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Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung zur mechanischen Richtungsumkehr
eines drehbeweglichen Steuerbauteils einer Funktionsvorrichtung,
insbesondere einer Gartenbewässerungsvorrichtung, dessen
Drehbewegung in beiden Drehrichtungen durch Endanschläge begrenzt
ist, die eine Richtungsumkehr des Steuerbauteils einleiten, wobei
wenigstens ein Endanschlag ein verstellbar angeordnetes Rastglied
aufweist, das mit einer koaxial zu einer Drehachse des Steuerbauteils
angeordneten Umfangsverzahnung zusammenwirkt.
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Derartige
Einrichtungen sind aus dem Bereich der Gartenbewässerung bei Regnern allgemein bekannt.
Ein derartiger Regner weist als Steuerbauteil ein beweglich angeordnetes
Sprühelement
auf, das mit wenigstens einer Austrittsöffnung versehen ist. Das Sprühelement
wird durch ein Getriebe in entsprechende Schwenkbewegungen versetzt,
das durch das strömende
Medium, vorzugsweise Wasser, angetrieben wird. Um eine Richtungsumkehr
des Getriebes und demzufolge eine Richtungsumkehr der Schwenkbewegung
des Sprühelementes
zu erzielen, sind Stellglieder vorgesehen, die als Endanschlag für jeweils
eine Drehrich tung bzw. Schwenkrichtung des Sprühelementes dienen und die Drehrichtung
entsprechend umkehren. Die Stellglieder können in Umfangsrichtung verteilt
an beliebige Stellen gebracht werden, so dass verschiedene Schwenkwinkel
für das
Sprühelement
eingestellt werden können.
Die Lage der Stellglieder entspricht den Grenzen des entsprechenden
Winkelsektors, den das Sprühelement überstreichen
kann. Die Stellglieder sind als verstellbar angeordnete Rastglieder ausgeführt, die
mit einer entsprechenden Umfangsverzahnung eines stationären Trägerbauteils
zusammenwirken. Eine bekannte praktische Ausführungsform weist als Trägerbauteil
eine mit einer radial außenliegenden
Stirnverzahnung versehene Scheibe auf, auf denen zwei Rastglieder
als Reiter außen
aufgesetzt sind. Die Reiter weisen entsprechende Nocken auf, an
denen ein entsprechendes Steuerteil des Getriebes anschlagen und
die entsprechende Richtungsumkehr des Getriebes bewirken kann. Die entsprechenden
Reiter sind relativ schwergängig verstellbar.
Zudem kann eine unsachgemäße Bedienung
zu Beschädigungen
des Getriebes oder der Rastglieder führen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art
zu schaffen, die einfach bedienbar und funktionssicher ist und dennoch im
Betrieb eine sichere Umschaltfunktion ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass die Umfangsverzahnung relativ zu einer Drehachse des Steuerbauteils
radial innenliegend angeordnet ist, und dass das wenigstens eine
Rastglied radial beweglich angeordnet ist, um in die Umfangsverzahnung
eingerastet oder von dieser gelöst
werden zu können.
Die erfindungsgemäße Lösung eignet
sich insbesondere für
den Einsatz in einer Gartenbewässerungsvorrichtung,
bei der ein den Wasseraustrag bewirkender, als Teil des Steuerbauteils
dienender Düsenkörper während des
Wasseraustrags durch ein Getriebe bewegt wird, um das Überstreichen
der Sprühstrahlen über eine
definierte Bewässerungsfläche zu ermöglichen.
Durch die Richtungsumkehr wird die Bewegung des Düsenkörpers umgedreht. Durch
das wenigstens eine Rastglied wird die Lage des Umkehrpunktes für die Richtungsumkehr
des Düsenkörpers definiert.
