen
Duschkopf in Perspektivansicht mit Blick auf dessen Wasserverteilerseite;
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2 den
Duschkopf von 1 in Perspektivansicht mit Blick
auf dessen Wassersprühdüsenseite;
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3 die
Wasserverteilerseite des in 1 gezeigten
Duschkopfs in dreidimensionaler Perspektivdarstellung;
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4 einen
Duschkopf in dreidimensionaler Perspektivdarstellung, in der die
lichtdurchlässige/transparente
Charakteristik des Duschkopfs zu erkennen ist;
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5 eine
Aufsicht auf die Wasserverteilerseite des in 1 gezeigten
Duschkopfs;
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6 eine
Aufsicht auf die Wassersprühdüsenseite
des in 1 gezeigten Duschkopfs;
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7 den
in 1 gezeigten Duschkopf in Seitenansicht;
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8 den
in 1 gezeigten Duschkopf in Aufrissansicht;
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9 den
Duschkopf (mit abgenommener Wasserverteilerplatte) im Schnitt entlang
Linie A-A von 5;
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10 den
Duschkopf (mit montierter Wasserverteilerplatte) im Schnitt entlang
Linie A-A von 5;
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11 eine
Wasserverteilerplatte in Perspektivansicht;
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12 einen
Detailausschnitt der in 11 gezeigten
Wasserverteilerplatte in Perspektivansicht;
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13 einen
Detailausschnitt der in 11 gezeigten
Wasserverteilerplatte im Schnitt;
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14 eine
Aufsicht auf die entgegengesetzte Seite der in 11 gezeigten
Wasserverteilerplatte;
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15 einen
zur Verwendung bei dem Duschkopf von 1 geeigneten
Speiseventilaufbau in teilweise aufgeschnittener Darstellung;
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16 den
Speiseventilaufbau (in einem Wasserverteilermodus) im Schnitt entlang
Linie B-B von 15;
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17 den
Speiseventilaufbau (in einem Wassersprühmodus) im Schnitt entlang
Linie B-B von 15;
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18 einen
schematisch dargestellten Abschnitt einer Wasserverteilerplatte
mit darauf gebildeten Wassertröpfchen;
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19 eine
schematisch in Perspektive dargestellte Flüssigkeitsleitung mit darin
ausgebildeten Formebenen;
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20 eine
Aufrissansicht der in 19 gezeigten ersten und dritten
Formebene; und
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21 eine
Aufrissansicht der in 19 gezeigten zweiten und vierten
Formebene.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG EINES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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1 zeigt
in Perspektivdarstellung eine Seite eines Duschkopfs 100,
und 2 zeigt die andere Seite des Duschkopfs 100,
ebenfalls in Perspektivdarstellung. 1 zeigt
die Wasserverteilerseite des Duschkopfs 100, während 2 die
Wassersprühdüsenseite
des Duschkopfs 100 zeigt. 3 zeigt
die Wasserverteilerseite des Duschkopfs 100 in dreidimensionaler
Perspektivdarstellung, in der die konturierte bzw. strukturierte
Wasserverteileroberfläche 102 des
Duschkopfs 100 zu sehen ist.
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Bei
typischen Installationen ist der Duschkopf 100 an einer
aus einer Wand ragenden Rohrleitungsvorrichtung, beispielsweise
einer Wasserleitung, angebracht. Selbstverständlich lässt sich der Duschkopf 100 auch
an einer beliebigen Anzahl anderer Anbringungskonfigurationen installieren.
Der Duschkopf 100 kann über
eine geeignete Leitung, welche eine oder mehrere miteinander verbundene Rohre,
Schläuche
oder dergleichen aufweisen kann, am Wasserrohr angeschlossen sein.
Der Duschkopf 100 kann ein geeignet konfiguriertes Montageelement 104 aufweisen,
z.B. ein Winkeldrehgelenk, ein Teleskopgelenk, ein Kugelgelenk oder
ein Drehgelenk. Das Montageelement 104 ermöglicht dem
Benutzer die Einstellung der Position des Duschkopfs 100 und
folglich der Richtung des austretenden Wasserstroms. Bei einem Ausführungsbeispiel
weist das Montageelement 104 eine Speiseventilanordnung zum
Leiten des Wasserstroms entweder an ein Wasserverteilerelement oder
an eine Wassersprühdüse auf (nachstehend
ausführlicher
beschrieben). Obwohl es für die
Erfindung keine Notwendigkeit ist, kann der Duschkopf 100 ein
(nicht dargestelltes) Strömungsventil
aufweisen, um den in den Duschkopf 100 eintretenden Flüssigkeitsstrom
zu steuern. Das Strömungsventil
kann in Verbindung mit bestehenden Heiß- und Kaltwasserventilen (oder
einem kombinierten Heiß-
und Kaltwasserregler) verwendet werden, um ein zusätzliches
Mittel zur Wasserstromsteuerung zur Verfügung zu stellen.
