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Die
Erfindung betrifft eine Düsenvorrichtung für einen
Wasserwerfer.
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Feuerlöschdüsen für Wasserwerfer,
die eine Durchflusseinstellmöglichkeit
aufweisen, sind bereits seit geraumer Zeit auf dem Markt verfügbar und
inzwischen weit verbreitet. Diese Art von Düsen wird Hohlstrahldüsen genannt,
weil sie einen Ventilteller (Prallteller) haben, der in erster Linie
einen hohlen Strahl erzeugt. In der Regel ist die Wassermenge während des
Betriebes einstellbar, ohne dass das Wasser vorher abgestellt werden
muss. Dieser Standardmechanismus hat aber einen relativ komplexen Aufbau.
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Ein
weiterer Nachteil dieses Mechanismus ergibt sich daraus, dass ein
Bediener eine solche Düse
während
des Betriebs durch einfaches Drehen eines äußeren Ringes einstellen kann.
Aufgrund dieser an sich bequemen Einstellmöglichkeit kann es bei unüberlegter
Handhabung dazu kommen, dass plötzlich
sehr viel Wasser aus der Düse
austritt, womit gleichzeitig auch die Strahlrückstoßkraft stark anwächst. Dies
kann unter Umständen
zu einer Instabilität
der Standfestigkeit des mobil eingesetzten Wasserwerfers und einer
damit verbundenen Gefahr für den
Benutzer und umstehende Personen führen. Außerdem sind solche Düsen teurer,
da sie sehr viele Teile beinhalten.
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Es
gibt auch Hohlstrahldüsen,
deren Durchflussmenge nur bei abgestelltem Löschwasser geändert werden
kann. Diese einfachere Konstruktion, die auf einem mittig angeordneten,
sich beidseitig senkrecht von der Längsachse der Düse erstreckenden Querstift
basiert, lässt
aber prinzipbedingt nur sehr wenige (typi scherweise zwei oder drei)
verschiedene einstellbare Mengen zu. Zudem baut diese Düse nach
vorne weiter heraus, sodass der Mechanismus leicht durch einen Stoß von vorne
beschädigt
werden kann. Der Strahl kann dann asymmetrisch werden, wodurch sich
die Wurfweite verkleinert.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine kostengünstige, einfach und kompakt
aufgebaute Düsenvorrichtung
für einen
Wasserwerfer anzugeben, die sicher und komfortabel zu bedienen ist.
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Gelöst wird
diese Aufgabe durch eine Düsenvorrichtung
mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Die
erfindungsgemäße Düsenvorrichtung
ist für
einen Wasserwerfer vorgesehen und umfasst eine Einrichtung zum Einstellen
der Durchflussmenge. Die Einstelleinrichtung weist einen bezüglich seiner
Mittelachse axial verstellbaren Ventilteller auf, der mittels eines
Rastmechanismus in mehrere definierte, stabile Axialpositionen einrastbar
ist. Gemäß der Erfindung
weist der Rastmechanismus von der Mittelachse des Ventiltellers
entfernt angeordnete, sich in Axialrichtung erstreckende Rastelemente
auf.
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Die
Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass ein Rastmechanismus zur
Einstellung der Durchflussmenge in der erforderlichen Genauigkeit mit
verhältnismäßig einfachen
technischen Mitteln realisierbar ist. Die ”dezentral” angeordneten, d. h. sich
nicht durch die Mittelachse des Ventiltellers erstreckenden Rastelelemente
erlauben es, eine Vielzahl verschiedener, definierter Durchflussmengen vorzugeben,
zwischen denen bequem gewechselt werden kann. Ein weiterer Vorteil
der erfindungsgemäßen Einstelleinrichtung
mit dem besonderen Rastmechanismus besteht darin, dass es aufgrund
des modularen Aufbaus der Einstelleinrichtung möglich ist, eine vorhandene
Düsenvorrichtung
ohne Durchflusseinstellmöglichkeit
nachträglich
in eine durchflusseinstellbare Düsenvorrichtung
umzubauen.