Je nach Ausgestaltung der Gartenbewässerungsvorrichtung kann der
Düsenkörper mit
etwa vertikaler oder mit etwa horizontaler Drehachse verdrehbar
gelagert sein. Dadurch, dass die Umfangsverzahnung erfindungsgemäß radial
innenliegend angeordnet ist, und das Rastglied in radialer Richtung
rastbeweglich angeordnet ist, kann durch eine einfache Druckbewegung
des Rastgliedes von außen
her eine Entrastung und ein anschließendes Verdrehen des Rastgliedes
mit geringem Kraftaufwand bewerkstelligt werden. Beschädigungen
der Funktionsvorrichtung, des Steuerbauteils oder der Rastglieder
durch unsachgemäße Bedienung
können
zuverlässig
vermieden werden, da die Rastfunktionsteile verdeckt innen liegen
und eine Druckbelastung des Rastgliedes von außen zwangsläufig zu einem Lösen der
Verrastung führt.
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In
Ausgestaltung der Erfindung ist das Rastglied mittels einer Führungsanordnung
relativ zu der Drehachse des Steuerbauteils verdrehbar gelagert. Hierdurch
ist eine Verstellung des Schwenkwinkels des Steuerbauteils in einfacher
Weise durch ein Verdrehen des Rastgliedes ermöglicht.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist dem Rastglied eine Druckkrafteinrichtung
zugeordnet, die auf das Rastglied eine das Rastglied in einen entsprechenden
Verzahnungsabschnitt der Umfangsverzahnung drückende Radialkraft aufbringt. Dadurch
wird das Rastglied automatisch in seiner Raststellung gehalten.
Durch Aufbringen einer manuellen Kraft in entgegengesetzter Richtung
zu der Druckkrafteinrichtung hingegen ist das Rastglied in einfacher
Weise aus seiner Raststellung lösbar.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Druckkrafteinrichtung
als Federspeicher ausgeführt.
Vorzugsweise wird die Federkraft des Federspeichers durch elastische
Biegung aufgebracht.
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In
weiterer Ausgestaltung umfasst die Führungsanordnung einen Führungsring,
dem elastisch verformbare Biegungsabschnitte zugeordnet sind, die
den Federspeicher bilden. Die elastisch verformbaren Biegungsabschnitte
sind vorzugsweise derart relativ zu dem Rastglied angeordnet, dass
das Rastglied relativ zu den die Drehlagerung für das Rastglied bildenden Führungsabschnitten
des Führungsringes
elastisch nachgiebig angeordnet ist.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst ein die Umfangsverzahnung
aufweisendes Trägerbauteil
wenigstens einen koaxial zur Drehachse ausgerichteten Lagerflansch,
der den Führungsring drehbar
lagert. Der wenigstens eine Lagerflansch ist konzentrisch zu der
Drehachse der Führungsanordnung
und damit zu der Drehachse des wenigstens einen Rastgliedes ausgerichtet.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Führungsring lösbar mit
dem wenigstens einen Lagerflansch verbunden. Dadurch ist eine einfache Montage
oder Demontage ermöglicht.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Trägerbauteil scheibenförmig gestaltet,
und an seinen gegenüberliegenden
Stirnflächen
ist jeweils ein Lagerflansch für
die Lagerung jeweils eines Führungsrings
jeweils eines Rastgliedes vorgesehen. Das Trägerbauteil ist somit beidseitig
mit jeweils einem Rastglied versehen, wobei die beiden Rastglieder
unabhängig
voneinander, jedoch koaxial zueinander verdrehbar angeordnet sind.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Rastglied einschließlich der
zugeordneten Führungsanordnung
und dem zugeordneten Federspeicher als einstückiges Kunststoffbauteil ausgeführt. Dadurch
ist eine kostengünstige
und funktionssichere Herstellung erzielbar. Die Anzahl an zu montierenden
Teilen der Gartenbewässerungseinrichtung
wird reduziert.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist jedes Rastglied eine
Handhabe zum manuellen Verstellen des Rastgliedes auf. Die Handhabe
kann insbesondere eine mit Riffelungen oder andersartigen Profilierungen
versehene Grifffläche
umfassen. Vorzugsweise ist die Handhabe mit einer quer zur Drehrichtung
des Rastgliedes profilierten Riffelfläche versehen. Dies ist eine
besonders vorteilhafte Ausführungsform,
da die Handhabe sowohl zum radialen Lösen als auch zum manuellen
Verstellen in Umfangsrichtung vorgesehen ist. Bei einer nicht dargestellten
Ausführungsform
der Erfindung sind die Handhaben zum radialen Lösen des Rastgliedes und zum
Verstellen in Umfangsrichtung voneinander getrennt. Die beiden Funktionen,
nämlich
das Lösen und
das Verstellen, werden bei dieser Ausführung durch getrennte Handhaben
wahrgenommen.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie
aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
der Erfindung, die anhand der Zeichnungen dargestellt sind.