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Obwohl
der hierin dargestellte und beschriebene Duschkopf seinen Wasserzufluss
an der Seite hat, ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Die
nachstehend beschriebenen Merkmale lassen sich nämlich auch zur Verwendung in
Verbindung mit einem oben angebrachten Duschkopf sowie mit anderen
Konfigurationen und Anordnungen heranziehen, die hierin möglicherweise
nicht spezifisch genannt werden.
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Der
Duschkopf 100 ist zur Unterstützung von mindestens zwei Betriebsarten
geeignet konfiguriert: (1) die sanfte Verteilung von Wassertröpfchen über eine
relativ breite Fläche;
und (2) einen Wasserstrom oder eine Wassersprühung, wie sie gewöhnlich von herkömmlichen
Duschköpfen
erzeugt werden. Im ersten Betriebsmodus wird Wasser im Inneren des Duschkopfs 100 geleitet,
um dann durch ein Wasserverteilerelement 106 (auf dem die
Wasserverteileroberfläche 102 ausgebildet
ist) freigesetzt zu werden. Das Wasserverteilerelement 106 und
bestimmte Merkmale dieses sind in den 11–14 dargestellt.
Bei dem zweiten Betriebsmodus wird Wasser innerhalb des Duschkopfs 100 an
eine Wassersprühdüse 108 geleitet.
Beim Ausführungsbeispiel
ist die Wassersprühdüse 108 auf
der einen Seite des Duschkopfs 100 vorgesehen und das Wasserverteilerelement 106 befindet
sich auf der anderen, entgegengesetzten Seite des Duschkopfs 100.
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Beim
Ausführungsbeispiel
wird der bestimmte Betriebsmodus dadurch ausgewählt, dass der Hauptkörper des
Duschkopfs 100 gedreht wird, bis die passende Seite dem
Benutzer zugewandt ist. Durch die Drehung wird ein Speiseventilaufbau 110 wählbar aktiviert,
der im Montageelement 104 eingebaut sein kann. 15 zeigt
den Speiseventilaufbau 110 in teilweise aufgeschnittener
Darstellung, 16 zeigt den Speiseventilaufbau 110 (im Wasserverteilermodus)
im Schnitt gemäß Linie
B-B von 15, und 17 zeigt
den Speiseventilaufbau 110 (im Wassersprühmodus)
im Schnitt gemäß der Linie
B-B von 15. 15 zeigt
auch den Speiseventilaufbau 110 im Wasserverteilermodus.
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Kurz
gesagt weist der Speiseventilaufbau 110 einen äußeren Abschnitt 112 auf
(der auch als Flüssigkeitseinlass
für den
Duschkopf 100 dient), welcher mit einem inneren Abschnitt 114 gekoppelt ist.
Der innere Abschnitt 114 ist innerhalb des äußeren Abschnitts 112 drehbar
ausgelegt. Bei der praktischen Ausführungsform kann der innere
Abschnitt 114 als integraler Teil des Hauptkörperabschnitts
des Duschkopfs 100 ausgebildet sein. In der Praxis kann der
Speiseventilaufbau 110 Unterlegscheiben, Dichtungen, O-Ringe
oder andere Merkmale aufweisen, um leckbedingten Flüssigkeitsaustritt
zu verhindern. Die Speiseventilanordnung 110 kann auch
Strukturen oder Elemente aufweisen, die den Duschkopf vorübergehend
in der richtigen Betriebsstellung arretieren.
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Der äußere Abschnitt 112 nimmt
die eingehende Flüssigkeit
an einem Einlass 116 auf. Wie es am deutlichsten in den 16 und 17 dargestellt ist,
verringert sich die Höhe
des Einlasses 116 an einer im äußeren Abschnitt 112 ausgebildeten
Schulter 118. Durch die Schulter 118 wird der
Flüssigkeitsstrom
in den inneren Abschnitt 114 hinein geleitet. Der innere
Abschnitt 114 weist zwei darin ausgebildete Einlasskanäle auf (welche
die Bezugsziffern 120 und 122 tragen). Dabei stellt
der Einlasskanal 120 den Flüssigkeitseinlass für die Wassersprühdüse 108 dar,
und der Einlasskanal 120 bildet den Flüssigkeitseinlass für das Wasserverteilerelement 106.