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Die
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, dass der Ventilteller relativ zu einem Gegenstück drehbar
gelagert und mittels eines Federelements, insbesondere einer Druckfeder,
axial in Richtung des Gegenstücks
vorgespannt ist. Die Rastelemente sind in Axialrichtung überstehend
am Ventilteller oder am Gegenstück
angebracht oder angeformt, und das Gegenstück bzw. der Ventilteller – weist
passende Ausnehmungen auf, in die die Rastelemente axial einführbar sind.
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Die
axiale Verstellung des Ventiltellers – und damit der Durchflussmenge – kann bei
einem solchen Aufbau elegant durch Drehung des Ventiltellers in
verschiedene Raststellungen erfolgen.
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Besonders
vorteilhaft ist eine Ausgestaltung, bei der das Gegenstück eine
Platte, insbesondere eine Markierungsplatte, mit einer der Austrittseite
der Düsenvorrichtung
zugewandten, sichtbaren Vorderseite und einer von der Austrittseite
abgewandten Rückseite
ist, wobei der Rastmechanismus auf der Rückseite der Platte angeordnet
ist. Durch diese Anordnung lässt
sich in axialer Richtung Bauraum einsparen. Zudem ist der Rastmechanismus,
wenn er auf der nicht ohne weiteres zugänglichen Rückseite der Platte gebildet
ist, besser vor Beschädigungen durch
unerwünschte äußere Einwirkungen
(Stoß von vorne,
etc.) geschützt.
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Gemäß einer
einfachen, aber effektiven Ausgestaltung des Rastmechanismus sind
die Rastelemente eingeschraubte Schaftschrauben und die Ausnehmungen
Sackbohrungen. Durch Variieren der Einschraubtiefe kann der Rastmechanismus
bei Bedarf nachjustiert werden.
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Die
verschiedenen definierten Axialpositionen des Ventiltellers können beispielsweise
dadurch realisiert sein, dass die Rastelemente in verschiedenen
Raststellungen unterschiedlich tief in die Ausnehmungen hineinragen.
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Insbesondere
kann vorgesehen sein, dass die Rastelemente alle den gleichen axialen Überstand
haben und die Ausnehmungen mehreren Gruppen zugeordnet sind, wobei
jeweils die Ausnehmungen einer Gruppe die gleiche axiale Tiefe haben und
sich die Tiefe einer Gruppe von den Tiefen der anderen Gruppen unterscheidet.
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Besonders
vorteilhaft ist eine Ausgestaltung des Rastmechanismus, bei der
die Rastelemente in unterschiedlichen radialen Abständen von
der Mittelachse des Ventiltellers bzw. des Gegenstücks angeordnet
und die Ausnehmungen jeder Gruppe auf die Anordnung der Rastelemente
abgestimmt sind, wobei die Gruppen in Umfangsrichtung voneinander
beabstandet angeordnet sind, vorzugsweise in gleichem Winkelabstand.
Durch diese ”Codierung” der Ausnehmungen
ist unter effizienter Ausnutzung der verfügbaren Fläche für die Ausnehmungen eine Vielzahl
stabiler Raststellungen realisierbar.
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Im
Hinblick auf die Strahlqualität
ist eine kippsichere Lagerung des Ventiltellers durch Vorsehen von
wenigstens drei Rastelementen und entsprechend vielen Ausnehmungen
je Gruppe gewährleistet.