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1 zeigt
in isometrischer Darstellung eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung
zur mechanischen Richtungsumkehr,
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2 die
Einrichtung nach 1 in einer Explosionsdarstellung,
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3 eine
Draufsicht auf die Einrichtung nach den 1 und 2,
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4 ein
Rastglied mit angeformtem Führungsring
der Einrichtung nach den 1 bis 3,
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5 ein
scheibenförmiges
Trägerbauteil der
Einrichtung nach den 1 bis 3,
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6 in
einer Explosionsdarstellung eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung
zur mechanischen Richtungsumkehr, das einem Regnergetriebe einer
Gartenbewässerungsvorrichtung
zugeordnet ist,
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7 die
Einrichtung nach 6 in isometrischer Darstellung,
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8 eine
Draufsicht auf die Einrichtung nach 7,
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9 in
vergrößerter Darstellung
einen Ausschnitt IX der Darstellung nach 8,
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10 ein
weiteres Trägerbauteil ähnlich 5,
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11 eine
Draufsicht auf das Trägerbauteil nach 10,
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12 eine
Querschnittsdarstellung des Trägerbauteils
nach 11 entlang der Schnittlinie XII–XII in 11,
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13 in
einer weiteren Explosionsdarstellung die Einrichtung nach 6 zusammen
mit einem drehbeweglichen Steuerbauteil einer Gartenbewässerungseinrichtung
und
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14 die
Einrichtung nach 13 in einer Seitenansicht.
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Die
beiden Ausführungsformen
von erfindungsgemäßen Einrichtungen
zur mechanischen Richtungsumkehr eines drehbeweglichen Steuerbauteils
einer Gartenbewässerungsvorrichtung,
wie sie anhand der 1 bis 5 einerseits
und anhand der 6 bis 14 andererseits
dargestellt sind, weisen im Wesentlichen den gleichen Aufbau auf.
Beide Ausführungsformen
sind jeweils Teil einer Gartenbewässerungsvorrichtung in Form
eines Regners. Der Regner weist in grundsätzlich bekannter Weise ein
nicht näher
dargestelltes Regnergehäuse auf,
in dem ein Regnergetriebe G untergebracht ist. Das Regnergetriebe
G ist als Hydraulikgetriebe ausgeführt und wird in einfacher Weise
durch einen Wasserdruck einer Gartenbewässerungsleitung gespeist. Das
Regnergetriebe G ist abtriebsseitig mit einem relativ zu dem Regnergehäuse drehbeweglich
gelagerten Steuerbauteil S gekoppelt, wobei das Steuerbauteil S
mit einem koaxial in das Regnergetriebe G hineinragenden Ritzelfortsatz 13 versehen
ist, der mit einem entsprechenden Abtriebsritzel des Regnergetriebes
G kämmt,
um das Steuerbauteil S in Drehung zu versetzen. Das Steuerbauteil
S (13 und 14) ist
als Düsenhalter
für eine
entsprechende Regnerdüse
ausgeführt.
Bei der vorliegend beschriebenen Gartenbewässerungsvorrichtung handelt
es sich um ein Steuerbauteil S, das in seinem Funktionszustand mit
etwa vertikaler Drehachse D ausgerichtet ist.
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Nicht
dargestellte Regnergetriebe anderer Gartenbewässerungsvorrichtungen, die
mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung
zur mechanischen Richtungsumkehr versehen werden können, weisen im
Funktionszustand eine etwa horizontale Abtriebsdrehachse des Regnergetriebes
auf. Derartige Ausführungsformen
werden bei Viereckregnern eingesetzt.