Bei dem Ausführungsbeispiel
sind die beiden Einlasskanäle
deutlich verschieden und getrennt voneinander. Wird der Hauptkörper des
Duschkopfs 100 in die in 16 dargestellte
Stellung gedreht, dann wird der innere Abschnitt 114 derart
geschwenkt, dass sich der Einlasskanal 122 mit dem mit
Schulter versehenen Abschnitt des Einlasses 116 ausrichtet,
welcher im äußeren Abschnitt 112 ausgebildet
ist. Diese Positionierung ermöglicht
das Leiten der eingehenden Flüssigkeit
in den Einlasskanal 122 hinein und ein schlussendliches
Freisetzen der Flüssigkeit über das Flüssigkeitsverteilerelement 106.
Im Gegensatz dazu wird bei Drehung des Hauptkörpers des Duschkopfs 100 in
die in 17 gezeigte Stellung der innere
Abschnitt 114 derart geschwenkt, dass sich der Einlasskanal 120 mit
dem mit Schulter versehenen Abschnitt des Einlasses 116 ausrichtet.
Dies ermöglicht
das Leiten der eingehenden Flüssigkeit
in den Einlasskanal 120 hinein und schlussendlich das Aussprühen der
Flüssigkeit
aus der Flüssigkeitssprühdüse 108.
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Der
Duschkopf 100 muss jedoch nicht unbedingt die Sprühdüse 108 und
den zweifach wirkenden Speiseventilaufbau 110 enthalten.
In 4 ist zum Beispiel eine alternative Ausführungsform
mit lediglich einem Flüssigkeitsverteilerelement
gezeigt. 4 zeigt einen Duschkopf in dreidimensionaler Perspektive,
bei dem die lichtdurchlässige
(oder transparente) Charakteristik des Duschkopfs zu erkennen ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
wird über
den im Montageelement 104 eingebauten Flüssigkeitseinlass
die Flüssigkeit
in die im Hauptkörper des
Duschkopfs ausgebildete Flüssigkeitskammer geleitet.
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9 zeigt
den Duschkopf 100 (mit abgenommener Wasserverteilerplatte)
im Schnitt entlang Linie A-A von 5, 10 zeigt
den Duschkopf 100 (mit montierter Wasserverteilerplatte)
im Schnitt entlang Linie A-A von 5, und 11 zeigt
das vom Duschkopf 100 abgenommene Wasserverteilerelement 106 in
Perspektivdarstellung. Gemäß einem praktischen
Ausführungsbeispiel
wird der Duschkopf 100 durch Koppeln des Wasserverteilerelements 106 mit
einem Hauptkörperabschnitt 124 des
Duschkopfs 100 wie in 10 gezeigt
gebildet.
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Obwohl
in den Figuren ein im allgemeinen runder Duschkopfkörper dargestellt
ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine spezifische Form
oder Größe beschränkt. Der
Duschkopf 100 weist im allgemeinen einen Hohlkörper (der
beim Ausführungsbeispiel
von Hauptkörperabschnitt 124 und
Wasserverteilerelement 106 gebildet wird), eine Flüssigkeitskammer 126 im
Hohlkörper
und ein Flüssigkeitsverteilerelement 106 auf.
Jede dieser Komponenten ist nachstehend ausführlicher beschrieben.
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Der
Hohlkörper,
und insbesondere der Hauptkörperabschnitt 124,
bilden die Konstruktionsgrundlage für den Duschkopf 100.
Der Hauptkörperabschnitt 124 besteht
vorzugsweise aus einem lichtdurchlässigen (klaren oder farbigen)
oder transparenten Material wie Kunststoff oder Kunstharz. Gemäß einem
praktischen Ausführungsbeispiel
besteht der Hauptkörperabschnitt 124 aus
einem Kunststoff von optischer Güte.
