DE3430720C2 - Ausströmdüse aus elastisch verformbarem Material - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf elastische Ausströmdüsen, die in Stirnplatten von Ausströmkammern ganz oder teilweise an ihrem Umfang form- oder reibungsschlüssig gehalten sind, insbesondere in Heizungs-, Lüftungs-, Klimatisierungs-, Kühlungs-, Trocknungs- und Befeuchtungsanlagen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-GM 74 25 407 und GB 2 134 011 A sind Ausström­ düsen aus elastischem Material bekannt, die eine Nut auf­ weisen, in welche die Begrenzungswandung der entsprechen­ den Austrittsöffnung der Ausströmkammer eingreifen kann. Eine Verstellung des Ausströmwinkels ist bei diesen Ausström­ düsen nicht möglich. Aus der DE-AS-10 55 869 ist eine Aus­ strömdüse für ein Strahlrohr bekannt, die durch eine Ring­ wulst in dem Strahlrohr gehalten wird. Auch bei dieser Ausströmdüse ist eine Veränderung des Ausströmwinkels nicht möglich. Aus der DE-GM 84 17 007 ist eine winkelförmig ver­ stellbare Ausflußtülle für einen Vorratsbehälter zur Abgabe von Flüssigkeiten bekannt, die mit einem eine Nut aufweisen­ den Kragen in der Austrittsöffnung des Vorratsbehälters ge­ halten wird. Die Austrittsöffnung des Vorratsbehälters ei­ nerseits und die damit in Verbindung stehende Eintrittsöff­ nung der Ausflußtülle andererseits sind jeweils auf abgewin­ kelten Ebenen angeordnet, so daß durch Drehen der Ausfluß­ tülle eine Veränderung des Winkels zwischen Vorratsbehälter und Ausflußtülle bewirkt werden kann. Eine beliebige Verän­ derung der Ausströmrichtung ist mit dieser Anordnung nicht möglich.

Eine Ausströmdüse für Geräte oder Anlagen, bei denen der Ausströmvorgang flexibel den jeweiligen Gegebenheiten ange­ paßt werden muß, ist in der nicht vorveröffentlichten Patent­ anmeldung P 34 00 393.2 beschrieben. Bei dieser Düsenanord­ nung sind in einer Stirnplatte einer Ausström- oder Druck­ kammer eine oder mehrere Düsen eingesetzt, die beispiels­ weise aus Weichkunststoff bestehen können. Der Düsenkörper kann dabei am Umfang eine oder mehrere im wesentlichen eine Kreisform bildende Nuten, Ansätze oder dgl. aufweisen, wel­ che ermöglichen, daß er dicht in eine Öffnung einer Stirn­ platte eingesetzt werden kann. Wenn die Nuten usw. in ver­ schiedenen Ebenen liegen, kann die Ausströmrichtung der Düse durch entsprechendes Umsetzen des Düsenkörpers geän­ dert werden. Falls diese Möglichkeit nicht besteht, müßte der Düsenkörper gegen einen anderen ausgetauscht werden, der die gewünschten Eigenschaften hat.

