Die Erfindung betrifft einen Wasserschalter, insbesondere für Wasserspiele
wie Springbrunnen und dergleichen, mit dem Wasser ventilgesteuert zwei oder mehr
Austrittkanälen zugeführt werden kann, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Ventile sind in der Praxis bekannt. Sie werden überwiegend
dazu verwendet, eine Wasserfontäne kurzzeitig zu unterbrechen, ohne daß die Wasserzufuhr
insgesamt abgeschaltet werden muß. Dazu wird das den Wasserschalter durchströmende
Wasser nicht zu dem Austrittkanal, an dem eine die Fontäne erzeugende Düse angeschlossen
ist, sondern in einen anderen Austrittkanal geleitet, an dessen Ende sich eine Umlenkglocke
befindet, die das Wasser ohne großen Effekt nahe der Wasseroberfläche des Brunnens,
Teiches etc. ausströmen läßt.
Zur Steuerung, aus welchem Austrittkanal das Wasser ausströmt, münden
bei den herkömmlichen Wasserschaltern zwei Luftzufuhrleitungen in den Wasserkanal.
Diese sind über ein 2/3-Wegeventil mit einer Luftansaugung verbunden, so daß stets
eine Luftzufuhrleitung geöffnet ist. Das dem Schalter zugeführte Wasser durchströmt
dann immer den Austrittkanal, der der gerade geöffneten Luftzufuhrleitung gegenüberliegt,
da die mit dem Wasserstrahl angesaugte Luft den Wasserstrahl an die der geöffneten
Luftzufuhrleitung gegenüberliegende Wandung des Wasserkanals andrückt.
Mit derartigen Wasserschaltern lassen sich daher nur die beiden Funktionsstellungen
"hohe Wasserfontäne" oder "keine Wasserfontäne" verwirklichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Wasserschalter der
eingangs genannten Art so zu verbessern, daß auf einfache Weise mehr Funktionsstellungen
erreicht werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
Indem der Wasserschalter für jede Luftzufuhrleitung ein eigenes, unabhängig
schaltbares Ventil aufweist, läßt sich zumindest eine weitere, die Höhe der Wasserfontäne
beeinflussende Funktionsstellung erhalten. Während bei den herkömmlichen Wasserschaltern
mittels des einzigen 2/3-Wegeventils stets nur eine Luftzufuhrleitung geschlossen
werden kann, die andere jedoch immer geöffnet bleibt, entsteht die Wasserfontäne
bei Öffnung der Ihrem Austrittkanal zugeordneten Luftzufuhrleitung stets in gleichbleibender
Höhe. Mit bei zwei Austrittkanälen erfindungsgemäß vorgesehenen zwei unabhängigen
Ventilen kann noch eine weitere Funktionsstellung bewirkt werden, indem zunächst
das dem Austrittkanal mit der Düse zugeordnete Ventil geöffnet und das andere Ventil
geschlossen ist; dadurch entsteht eine Wasserfontäne in bekannter Höhe. Wenn nun
zusätzlich das der Düsenseite zugeordnete Ventil schließt und damit auch die Luftzufuhr
von der gegenüberliegenden Seite unterbindet, verbleibt die Wasserströmung durch
Anlegung an die Kanalwandung aufgrund des Coanda-Effektes zwar in dem Austrittkanal,
der zur Düse führt, jedoch bildet sich eine Wasserfontäne geringerer Höhe aus, da
durch den engen Düsenquerschnitt nun nicht mehr Wasser und Luft, sondern nur noch
die gleichbleibende Wassermenge strömt. Je nach Ausbildung der Düse und Größe der
Luftzufuhrleitung erhält man damit eine Wasserfontäne, deren Höhe sich etwas geringer
als bei einem geöffneten Ventil einstellt.
Besonders zu bevorzugen ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Wasserschalters, bei der noch eine zusätzliche Funktionsstellung verwirklicht werden
kann. Dies gelingt, indem sich im Wasserkanal zwischen den Mündungen der Luftzufuhrleitungen
und den Austrittkanälen im Bereich der Verzweigung zumindest ein Störelement bzw.