Obwohl dies keine Voraussetzung für die vorliegende Erfindung
darstellt, kann der Hauptkörperabschnitt 124 integral
als eine aus einem Stück
bestehende Einheit geformt sein. Bei der dargestellten Ausführungsform
ist der Hohlkörper
des Duschkopfs 100 kreisförmig und in seiner Höhe erheblich
geringer bemessen als in seinem Durchmesser. Beispielsweise kann
der Duschkopf 100 einen Gesamtdurchmesser von etwa 11–12 Inch
und eine Höhe
von etwa 0,4 bis 0,6 Inch haben. Wie oben erwähnt weist der Hohlkörper einen
Flüssigkeitseinlass zum
Aufnahme von eintretender Flüssigkeit,
z.B. Wasser, auf. Bei praktischen Anwendungen ist der Flüssigkeitseinlass
mit einem Gelenk, einer Leitung, einem Rohr, oder einer geeigneten
Vorrichtung gekoppelt, die Wasser an den Duschkopf 100 leitet.
In Abhängigkeit
von den gewünschten
Flüssigkeitsströmungscharakteristiken,
der Größe der Flüssigkeitskammer,
den Vorgaben für
den Gegendruck, der Größe des Duschkopfs
und von anderen praktischen Erwägungen
kann der Flüssigkeitseinlass
am Duschkopf 100 hinsichtlich seiner Größe, Form und/oder Position
von Einheit zu Einheit unterschiedlich sein.
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Wiederum
Bezug nehmend auf 10 ist die Flüssigkeitskammer 126 von
der Innenseite des Flüssigkeitsverteilerelements 106 und
durch einen im Hauptkörperabschnitt 124 ausgebildeten
dünnen Hohlraum
definiert. Die Flüssigkeitskammer 126 ist für die Aufnahme
von Flüssigkeit
vom Flüssigkeitseinlass 116 über den
Einlasskanal 122 geeignet konfiguriert (siehe 16).
Der Hohlkörper
ist derart bemessen und geformt, dass die Flüssigkeitskammer 126 relativ
flach und dünn
ist. Diese Konfiguration ermöglicht
ein schnelles Füllen
und Unterdrucksetzen der Flüssigkeitskammer 126 mit
Flüssigkeit. Außerdem gewährleistet
das relativ geringe Volumen der Flüssigkeitskammer 126 eine
Wassereinsparung während
des Betriebs des Duschkopfs 100.
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Das
Flüssigkeitsverteilerelement 106 ist
derart am Hauptkörperabschnitt 124 angebracht,
dass es eine äußere Oberfläche des
Duschkopfs 100 bildet. Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel kommt
ein lichtdurchlässiges
(klares oder farbiges) oder transparentes Flüssigkeitsverteilerelement 106 zum
Einsatz. Dabei können
das Flüssigkeitsverteilerelement 106 und
der Hauptkörperabschnitt 124 aus dem
selben Material bestehen, z.B. Kunststoff, Kunststoff von optischer
Güte, Kunstharz,
Plexiglas, oder dergleichen. Kurz gesagt ist das Flüssigkeitsverteilerelement 106 zur
sanft tropfenden Freisetzung von Flüssigkeit von der Flüssigkeitskammer 126 geeignet
konfiguriert. Die Innenseite des Flüssigkeitsverteilerelements 106 ist
der Flüssigkeitskammer 126 zugewandt,
und die Außenseite
des Flüssigkeitsverteilerelements 106,
die der Innenseite gegenüberliegt,
ist mit einem oder mehreren flüssigkeitsfreisetzenden
Vorsprüngen
strukturiert. Die Innenseite ist in 11 dargestellt
(mit einer Detailansicht in 12) und
die Außenseite
ist in 14 zu sehen.
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Das
Flüssigkeitsverteilerelement 106 weist an
seiner Außenseite
einen oder mehrere Vorsprünge
auf, wie es am besten in 3 gezeigt ist. Bei der dargestellten
Ausführungsform
sind die Vorsprünge als
Vielzahl erhöhter
und konzentrischer Ringe 128 angeordnet. Jeder der Ringe 128 hat
im Querschnitt gesehen (siehe 13) eine
gekrümmte
konvexe Oberfläche.
Wie es nachstehend ausführlicher
beschrieben ist, dienen die „Spitzen" der Ringe aufgrund
des Transports von Flüssigkeit über das
Flüssigkeitsverteilerelement 106 hinweg
als Flüssigkeitsfreisetzungspunkte.
Das Flüssigkeitsverteilerelement 106 weist
auch eine Anzahl von „Tälern" oder Vertiefungen
auf, die zwischen den Vorsprüngen
ausgebildet sind. Wie 3 zeigt, weist das Ausführungsbeispiel
zwischen zwei konzentrischen Ringen ausgebildete kreisförmige Täler auf.