In jedem Fall muß beim Umsetzen oder beim Austausch von Dü­ senkörpern eine elastische Verformung des Düsenkörpers erfol­ gen, auch wenn der Düsenkörper nicht formschlüssig, sondern reibungsschlüssig gehalten wird. Dies ist bei kleineren An­ lagen unschädlich, da der Düsenkörper bei geringeren Abmes­ sungen durch manuellen Kraftangriff ohne allzu große Mühe in die vorgesehene Stellung gebracht werden kann, beispiels­ weise derart, daß eine kreisförmige Öffnung der Stirnplatte in eine kreisförmige Aussparung des Düsenkörpers eingreift. Bei der Klimatisierung, Beheizung, Belüftung usw. größerer Räume, z. B. von Fabrik- und Sporthallen, wird man im allge­ meinen bereits aus Kostengründen anstreben, Düsenanordnungen mit verhältnismäßig großen Düsen zu verwenden, deren Düsen­ körper so groß sind, daß eine Verformung nur mit Spezialwerk­ zeugen möglich ist. Hierdurch wird ein Umsetzen oder Aus­ wechseln der Düsen erschwert, und die Arbeit erfordert einen hohen Aufwand an Zeit, Gerät und Personal. Eine hohe Flexi­ bilität der Anpassung des Klimatisierungssystems oder ähn­ licher Systeme an die jeweils gestellten Aufgaben ist aber besonders erwünscht, da sich die Anforderungen an das System von Tag zu Tag und u. U. in sehr geringen Zeiträumen ändern können. So ist es beispielsweise möglich, daß eine große Sporthalle bei Veranstaltungen sportlicher oder musikalischer Art bis zum letzten Platz besetzt ist, während sie bei klei­ neren Ausstellungen oder dgl. nur zu einem geringen Teil belegt ist. Auch ist es vielfach erforderlich, aufgrund der Wärme und Feuchtigkeit, die eine starke Belegung einer Halle mit sich bringt, die Klimatisierung während einer Veranstal­ tung laufend anzupassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausströmdüse zu schaffen, bei der eine nahezu beliebige Veränderung des Ausströmwinkels ohne weiteres möglich ist.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Teil der Außenfläche des Düsenkörpers als Kugel- oder Ellipsoidoberfläche ausgebildet ist, daß die Außenfläche wenigstens zwei nutenförmige Aussparungen auf­ weist, die jeweils in Ebenen verlaufen, die unter einem Win­ kel zueinander ausgerichtet sind, und daß der Düsenkörper über jeweils eine dieser nutförmigen Aussparungen mit der Stirnplatte verbunden ist, so daß bei Wechsel des Eingriffs in eine andere nutförmige Aussparung eine Änderung der Aus­ strömrichtung erfolgt. Eine derartige Anordnung hat den Vorteil, daß eine Änderung der Ausströmrichtung in einer Ebene lediglich die Stirnplatte mit einer anderen Nut oder Aussparung in Eingriff gebracht werden muß. Durch Drehen der Ausströmdüse kann die Ausströmrichtung weiterhin nahezu beliebig variiert werden.

Dabei ist vorgesehen, daß der Düsenkörper eine solche Ab­ messung hat und/oder aus derart elastischem Material be­ steht, daß er durch seitlichen Kraftangriff U-förmig ver­ formt werden kann und dadurch in einer Ebene, die gegen­ über der Ausströmrichtung schräg oder im wesentlichen senkrecht ist, eine solche Querschnittsreduzierung er­ fährt, daß er in eine entsprechende Öffnung der Stirn­ platte eingesetzt bzw. aus ihr herausgenommen werden kann, und nach Entlastung wieder seine ursprüngliche Form an­ nimmt. Durch die Ausbildung eines Teils der Außenseite des Düsenkörpers als Kugel- oder Ellipsoidoberfläche wird eine form- oder reibungsschlüssige Verbindung mit der Stirnplatte ermöglicht. Der übrige Teil des Düsenkörpers, insbesondere der in Richtung zur Ausströmöffnung liegende Teil, ist zylindrisch oder konisch derart ausgebildet, daß die Außenfläche zur Innenfläche im wesentlichen parallel ist.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen und vorteilhafte Wei­ terbildungen ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung.

Fig. 1 zeigt perspektivisch ein Ausführungsbeispiel eines Düsenkörpers einer Ausströmdüse gemäß der Erfindung.

Fig. 2 zeigt im Längsschnitt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Düsenkörpers einer Ausströmdüse gemäß der Erfindung.

Fig. 3 zeigt im Längsschnitt ein weiteres Ausführungsbei­ spiel eines Düsenkörpers einer Ausströmdüse gemäß der Er­ findung.

Fig. 4 zeigt schematisch in Draufsicht eine Düsenanordnung mit einem Düsenkörper gemäß der Erfindung, der bei seit­ lichem manuellen Kraftangriff eine elastische Verformung erfährt.

Eine Düsenanordnung enthält im allgemeinen eine Druckkammer, der komprimierte Luft zugeführt wird. Den ausströmseitigen Abschluß der Druckkammer bildet eine Stirnplatte, in die ein oder mehrere Düsenkörper eingesetzt sind. Die Düsenkörper weisen am Umfang Nuten, Rillen oder ähnliche geeignete Aussparungen auf, deren Ebenen entsprechend der jeweils ein­ zustellenden Ausströmrichtung Winkel mit im allgemeinen gleichen Winkelschritten miteinander einschließen können. Sie werden dadurch in ihrer Lage gehalten, daß kreisförmige Öffnungen der Stirnplatte in die entsprechenden Nuten oder sonstigen Aussparungen der Düsenkörper eingreifen. Wenn nun Düsenkörper ausgewechselt, entfernt oder in eine andere Richtung gestellt werden sollen, so müssen sie aus ihrer Raststellung entfernt werden. Bei erneutem Einsetzen werden die Düsenkörper wiederum durch einen Rastvorgang in ihrer neuen Position fixiert. In beiden Fällen ist eine elastische Verformung der Düsenkörper erforderlich.