Verwirbelungselement befindet. Wie bereits beschrieben, sorgt der Coanda-Effekt
dafür, daß der Wasserstrahl den durchflossenen Weg bzw. Austrittkanal beibehält,
auch wenn das erste Ventil ebenfalls geschlossen wird. Dies träfe bei Wasserschaltern
ohne Störelemente auch zu, wenn das zweite Ventil ebenfalls geöffnet würde. Auch
bei zwei geöffneten Ventilen würde der Wasserstrahl daher nur den Austrittkanal
durchströmen, durch den er bereits hindurchströmt. Durch das Störelement hingegen
entsteht bei Öffnung beider Ventile eine gezielte Verwirbelung des Wasserstrahls
und einer Ablösung der Strömung von der Kanalwandung, wodurch der Coanda-Effekt
unterbrochen wird. Dadurch verzweigt sich die Strömung in beide Austrittkanäle,
so daß aus dem Austrittkanal, an dem die Düse angeschlossen ist, je nach Druck etwa
die halbe Wassermenge ausströmt. Dementsprechend erreicht die dort ausgebildete
Wasserfontäne auch nur etwa die halbe Höhe der Wasserfontäne bei vollem Durchfluß.
Durch diese einfach zu bewirkenden Schaltungen, für die der Wasserschalter
vorzugsweise mit einer entsprechenden Steuerung der Ventile ausgestattet ist, können
verschiedene Höhen der Wasserfontäne bewirkt werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus den Unteransprüchen
und einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das im folgenden beschrieben wird;
es zeigen:
1 Einen Wasserschalter im Teilschnitt,
2 eine teilgeschnittene Ansicht aus Richtung
II auf den Gegenstand aus 1 und
3 einen Schnitt in der Ebene III-III
durch den Gegenstand aus 2.
Der in den 1 und 2
dargestellte Wasserschalter hat ein Gehäuse 1, einen Anschluß
2 für eine Wasserzuführung 3 und einem Wasserkanal 4.
Der Wasserkanal 4 verzweigt sich in zwei Austrittkanäle 5a,
5b. Der Wasserschalter ist an seinem Austrittkanal 5a mit einer
Düse 6 und an seinem Austrittkanal 5b mit einer Umlenkglocke
7 verbunden. An der Oberseite des Gehäuses 1 ist der Wasserschalter
darüber hinaus mit einem Ansaugschnorchel 8 verbunden, der sich im Betrieb
oberhalb der Wasseroberfläche befindet und durch den so Luft in Luftzufuhrleitungen
9a und 9b gelangen kann, die in 3
näher dargestellt sind.
Wie dort auch erkennbar ist, weist der Wasserkanal 4 eine
Verengung 14 auf, bei der auch die Luftzufuhrleitungen 9 über
Mündungen 19 in den Wasserkanal 4 münden. Jede Luftzufuhrleitung
9a, 9b ist über ein eigenes Ventil 13a, 13b
(siehe 2) und (für das Ventil 13a in
3 dargestellte) Übergabepunkte 15 mit einem
Luftansauganschluß 10 verbunden, an den sich wie in 1
zu erkennen der Ansaugschnorchel 8 anschließt. In 3
erkennt man an der Luftzuführung einen weiteren Anschluß 11, der jedoch
im Einsatz des Wasserschalters unter der Wasseroberfläche angeordnet ist und daher
mit einem Blindstopfen verschlossen werden muß. Durch die Schaltung der Ventile
13 kann die Luftzufuhr in den Wasserkanal 4 über die Luftzufuhrleitungen
9a, 9b, und zwar unabhängig voneinander, geöffnet oder unterbunden
werden.
Schließt das Ventil 13b die Luftzufuhrleitung 9b
und ist das Ventil 13a geöffnet, so daß über die Luftzufuhrleitung
9a, die dem Austrittkanal 5a zugeordnet ist und auf der diesem
gegenüberliegenden Seite des Wasserkanals 4 angeordnet ist, Luft zugeführt
wird, so durchströmt das zugeführte Wasser ausschließlich den Austrittkanal
5a und von dort in die Düse 6. Öffnet nun zusätzlich das dem Austrittkanal
5b zugeordnete Ventil 13b die Luftzufuhrleitung 9b, so
bewirkt diese weitere Luftzufuhr in Verbindung mit einem Störelement 16,
das im Bereich der Verzweigung 18 des Wasserkanals 4 angeordnet
ist, daß der Wasserstrahl verwirbelt wird, sich von der äußeren Wandung
25 des Wasserkanals 4 bzw. des Austrittkanals 5a ablöst
und zu gleichen Teilen auf die Austrittkanäle 5 aufteilt.
Eine besonders gute Verwirbelung entsteht, wenn sich das Störelement
16 quer durch den Wasserkanal 4 hindurch erstreckt. Vorzugsweise
ist die Erstreckung des Störelements 16 senkrecht zu einer Teilungsebene
zwischen zwei Gehäuseteilen 1a, 1b ausgerichtet. Diese Teilungsebene
entspricht der Zeichnungsebene der 3.