Anstelle derartiger Ringe können
beim Flüssigkeitsverteilerelement 106 auch eine
Anzahl erhöhter
Erhebungen, ein erhöhtes schlangenlinienförmiges Element,
einander schneidende Vorsprünge,
Formen mit unterschiedlichen Höhen
und dergleichen zum Einsatz kommen.
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Das
Flüssigkeitsverteilerelement 106 weist eine
Anzahl von darin ausgebildeten Kanälen 130 auf. In den 12 und 13 sind
die Kanäle 130 ausführlicher
dargestellt. Allgemein bildet jeder Kanal 130 einen Flüssigkeitsweg
von der Flüssigkeitskammer 126 zur
Flüssigkeitsverteileroberfläche 102 des Duschkopfs 100.
Diesbezüglich
dient die Flüssigkeitskammer 126 als
Flüssigkeitsquelle
für das
Flüssigkeitsverteilerelement 106.
Die Flüssigkeit
tritt an der Innenseite des Flüssigkeitsverteilerelements 106 in
jeden Kanal 130 ein und tritt an der Außenseite des Flüssigkeitsverteilerelements 106 aus
jedem Kanal 130 aus. Jeder Kanal 130 weist ein
Einlassloch 132 auf, das an der inneren Oberfläche des
Flüssigkeitsverteilerelements 106 endet,
sowie einen Kanalauslass 134, der an der äußeren Oberfläche des
Flüssigkeitsverteilerelements 106 endet.
Die Einlasslöcher 132 nehmen
die Flüssigkeit
von der Flüssigkeitskammer 126 auf
und die Kanäle 130 transportieren
die Flüssigkeit
zu den (oder in die Nähe
der) Flüssigkeitsfreisetzungspunkte
an der Außenseite.
Beim Ausführungsbeispiel
sind die Einlasslöcher 132 von der
Innenseite des Flüssigkeitsverteilerelements 106 aus
gesehen kreisförmig
angeordnet (siehe 14). Der projizierte Umriss
bzw. Umfang eines jeden Kanalauslasses 134 ist in 5 dargestellt;
aus dieser Sicht ist jeder Kanalauslass 134 tropfenförmig.
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Die
Innenseite des Flüssigkeitsverteilerelements 106 kann
einen oder mehrere darin ausgebildete Kanäle 135 aufweisen (siehe 14).
Diese Kanäle 135 leiten
den Flüssigkeitsstrom
vom Einlass des Duschkopfs 100 an verschiedene Punkte innerhalb
der Flüssigkeitskammer 126.
Die Kanäle 135 können derart
bemessen und geformt sein, dass sie einen gleichmäßigen Flüssigkeitsdruck
innerhalb der Flüssigkeitskammer 126 fördern, so
dass es über
das Flüssigkeitsverteilerelement 106 hinweg
zu einer gleichmäßigen Tropfenbildung
kommt.
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Obgleich
die spezifische Größe, Form
und Konfiguration eines jeden Kanals 130 von einem praktischen
Ausführungsbeispiel
zum anderen verschieden sein können,
und/oder bei einem gegebenen praktischen Ausführungsbeispiel innerhalb des Flüssigkeitsverteilerelements 106 unterschiedlich sein
können,
zeigen die Zeichnungen des Ausführungsbeispiels
die bevorzugte Kanalkonfiguration. Jeder Kanal 130 weist
allgemein das Einlassloch 132, einen mit dem Einlassloch 132 verbundenen, konisch
zulaufenden Auslassabschnitt 136 und eine mit dem Einlassloch 132 verbundene
Nut 138 auf. Die Nut 138 ist ebenfalls mit dem
konisch zulaufenden Auslassabschnitt 136 verbunden. Diese
Merkmale des Kanals 130 sind in den 12 und 13 dargestellt.
Die Nut 138 und der zulaufende Auslassabschnitt 136 bilden
miteinander den Kanalauslass 134 an der Außenseite
des Flüssigkeitsverteilerelements.
Bemerkenswerterweise stellt das Einlassloch 132 den engsten
Abschnitt des Kanals 130 dar, und der Kanalauslass 134 hat
eine größere Fläche als das
Einlassloch 132.
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Beim
Ausführungsbeispiel
hat der zulaufende Auslassabschnitt 136 eine Teilkonusform.