Bei kleineren Düsenanordnungen bzw. Düsenkörpern bereitet das manuelle Aufbringen der erforderlichen Verformungskraft keine besonderen Probleme. Wenn jedoch größere Anordnungen realisiert werden, ist eine manuelle Einsetzung bzw. Ver­ stellung der Düsenkörper nicht mehr oder nur noch mit unver­ hältnismäßig großer Kraftanstrengung möglich, so daß es er­ forderlich ist, geeignete Werkzeuge einzusetzen. Abgesehen davon, daß ein solches Vorgehen höhere Kosten und einen hö­ heren Zeitaufwand erfordert, können bei Anwendung von Werk­ zeugen auch Beschädigungen der Düsenkörper und/oder der Stirnplatte auftreten.

Bevorzugte Ausführungsformen eines Düsenkörpers gemäß der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. In bezug auf die zu erbringende Funktion kann der Düsenkörper 1 in einen (oberen) Düsenteil 2 und einen (unteren) Halteteil 3 auf­ geteilt werden. Der Düsenteil 2 ist so bemessen und ausge­ bildet, daß er bei geringstmöglichem Materialaufwand und möglichst geringer Steifigkeit gegenüber einem seitlichen Kraftangriff noch die Funktion der vorgesehenen Führung kom­ primierter Luft in eine bestimmte Richtung erfüllen kann. Dieser Teil kann daher vorzugsweise zylindrisch oder ko­ nisch derart ausgestaltet sein, daß die Außenfläche zur Innenfläche im wesentlichen parallel ist.

Der Halteteil 3 ist demgegenüber als Teil der Außenseite des Düsenkörpers 1 als Kugel- oder Ellipsoidoberfläche der­ art ausgebildet, daß er eine form- oder reibungsschlüssige Verbindung mit der Stirnplatte 15 (Fig. 4) ermöglicht. Dies bedingt naturgemäß in diesem Bereich einen etwas größeren Materialaufwand.

Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, befinden sich an der Außenseite des Düsenkörpers 1 im Bereich des Halteteils 3 drei Nuten 4, 5 und 6 oder sonstige geeignete Aussparungen oder Ansätze, deren Ebenen Winkel miteinander bilden, und in die die Stirnplatte 15 (Fig. 4) ganz oder teilweise der­ art eingreifen kann, daß bei Wechsel des Eingriffs in eine andere Nut o. dgl. eine Änderung der Ausströmrichtung er­ folgt. Dabei können die Nuten o. dgl. 4, 5 und 6 auf einer Seite des Düsenkörpers minimale Abstände voneinander haben und sich an der Stelle 7 (Ruhepunkt) miteinander vereinigen, während sie auf einer anderen Seite, vorzugsweise der gegen­ überliegenden Seite, maximale Abstände voneinander haben. Wie Fig. 2 zeigt, schließen die durch die Nuten beschriebe­ nen Ebenen jeweils Winkel von 15° gegeneinander ein.

Der Düsenkörper 1 ist so gestaltet, daß er auf der Seite der Stelle 7 (Ruhepunkt), in der die Nuten o. dgl. 4, 5 und 6 zusammenlaufen - und hier greift auch die Stirnplatte 11 (Fig. 4) in allen drei Stellungen ein - eine Kugel- oder Ellipsoidoberfläche hat, während er auf dieser Seite an­ schließend entsprechend der Düsenfunktion in eine zylindri­ sche oder konische Form mit geringerer Wandstärke und dem­ entsprechend geringerer Steifigkeit gegenüber seitlichem Kraftangriff übergeht.

Auch ist in den Fig. 1 und 2 erkennbar, daß diejenige Nut o. dgl. 6, die gegenüber der zur Stirnplatte senkrech­ ten Abströmrichtung die stärkste Ablenkung des ausgeworfe­ nen Luftstrahls bewirkt, im Grenzbereich des als Kugel- oder Ellipsoidoberfläche ausgebildeten Teils des Düsenkör­ pers angeordnet ist und der dem Grenzbereich in Strömungs­ richtung folgende Teil in eine zylindrische oder konische Form übergeht. Die Nut 6 hat auf einer Seite einen maxima­ len axialen Abstand von der Ausströmöffnung des Düsenkör­ pers, während sie mit der gegenüberliegenden Seite nahe der Ausströmöffnung des Düsenkörpers 1 liegt.