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Eine
für den
Bediener sofort verständliche und
unmittelbar erkennbare Einstellung der Durchflussmenge (ähnlich wie
bei einer Uhr) wird bei der erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung dadurch erreicht,
dass das Gegenstück,
insbesondere eine Markierungsplatte, oder ein drehfest damit verbundenes
Bauteil in Umfangsrichtung mehrere Markierungen, insbesondere Zahlenangaben
bezüglich
der Durchflussmenge, und der Ventilteller oder ein drehfest damit
verbundenes Bauteil eine Referenzmarkierung aufweist.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und aus den beigefügten Zeichnungen,
auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
erfindungsgemäße Düsenvorrichtung
im Längsschnitt;
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1a das
Detail X aus 1 in vergrößerter Darstellung;
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2 die
Düsenvorrichtung
aus 1 in der Vorderansicht P;
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3a den
Ventilteller der Düsenvorrichtung in
perspektivischer Vorderansicht;
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3b den
Ventilteller der Düsenvorrichtung in
perspektivischer Seiten-/Hinteransicht;
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4 eine
Schaftschraube zur Verwendung als Rastelement;
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5 die
Düsenvorrichtung
aus 1 ohne Markierungsplatte in perspektivischer Vorderansicht;
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6a die
Markierungsplatte der Düsenvorrichtung
in perspektivischer Vorderansicht; und
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6b die
Markierungsplatte der Düsenvorrichtung
in perspektivischer Hinteransicht.
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In 1 ist
der Aufbau einer Düsenvorrichtung
dargestellt, mit der die Menge eines von rechts nach links durchströmenden flüssigen Mediums
(in der Regel Wasser) eingestellt werden kann. 2 zeigt
die Düsenvorrichtung
von deren Austrittseite her betrachtet.
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An
einem zylindrischen Außenabschnitt 10a eines
Gehäuses 10 sind
außen- bzw. innenseitig
eine erste und eine zweite Strahlformhülse 12 bzw. 14 ange bracht.
Die zweite Strahlformhülse 14 ist
fest mit einem Schutzring 16 aus Gummi verbunden. Das Gehäuse 10 weist
ferner einen Innenabschnitt 10b auf, in den ein länglicher
Ventilbolzen 18 zentrisch eingeklebt ist. In den Ventilbolzen 18 wiederum
ist der Schaft einer Sechskantschraube 20 eingeklebt. Mittels
einer Mutter 22 ist ein Gegenstück in Form einer Markierungsplatte 24 fest
mit der Sechskantschraube 20 verbunden, wobei eine passgenaue Ausnehmung 26 in
der Markierungsplatte 24 ein Durchdrehen der Sechskantschraube 20 verhindert (siehe
auch 5 und 6a). Insgesamt bilden somit
das Gehäuse 10,
der Ventilbolzen 18, die Sechskantschraube 20,
die Mutter 22 und die Markierungsplatte 24 eine
axial unverschiebliche, drehfeste Einheit.
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Auf
dem Ventilbolzen 18 ist ein in den 3a und 3b einzeln
dargestellter Ventilteller 28 axial verschiebbar und drehbar
gelagert. Eine zwischen diesen beiden Komponenten angeordnete Druckfeder 30 drückt den
Ventilteller 28 in Richtung der Markierungsplatte 24.
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In
den Ventilteller 28 sind drei Schaftschrauben 32 vom
Typ, wie er in 4 stark vergrößert gezeigt
ist (d. h. mit konstantem Durchmesser ohne erweiterten Kopf) so
eingeschraubt, dass sie relativ zur vorderseitigen Oberfläche des
Ventiltellers 28 alle den gleichen axialen Überstand
a haben (siehe auch 1a). Die Schaftschrauben 32 sind
in Umfangsrichtung in einem Winkelabstand von 120° angeordnet,
jedoch mit unterschiedlichen radialen Abständen zur Mittelachse des Ventiltellers 28.
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Auf
dem vorderseitigen Bund eines ringförmigen umlaufenden Rands 28a des
Ventiltellers 28, der die Markierungsplatte 24 umgibt,
ist ferner eine Referenzmarkierung 34 angeordnet. Die besondere Anordnung
der Schaftschrauben 32 und der Referenzmarkierung 34 ist
am besten in 5 zu sehen.