Wie es in den 12 und 13 gezeigt
ist, verläuft
der konische Abschnitt des Kanals 130 vom Einlassloch 132 aufgeweitet
nach außen.
Die Nut 138 schneidet eine Seite des konisch zulaufenden
Auslassabschnitts 136 und bildet eine erweiterte Tülle oder Auskehlung
für den
Kanal 130. Die Nut 138 ist für den Transport von Flüssigkeit
seitlich über
das Flüssigkeitsverteilerelement 106 hinweg
vom Einlassloch 132 zum entsprechenden Flüssigkeitsfreisetzungspunkt
auf der Flüssigkeitsverteileroberfläche 102 geeignet
konfiguriert. Wie es in 5 gezeigt ist, verläuft jede
Nut 138 vom entsprechenden Einlassloch 132 radial
nach außen
(es können
auch alternative Konfigurationen zum Einsatz kommen, und dieses spezifische
Layout soll den Umfang der Erfindung nicht begrenzen oder anderweitig
einschränken). Wie
oben beschrieben, weist das Flüssigkeitsverteilerelement 106 eine
Anzahl von Vorsprüngen
(z.B. erhöhte
Ringe 128) auf, die das Sammeln und Freisetzen von Flüssigkeit
erleichtern. Bei der bevorzugten praktischen Ausführungsform
verlaufen die Nuten 138 über die erhöhten Ringe 128 hinweg
und enden an den oder in der Nähe
der Spitzen auf den erhöhten
Ringen 128. Folglich sickert das Wasser in das Einlassloch 132,
hängt an
den Wänden
des konisch zulaufenden Auslassabschnitts 136, und die Nut 138 leitet
das Wasser an die Tropfringvorsprünge. Diese Positionierung der
Nuten 138 bezüglich
der Vorsprünge
erleichtert die gewünschte
Tropfenbildung und das kaskadische Fallmuster.
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19 zeigt
in schematischer Perspektivansicht einen beispielhaften Kanal 130 zusammen
mit vier imaginären
Formebenen, die zur Definition der Form und Dimensionen des Kanals 130 verwendet werden
können.
Die erste Formebene (die mit dem Buchstaben „A" bezeichnet ist) entspricht dem Nutabschnitt
des Kanals 130. Die zweite Formebene (die hier den Buchstaben „B" trägt), die
dritte Formebene (mit dem Buchstaben „C"), und die vierte Formebene (mit „D" gekennzeichnet)
definieren allgemein den konisch zulaufenden Auslassabschnitt 136 des
Kanals 130. Die dritte Formebene liegt der ersten Formebene
gegenüber,
und die zweite und vierte Formebene liegen einander gegenüber.
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20 zeigt
die erste und die dritte Formebene von 19 in
Aufrissansicht, und 21 zeigt eine Aufrissansicht
der zweiten und der vierten Formebene von 19. Dabei
beträgt
der Durchmesser d des Einlasslochs 132 in etwa 0,093 Inch, die
Breite W am breitesten Abschnitt des Kanals 130 beträgt ungefähr 0,543
Inch, und die Breite w am konisch zulaufenden Auslassabschnitt 136 beträgt in etwa
0,422 Inch. Die Länge
l der Seitenwand des konisch zulaufenden Auslassabschnitts 136 beträgt ca. 0,199
Inch, die Länge
L der Seitenwand des Nutabschnitts beträgt in etwa 0,292 Inch, und
die Höhe
h des Einlasslochs 132 liegt bei etwa 0,100 Inch. Der konisch
zulaufende Auslassabschnitt 136 bildet einen Winkel θ mit der
horizontalen Bezugslinie und der Nutabschnitt bildet einen Winkel α mit der
horizontalen Bezugslinie. Beim Ausführungsbeispiel beträgt θ ungefähr 40 Grad
und α in
etwa 25 Grad. Es versteht sich, dass die Form und Maße der Leitungen 130 auch
anders sein können,
um den Anforderungen der bestimmten Ausführungsform gerecht zu werden.
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Die
Form jedes Kanals 130 lässt
sich im Zusammenhang mit der nachfolgenden Beschreibung eines geeigneten
Herstellungsverfahrens weiter verdeutlichen. Zunächst wird eine relativ kleine
Vorbohrung an einer zwischen zwei benachbarten erhöhten Ringen 128 liegenden
Stelle in das Flüssigkeitsverteilerelement 106 gebohrt.