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Um
eine Richtungsumkehr des Steuerbauteils S und demzufolge eine hin-
und hergehende Beregnungsbewegung durchzuführen, ist das Regnergetriebe
G mit einem Schaltelement in Form eines Schaltstiftes St versehen,
der die Umkehr der Getrieberichtung bewirkt. Die Betätigung des
Schaltstiftes St erfolgt mittels der nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen
der Einrichtungen zur mechanischen Richtungsumkehr gemäß den 1 bis 5 bzw. 6 bis 14.
Der bislang beschriebene grundsätzliche
Aufbau der Gartenbewässerungsvorrichtung
gilt nicht nur für
die Ausführungsform
nach den 6 bis 14, für die das
Regnergetriebe G und das als Düsenhalter
dienende Steuerbauteil S eigens dargestellt sind, sondern in gleicher
Weise für die
Ausführungsform
nach den 1 bis 5. Die beiden
Ausführungsformen
unterscheiden sich bezüglich
ihres grundsätzlichen
Aufbaus nicht. Einziger Unterschied bei beiden Ausführungsformen
ist die Gestaltung der Rastglieder und ihrer entsprechenden Führungsanordnungen,
wie sie nachfolgend ausführlich
beschrieben werden.
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Um
die Richtungsumkehr des Steuerbauteils S zu bewirken, ist das Steuerbauteil
S mit einer Anschlagrippe 14 versehen, die bei einem definierten Drehwinkel
an einem gehäuseseitigen
Endanschlag anschlägt.
Dadurch wird eine kurzzeitige Blockierung des Regnergetriebes G
erzielt, wodurch der Schaltstift St in nachfolgend näher beschriebener
Weise gegen einen Anschlag läuft
und dadurch umgelegt wird. Das Umlegen des Schaltstiftes bewirkt
die Richtungsumkehr des Regnergetriebes, so dass das Steuerbauteil
S anschließend
in entgegengesetzter Richtung zurückgedreht werden kann. In umgekehrter
Drehrichtung ist ein weiterer Endanschlag vorgesehen, der ebenfalls
nachfolgend noch näher
beschrieben wird. Dieser Endanschlag bewirkt ebenfalls nach einem
bestimmten Drehwinkel in die andere Drehrichtung, der in jedem Fall
kleiner als 360° ist, ein
erneutes Anlaufen der Anschlagrippe 14 des Steuerbauteils
S an diesem zweiten Endanschlag, wodurch das Regnergetriebe durch
die Drehmomentübertragung
zwischen Ritzelfortsatz 13 des Steuerbauteils S und Abtriebsritzel
des Regnergetriebes G erneut kurzzeitig blockiert wird. Hierdurch wird
in analoger Weise wie zuvor bereits beschrieben der Schaltstift
St erneut umgelegt, wodurch das Regnergetriebe wieder in der ursprünglichen
Drehrichtung in Drehung versetzt wird. Das Steuerbauteil S und damit
auch die entsprechende Regnerdüse
vollführen
somit eine alternierende Schwenk- oder Drehbewegung.
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Der
jeweilige Schwenk- oder Drehwinkel ist durch die gegenüberliegenden
Endanschläge
für die Anschlagrippe 14 definiert.
Diese Endanschläge
werden bei beiden Ausführungsformen
durch Anschlagstege von Rastgliedern 3a, 3b; 3'a, 3'b definiert,
wie sie nachfolgend näher
beschrieben werden. Bei beiden Ausführungsformen sind die Rastglieder 3a, 3b und 3'a, 3'b jeweils gegen
eine radial nach außen wirkende
elastische Federkraft radial zur Drehachse D beweglich angeordnet.
Zudem sind alle Rastglieder 3a, 3b; 3'a, 3'b koaxial zur
Drehachse D relativ zu dem Regnergehäuse verdrehbar angeordnet.