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Auf
der in 6a gezeigten Vorderseite der Markierungsplatte 24 sind
in Umfangsrichtung acht Zahlenangaben 36 sichtbar, die
sich auf verschiedene einstellbare Durchflussmengen beziehen. Die Rückseitenansicht
der Markierungsplatte 24 gemäß 6b lässt ein
charakteristisches Lochmuster erkennen, das sich aus einer Vielzahl
von Sackbohrungen zusammensetzt. Jede Sackbohrung kann einer von
acht Gruppen 38a bis 38h zugeordnet werden, wobei
die Sackbohrungen einer Gruppe die gleiche axiale Tiefe haben. Die
Bohrungstiefe einer Gruppe unterscheidet sich aber jeweils von den
Bohrungstiefen der anderen Gruppen.
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Die
Anordnung der einzelnen Sackbohrungen jeder Gruppe 38a bis 38h ist
genau auf die Anordnung der Schaftschrauben 32 abgestimmt.
So sind die radialen Abstände
der Sackbohrungen einer Gruppe von der Mittelachse der Markierungsplatte 24 entsprechend
den (unterschiedlichen) radialen Abständen der Schaftschrauben gewählt. Dies
gilt für alle
Sackbohrungsgruppen 38a bis 38h. Die Sackbohrungsgruppen 38a bis 38h sind
in Umfangsrichtung jeweils um einen bestimmten Winkel zur benachbarten
Gruppe versetzt. Bei acht Sackbohrungsgruppen 38a bis 38h beträgt der Winkelabstand
zwischen den einzelnen Gruppen 45°.
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Das
Lochmuster der Markierungsplatte 24 ist damit so gestaltet,
dass der Ventilteller 28 mehrere stabile Raststellungen
einnehmen kann, wobei die drei Schaftschrauben 32 des Ventiltellers 28 immer
in drei gleich tiefe Sackbohrungen einer der Gruppen 38a bis 38h einrasten.
Da die Schaftschrauben 32, wie bereits erwähnt, alle
den gleichen Überstand
a relativ zur Oberfläche
des Ventiltellers 28 haben, ist dadurch gewährleistet,
dass der Ventilteller 28 in jeder Raststellung parallel
zur Markierungsplatte 24 ausgerichtet ist. Außerdem ist
jede der acht Zahlenangaben 36 auf der Vorderseite der
Markierungsplatte 24 einer der Sackbohrungsgruppen 38a bis 38h zugeordnet.
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Der
Ventilteller 28 und die Markierungsplatte 24 mit
den Schaftschrauben 32 und den Sackbohrungsgruppen 38a bis 38h bilden
somit Komponenten eines Rastmechanismus zum axialen Verstellen des
Ventiltellers 28. Eine Besonderheit des Rastmechanismus
ist darin zu sehen, dass er vollständig auf der von der Austrittseite
der Düsenvorrichtung
abgewandten Rückseite
der Markierungsplatte 24 gebildet ist.
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Im
Folgenden wird die Funktionalität
der Düsenvorrichtung
beschrieben. Die axiale Position der zweiten Strahlformhülse 14 und
des Schutzrings 16 bestimmt die Strahlform. In 1 ist
die Düsenvorrichtung
in einer Position gezeigt, in der sie einen Vollstrahl (gebündelter
Hohlstrahl) ausbringt. Durch Drehen des Schutzringes 16 mit
der zweiten Strahlformhülse 14 verschieben
sich diese beiden Komponenten stufenlos nach rechts bis zu einer
Position, in der ein breiter Sprühstrahl
geformt wird.
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Die
Einstellung der Strahlform ist hier jedoch nur insoweit von Bedeutung,
als die nachfolgend im Detail beschriebene Einstellung der Durchflussmenge
hiervon in funktionaler Hinsicht praktisch vollständig entkoppelt
ist.
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Die
Durchflussmenge der Düsenvorrichtung ist
durch die Fläche
des Ringspalts zwischen der ersten Strahlformhülse 12 und dem Ventilteller 28 bestimmt.
Diese Fläche,
genauer gesagt der kleinste Abstand des Ventiltellers 28 vom
feststehenden vorderseitigen Rand der ersten Strahlformhülse 12, kann
wie folgt eingestellt werden.