Ein Abschnitt dieser Vorbohrung entspricht dem Einlassloch 132 des
fertigen Kanals 130. Als nächstes wird eine Senkbohrung
an dem Ende der Vorbohrung gebildet, das der Außenseite des Flüssigkeitsverteilerelements 106 entspricht.
Ein Abschnitt der Form der Senkbohrung entspricht dabei dem konisch
zulaufenden Auslassabschnitt 136.
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Schließlich wird
die Nut 138 derart gebildet, dass sie sich mit der Seite
der Senkbohrung schneidet.
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Wie
zuvor erwähnt,
weist das Flüssigkeitsverteilerelement 106 zumindest
einen Vorsprung auf, der über
den Punkt hinaus verläuft,
an dem Flüssigkeit
durch die Einlasslöcher 132 sickert.
Diesbezüglich
stellen die Vorsprünge
eine strukturierte äußere Oberfläche für das Flüssigkeitsverteilerelement 106 bereit.
Bei der normalen Ausrichtung im Betrieb wird Wasser an einem relativ
hohen Punkt freigesetzt, bevor es durch die Kanäle 130 und auf die
Vorsprünge verläuft. Schließlich tropft
das Wasser von den relativ niedrigen Punkten (den Flüssigkeitsfreisetzungspunkten),
welche von den Vorsprüngen
definiert werden.
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Die
Bildung eines im Wesentlichen gleichmäßigen und verteilten Flüssigkeitsgegendrucks
innerhalb der Flüssigkeitskammer 126 erleichtert
in Verbindung mit der Konfiguration des Flüssigkeitsverteilerelements 106 die
gleichmäßige Freisetzung
von Flüssigkeitströpfchen über die
Oberfläche
des Duschkopfs 100 hinweg. Unter Ausnutzung der Oberflächenspannung
der Flüssigkeit
und der Konfiguration der Kanäle 130 transportiert
das Flüssigkeitsverteilerelement 106 die
Flüssigkeit
von den Einlasslöchern 132 weg,
die über
dem strukturierten Tropfpunkt an der Stirnfläche des Flüssigkeitsverteilerelements
angeordnet sind. Infolgedessen bildet sich während des Verlaufs der Flüssigkeit
an die von den Spitzen der Vorsprünge gebildeten Flüssigkeitsfreisetzungspunkte
ein Tröpfchen.
Die Tropfen werden sowohl aufgrund der Schwerkraft als auch durch kontinuierliches
Sickern aus der Flüssigkeitskammer 126 relativ
langsam von der Stirnfläche
des Flüssigkeitsverteilerelements 106 weg
getrieben. Dieser Oberflächenspannungseffekt
und die Tröpfchenbildung
sind in 18 dargestellt. Es ist zu beachten, dass
die Tröpfchengröße in Abhängigkeit
von der spezifischen Strukturierung des Flüssigkeitsverteilerelements 106 variieren
kann. Zum Beispiel können durch
größere Erhebungen,
Spitzen, erhöhte
Furchenrücken
oder eine Strukturierung auch größere Tröpfchen gebildet
werden, und durch kleinere Erhebungen, Spitzen, erhöhte Furchenrücken oder
Strukturierung können
kleinere Tröpfchen
entstehen. Im allgemeinen kann die Größe und die Form eines jeden
Vorsprungs im Strukturmuster derart ausgelegt werden, dass er vor
Freisetzung des Tröpfchens mehr
oder weniger Wasser zurückhält.
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Der
Duschkopf 100 kann auch ein optisches Linsenelement aufweisen,
das dafür
konfiguriert ist, auftreffende Lichtstrahlen zu empfangen, die Lichtstrahlen
zu brechen und austretende Lichtstrahlen zu erzeugen, welche vom
Flüssigkeitsverteilerelement 106 abgestrahlte
austretende Flüssigkeit
beleuchten. Bei dem Ausführungsbeispiel
ist das optische Linsenelement im Körper des Duschkopfs 100 eingebaut.
Es können
zum Beispiel sowohl der Hauptkörperteil 124 als
auch das Flüssigkeitsverteilerelement 106 aus
einem lichtdurchlässigen
oder transparenten Material bestehen, das die Übertragung und Ausbreitung
von Licht ermöglicht.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel
ist das optische Linsenelement im Flüssigkeitsverteilerelement 106 integriert.