Das Störelement 16 ist aus Fertigungsgründen bevorzugt ein
zylindrischer Störstift und kann zur preiswerten Fertigung als separates Bauteil
in das Gehäuse 1 eingesteckt sein. Das Gehäuse 1 kann zur variablen
Aufnahme des Störelements 16 mehrere Ausnehmungen aufweisen, von denen
in 3 eine weitere mögliche mit der Bezugsziffer
17 angedeutet ist. Dadurch läßt sich beispielsweise bei verschiedenen Wassermengen
eine Änderung der Verwirbelungsposition erreichen, wenn die zuerst gewählte eventuell
nicht optimal war. Das Störelement 16 muß aber nicht zwingend ein separates
Bauteil sein, sondern kann ebenfalls fertigungstechnisch günstig einstückig Teil
des Gehäuses 1 sein. Um eine Verzweigung des Wasserstrahls von dem Kanal
5a auf beide Kanäle als auch ausgehend von 5b auf beide Kanäle
5 sicher bewirken zu können, ist es vorteilhaft, wenn das Störelement
16 auf einer imaginären geraden Verbindungslinie 18 angeordnet
ist, die sich zwischen einer durch die Austrittskanäle 5a, 5b
ausgebildeten Trennwand 20 und den Mündungen 19 der Luftzufuhrleitungen
9 erstreckt. Diese Verbindungslinie 18 stimmt bei dem bevorzugt
mit symmetrischem Gehäuse 1 aufgebauten darstellten Ausführungsbeispiel
mit der Mittellängsachse überein.
Um eine gute Verwirbelung der Wasserströmung zu erreichen, ist das
Störelement 16 bevorzugt näher am verzweigungsseitigen Ende 22
der Trennwand 20 als an den Mündungen 19 der Luftzufuhrleitungen
9 anzuordnen. Eine gute Verwirbelung kann dann erreicht werden, wenn das
Störelement 16 vom verzweigungsseitigen Ende 22 der Trennwand
20 etwa um die Breite B eines Austrittkanals 5 an der Verzweigung
beabstandet ist.
Der Wasserschalter des Ausführungsbeispiels kann über eine Steuerung
der Position der Ventile 5 folgende Funktionsstellungen einnehmen:
- i) Bei geöffnetem Ventil 13a und damit geöffneter Luftzufuhrleitung
9a und geschlossenem Ventil 13b strömt das gesamte Wasser und
die über die Luftzufuhrleitung 9a zugeführte Luft durch den Austrittkanal
5a in die Düse 6 und erzeugt eine Wasserfontäne maximaler Höhe.
- ii) Bei umgekehrter Betätigung der Ventile, wenn das Ventil 13b und
damit die Luftzufuhrleitung 9b geöffnet, das Ventil 13a hingegen
geschlossen ist, strömt die gesamte Wassermenge (mit Luft) über den Austrittkanal
5b in die Umlenkglocke 7 und wird dort nahe der Wasseroberfläche
ohne Fontäne abgegeben.
- iii) Wenn ausgehend von der Funktionsstellung i) zusätzlich auch das Ventil
13a und damit die Luftzufuhrleitung 9a geschlossen wird, durchströmt
das gesamte zugeführte Wasser weiterhin ausschließlich den Austrittkanal
5a. Wegen der fehlenden Luft bildet sich jedoch an der Düse 6a
eine Wasserfontäne von etwas geringerer Höhe als der maximalen Höhe aus.
- iv) Wenn beide Ventile geöffnet sind, saugt der Wasserstrahl aus beiden Luftzufuhrleitungen
9a und 9b Luft mit, und das Störelement 16 bewirkt eine
Verwirbelung, so daß jeweils die Hälfte der Wassermenge und der Luft durch den Austrittkanal
5a und 5b fließt. An der Düse 6 entsteht somit eine Wasserfontäne
etwa der halben maximalen Höhe.
Über den erfindungsgemäßen Wasserschalter lassen sich auf einfache
Weise somit variantenreiche Wasserspiele erzeugen.
Anspruchsgemäß erstreckt sich die Erfindung selbstverständlich nicht
nur auf das dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern auch auf Wasserschalter, an
die nicht eine Düse und eine Umlenkglocke, sondern beispielsweise zwei Düsen angesetzt
werden. Auch können mehr als zwei Austrittkanäle und entsprechend mehr Ventile vorhanden
sein. Auch der durchgängig verwendeten Begriff Wasserschalter bzw. Wasser sind nicht
einschränkend dahingehend zu betrachten, daß der erfindungsgemäße Schalter nur für
reines Wasser nutzbar ist. Selbstverständlich kann dieser auch für andere Flüssigkeiten
ähnlichen Fließverhaltens eingesetzt werden.