Einziger Unterschied bei beiden Ausführungsformen ist es, dass die
Art der Drehlagerung der Rastglieder und die Gestaltung der radialen
Federelastizität
unterschiedlich aufgebaut sind. Bei beiden Ausführungsformen sind die Rastglieder 3a, 3b; 3'a, 3'b jeweils mit
einer radial nach außen
gerichteten Rastnase 6a, 6b; 6'a, 6'b versehen,
die jeweils in eine radial nach innen gerichtete Umfangsverzahnung 2a, 2b; 2'a, 2'b eines gehäusefesten
Trägerbauteils 2; 2' einrasten.
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Das
Trägerbauteil
ist, wie anhand der 1 bis 3, 5 bzw. 6 bis 8 und 10 bis 13 erkennbar
ist, bei beiden Ausführungsformen
im Wesentlichen identisch gestaltet. Jedes Trägerbauteil 2, 2' ist scheibenförmig ausgeführt und weist
eine obere, radial innenliegende Umfangsverzahnung 2a, 2'a und eine untenliegende,
ebenfalls radial nach innen gerichtete Umfangsverzahnung 2b, 2'b auf. Das Trägerbauteil 2, 2' ist einstückig aus
einem Kunststoffbauteil hergestellt und weist neben den die umlaufenden
Ränder
des Trägerbauteils 2, 2' bildenden Umfangsverzahnungen 2a, 2'a; 2b, 2'b jeweils einen
innenliegenden, ringförmigen
Lagerflansch 4a, 4b; 4'a, 4'b auf, wobei der obenliegende Lagerflansch 4a, 4'a ringstegartig
nach oben und der untenliegende Lagerflansch 4b; 4'b ringstegartig nach
unten abragt. Beide ringstegförmigen
Lagerflansche sind mit jeweils vier Rastlaschen 5a, 5b; 5'a, 5;b versehen,
die – relativ
zur Drehachse D – eine Axialsicherung
für einen
entsprechenden Führungsring
des jeweiligen Rastgliedes bilden. Die beiden Lagerflansche 4a, 4b; 4'a, 4'b definieren
Gleitlagerungen für
die Rastglieder 3a, 3b; 3'a, 3'b. Die Lagerflansche 4a, 4b; 4'a, 4'b definieren
zudem entsprechende Anschlagränder
für den
Schaltstift St. Hierzu ist in dem oberen Ringsteg des Lagerflansches 4a, 4'a eine Aussparung 12, 12' vorgesehen,
die gemäß 9 die
in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Anschlagflächen für den Schaltstift
St bilden.
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Bei
der Ausführungsform
nach den 1 bis 5 weisen
die Rastglieder 3a, 3b jeweils einen Führungsring
auf, der herzartig ausgeführt
ist. Die herzartigen Ausbuchtungen 9 bilden einen Federspeicher
für die
radial elastische Nachgiebigkeit des Rastgliedes 3a, 3b,
da die Ausbuchtungen sich an der innenliegenden Umfangsverzahnung
unter Spannung und damit unter elastischer Verformung abstützen. Zudem
ist jeweils ein kreisbogenförmiger
Führungsabschnitt 10 vorgesehen,
der gemeinsam mit weiteren Anlageflächen des Führungsringes 8 die drehbewegliche
Führung
des Rastgliedes 3a, 3b auf dem jeweiligen Lagerflansch 4a, 4b des
Trägerbauteils 2 bewirken.
Beide Rastglieder 3a, 3b weisen jeweils einen
Anschlagsteg 7a, 7b auf, die in montiertem Zustand
in gleicher Radialebene angeordnet sind, wie anhand der 1 erkennbar
ist. Bei den Rastgliedern 3a, 3b sind zudem im
Bereich der Anschlagstege 7a, 7b und auf axialer
Höhe der
Rastnasen 6a, 6b radial außenliegende Handhaben mit Griffflächen 11 vorgesehen,
die eine manuelle Handhabung der Rastglieder 3a, 3b vereinfachen.
Die Griffflächen 11 sind
mit einer Querriffelung versehen, wie anhand der Zeichnungen erkennbar
ist, um die Betätigung
durch einen Finger einer Bedienperson zu erleichtern.