Insbesondere dienen die erhöhten
konzentrischen Ringe 128 als das optische Linsenelement,
wobei jeder Ring 128 als separate Linsenkomponente betrachtet
werden kann. Dementsprechend sind die Vorsprünge auf dem Flüssigkeitsverteilerelement 106 zur
Verteilung des Wassers und zur Bildung von Tröpfchen auf vorhersehbare Weise
und zur Bewirkung des optischen Linseneffekts konfiguriert.
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Wie
es in 3 gezeigt ist, hat jeder der erhöhten Ringe 128 eine
konvexe äußere Oberfläche. In
der Praxis erzeugt die konvexe Form der Ringe 128 den optischen
Linseneffekt zur Brechung und Fokussierung von Licht. Wie es in
den 13 und 18 gezeigt
ist, kann die Innenseite des Flüssigkeitsverteilerelements 106 ebenfalls
ein Muster aus erhöhten
konzentrischen Ringen aufweisen, das dem Muster auf der entgegengesetzten
Seite entspricht. Folglich kann jeder Ring 128 als ringförmige Linse
mit zwei entgegengesetzten konvexen Oberflächen ausgeführt werden. 18 zeigt
eine schematische Darstellung dessen, wie auftreffende Lichtstrahlen
(als senkrechte und parallele Pfeile dargestellt) vom Flüssigkeitsverteilerelement 106 empfangen
und gebrochen werden. In der Praxis kann das optische Linsenmerkmal
des Duschkopfs 100 die Lichtstrahlen zu den Flüssigkeitsfreisetzungspunkten
am Flüssigkeitsverteilerelement 106 hin
fokussieren oder leiten. Auf diese Weise können Wassertröpfchen bei
ihrer Bildung auf dem Flüssigkeitsverteilerelement 106 und
bei ihrer Freisetzung aus dem Duschkopf beleuchtet werden. 18 zeigt
zwei Tröpfchen,
die von Lichtstrahlen beleuchtet werden, welche von den erhöhten konzentrischen
Ringen 128 des Ausführungsbeispiels
fokussiert werden.
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4 dient
der Darstellung der lichtdurchlässigen
oder transparenten Eigenschaft des Duschkopfs 100. Ist
der gesamte Hohlkörper
des Duschkopfs 100 aus einem lichtdurchlässigen Material
gebildet, dann können
auftreffende Lichtstrahlen aus jeder beliebigen Anzahl von Richtungen
in das Flüssigkeitsverteilerelement
eintreten. Der auftreffende Lichtstrahl kann natürliches Sonnenlicht sein und/oder
von einer oder mehreren Beleuchtungsvorrichtungen erzeugt werden.
Das auftreffende Licht kann weiß,
oder, bei künstlicher
Erzeugung, farbig oder durch entsprechende Linsen polarisiert sein. Der
Körper
des Duschkopfs 100 kann aus einem farbigen lichtdurchlässigen Material
gebildet sein, so dass das Spektrum des einfallenden Lichts bei
dessen Durchtritt durch das optische Linsenelement modifiziert wird.
Des weiteren können
durch den Hohlkörper
des Duschkopfs 100 hindurchverlaufende Flüssigkeit
und/oder Bläschen
die Merkmale der austretenden Lichtstrahlen verändern, was die diversen optischen
Effekte ergibt, die der Benutzer dann erlebt.
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Beim
Heraustropfen von Wasser aus dem Duschkopf 100 konzentriert
das optische Linsenelement Licht auf den Wassertröpfchen,
wodurch bei Freisetzung des Wassers aus dem Duschkopf 100 ein
glitzernder, funkelnder, flackernder und/oder „glühwürmchenartiger" Effekt erzeugt wird.
Tatsächlich
kann auch der Duschkopf 100 selbst beleuchtet werden, um
einen Lampen- oder
Glüheffekt
bereitzustellen. In Abhängigkeit
von der Ausrichtung, der Intensität, der Farbe und der Konfiguration
der Lichtquelle(n) können
verschiedene visuelle Effekte erzeugt werden. Diese Beleuchtungseffekte
können das
Duscherlebnis für
den Benutzer verbessern.
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Die
vorliegende Erfindung wurde voranstehend unter Bezugnahme auf ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
beschrieben. Für
den Fachmann auf dem Gebiet ist jedoch nach Studium dieser Offenbarung
klar, dass Änderungen
und Modifikationen am vorliegenden Ausführungsbeispiel möglich sind, ohne
vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Diese und andere Änderungen
und Modifikationen sollen im Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten
sein, wie er in den nachstehenden Ansprüchen angegeben ist.