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Zunächst wird
der Schutzring 16 mit der zweiten Strahlformhülse 14 ganz
nach rechts in die zuvor beschriebene Sprühstrahlposition gedreht. Der Ventilteller 28 kann
in dieser Stellung leicht von Hand am Außenumfang seines Rands 28a gegriffen
und gegen die Kraft der Druckfeder 30 axial nach hinten gedrückt werden,
bis die Schaftschrauben 32 vollständig aus den Sackbohrungen 38a bis 38h heraustreten.
Im gedrückten
Zustand wird der Ventilteller 36 soweit gedreht, bis die
Referenzmarkierung 34 des Ventiltellerrands 28a an
der gewünschten
Zahlenangabe 36 (Angabe der Durchflussmenge) auf der relativ
zum Ventilteller 28 feststehenden Markierungsplatte 24 zum
Stehen kommt. Dann lässt
man den Ventilteller 28 los, und die Schaftschrauben rasten 32 in
die drei Sackbohrungen der zugeordneten Gruppe an der Markierungsplatte 13 hinein.
Die Druckfeder 30 hält
den Ventilteller 28 in der neuen Raststellung fest. Wenn
sich der Ventilteller 28 nach dem Loslassen nicht mehr
drehen lässt,
ist die Raststellung korrekt eingenommen.
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Insgesamt
können
so acht verschiedene Durchflussmengen eingestellt werden, wobei
jede Raststellung eine andere axiale Position des Ventiltellers 28 bedingt.
Die Größe des Ringspalts
zwischen der ersten Strahlformdüse 12 und
dem Ventilteller Abstand kann auf diese Art typischerweise zwischen
ca. 1,5 und 5 mm variiert werden. Die der eingestellten Raststellung
zugeordnete definierte Durchflussmenge kann mithilfe der Referenzmarkierung 34 von
vorne einfach abgelesen werden.
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Selbstverständlich ist
die Erfindung nicht auf die konkret beschriebene Ausführungsform
beschränkt.
So kann beispielsweise der Rastmechanismus mehr oder weniger als
acht Raststellungen aufweisen. Die Anzahl der Schaftschrauben 32 und
der zugehörigen
Sackbohrungen pro Gruppe 32a bis 32h kann auch
mehr als drei betragen. Drei Schaftschrauben 32 haben jedoch
den Vorteil, dass ein Kippen des Ventiltellers 28 in jedem
Fall ausgeschlossen und damit ein umlaufend gleichförmiger Ringspalt
mit gleichbleibender Strahlqualität gewährleistet ist. Es ist grundsätzlich auch
möglich,
dass die Sackbohrungen nicht in der Markierungsplatte 24,
sondern im Ventilteller 28 und dementsprechend die Schaftschrauben 32 in
die Markierungsplatte 24 geschraubt sind. Als Rastelemente
müssen
nicht zwingend Schaftschrauben 32 vorgesehen sein; vielmehr
können
auch anders geformte Stifte oder dergleichen und passend geformte
Ausnehmungen verwendet werden, in die die Stifte oder dergleichen
einrasten können.
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Für eine bessere
Bedienbarkeit kann der Außenumfang
des Ventiltellerrands 28a gerändelt oder geriffelt sein.
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- 10
- Gehäuse
- 10a
- Außenabschnitt
des Gehäuses
- 10b
- Innenabschnitt
des Gehäuses
- 12
- erste
Strahlformhülse
- 14
- zweite
Strahlformhülse
- 16
- Schutzring
- 18
- Ventilbolzen
- 20
- Sechskantschraube
- 22
- Mutter
- 24
- Markierungsplatte
(Gegenstück)
- 26
- Ausnehmung
- 28
- Ventilteller
- 28a
- Rand
des Ventiltellers
- 30
- Druckfeder
- 32
- Schaftschrauben
(Rastelemente)
- 34
- Referenzmarkierung
- 36
- Zahlenangaben
(Markierungen)
- 38a–38h
- Sackbohrungsgruppen
(Gruppen von Ausnehmungen)