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Bei
der Ausführungsform
nach den 6 bis 14 weisen
die Rastglieder 3'a, 3'b jeweils einen geschlossenen,
kreisförmigen
Führungsring 8' auf, der axial
auf den entsprechenden Lagerflansch 4'a, 4'b aufrastbar ist, wobei die elastisch
beweglichen Rastlaschen 5'a, 5'b beim Aufrasten
radial nach innen zurückgedrückt werden
und anschließend
mit ihren hakenartigen Rastvorsprüngen den entsprechenden Führungsring 8' axial sichern.
Durch den kreisförmigen
Führungsring 8' sind die Rastglieder 3'a, 3'b koaxial zur
Drehachse D an dem Trägerbauteil 2' drehbeweglich
gelagert. An jedem geschlossenen Führungsring 8' ist jeweils
ein Federspeicher in Form einer als Biegungsabschnitt dienenden,
kreisbogenförmig
gekrümmten
Blattfeder 9' einstückig angeformt,
wobei die Blattfeder sich in der Radialebene des Führungsrings 8' nach außen erstreckt.
An einem Scheitelpunkt der kreisbogenförmig gekrümmten Blattfeder 9' ist radial
außenliegend
die entsprechende Rastnase 6'a, 6'b angeformt.
Die Blattfeder 9' ist
in montiertem Zustand des Führungsringes 8' unter Vorspannung,
so dass die Rastnase 6'a, 6'b in einen entsprechenden
Verzahnungsabschnitt der Umfangsverzahnung 2'a, 2'b formschlüssig hineingedrückt ist.
Zudem ist die Grifffläche 11' gemeinsam mit
dem entsprechenden Anschlagsteg 7'a, 7'b einstückig angeformt. Das mit der
Grifffläche 11' versehene Griffelement
einschließlich
des als Endanschlag dienenden Anschlagsteges 7'a, 7'b und der Rastnase 6'a, 6'b sind mittels
des Blattfederabschnitts 9' radial
zur Drehachse D elastisch beweglich an dem geschlossenen Führungsring 8' einstückig angeformt.
Das Rastglied 3'a wird
von oben her und das Rastglied 3'b von unten her axial auf den entsprechenden
Lagerflansch 4'a, 4'b des Trägerbauteils 2' aufgerastet.
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Bei
beiden Ausführungsformen
gemäß den 1 bis 5 bzw. 6 bis 14 erfolgt
eine Verstellung der Anschlagstege 7a, 7b; 7'a, 7'b manuell durch
ein einfaches radiales Nachinnendrücken des jeweiligen Rastglieds 3a, 3b; 3'a, 3'b relativ zur Drehachse
D, wodurch die Rastnasen aus dem entsprechenden Verzahnungsabschnitt
der Umfangsverzahnung 2a, 2b; 2'a, 2'b entfernt werden.
Anschließend
ist in gedrücktem
Zustand ein einfaches Verdrehen des entsprechenden Rastgliedes 3a, 3b; 3'a, 3'b ermöglicht.
Sobald der gewünschte
Drehwinkel erreicht ist, wird der manuelle Radialdruck auf das entsprechende
Rastglied 3a, 3b; 3'a, 3'b weggenommen, wodurch die entsprechend
nach außen
wirkende radiale Druckkraft des Federspeichers, nämlich der
Biegungsabschnitte 9 bzw. 9' die entsprechende Rastnase 6a, 6b bzw. 6'a, 6'b wieder in
einen korrespondierenden Verzahnungsabschnitt der Umfangsverzahnung 2a, 2b; 2'a, 2'b einrastet.
Hierdurch ergibt sich ein Formschluss in Umfangsrichtung, so dass
für die
Anschlagrippe 14 des Steuerbauteils S ein gehäusefester
Endanschlag in beiden Drehrichtungen erzielt wird. Je nachdem, in
welchem Winkel die beiden Anschlagstege 7a, 7b; 7'a, 7'b relativ zueinander
ausgerichtet sind, wird der maximale Drehwinkel des Steuerbauteils
S und damit der Anschlagrippe 14 definiert.