Fig. 3 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer Ausströmdüse gemäß der Erfindung, die eine besonders genaue Verstellbarkeit der Ausströmrichtung in kleinen Winkelab­ ständen ermöglicht. Wenn an der dem Ruhepunkt 7 gegenüber­ liegenden Seite die Nuten 8 und die Erhebungen 9 in Längs­ richtung Abmessungen von etwa 3 mm haben, liegen zwischen den einzelnen Nuten etwa je 3 Winkelgrade. Bei größeren An­ ordnungen können die Abstände größer sein, z. B. 5 mm, wäh­ rend sie bei kleineren Anordnungen entsprechend geringere Abmessungen haben können.

Wie außerdem aus Fig. 3 hervorgeht, kann die Höhe der Er­ hebungen 9 zur Materialersparnis im Vergleich zu den in Fig. 2 dargestellten Abmessungen noch in bestimmtem Umfang reduziert werden. In diesem Fall ist es aber zweckmäßig, unten und oben Randverstärkungen 10 und 11 vorzusehen, die zur Verbesserung der Formhaltigkeit Versteifungen, z. B. aus Stahldraht, enthalten können. Durch die Randverstärkungen wird in vorteilhafter Weise zusätzlich sichergestellt, daß die strömungstechnisch nach bestimmten Kriterien bemessene Innenfläche des Düsenkörpers ungeändert die vorgesehene Form beibehalten kann.

Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß die Stirnplatte 15 (Fig. 4) über einen Vollkreis in eine entsprechende Nut des Düsenkörpers 1 eingreift. Vielmehr kann der Düsenkörper auch derart schwenkbar in seiner Halterung angeordnet sein, daß er bei Änderung seiner Ausströmrichtung in einem Punkt (Ru­ hepunkt), der der Stelle 7 entsprechen kann, im wesentli­ chen die gleiche Lage gegenüber der Halterung beibehält, während der Punkt auf der gegenüberliegenden Seite eine maxi­ male Ortsveränderung relativ zu der Halterung ausführt, wo­ bei der Düsenkörper, ausgehend von dem Ruhepunkt, in Rich­ tung zur Abströmöffnung ganz oder teilweise zunehmend in ei­ ne zylindrische oder konische Form übergeht. Sowohl hinsicht­ lich des erforderlichen Materialaufwandes als auch funktio­ nell ergeben sich dann besonders günstige Verhältnisse, insbesondere wenn der Düsenkörper auf der dem Ruhepunkt ge­ genüberliegenden Seite nur auf einem Meridianstreifen als Kugel- oder Ellipsoidoberfläche ausgebildet ist; der Düsen­ körper kann auf dieser Seite in geeigneter Weise reibungs- oder formschlüssig arretierbar sein.

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf die Stirnplatte einer Dü­ senanordnung, und zwar von der Abströmseite gesehen. In der Stirnplatte 15 befinden sich drei kreisförmige Aussparungen 12, 13 und 14′ in die je ein Düsenkörper eingesetzt werden soll.

Zu diesem Zweck wird der Düsenkörper 1 durch seitlichen ma­ nuellen Kraftangriff in Richtung des Pfeiles 16 vorzugs­ weise senkrecht zur Abströmrichtung bzw. zu seiner Symme­ trieachse derart U-förmig verformt, daß sein Außendurch­ messer gegenüber der ursprünglichen Form signifikant redu­ ziert ist. In der Draufsicht nimmt der Düsenkörper dann eine U- bzw. eine nierenförmige Gestalt an, so daß er in die für ihn bestimmte Aussparung 12 eingesetzt werden kann. Bei Nachlassen des Kraftangriffs erfolgt eine vollständige elastische Rückverformung des Düsenkörpers 1, so daß dieser nur form- bzw. reibungsschlüssig in seiner Halterung, im vorliegenden Fall der Stirnplatte 15, arretiert ist.

Die Fähigkeit des Düsenkörpers zur elastischen Verformung in der in Fig. 4 dargestellten Weise hängt, abgesehen von der Beschaffenheit des Materials, vor allem von der Form des Düsenkörpers ab. Es hat sich gezeigt, daß die in den Fig. 1-3 dargestellte Form besonders günstige Eigenschaften hat, also Düsenkörper mit verhältnismäßig großem Durchmesser durch manuellen Kraftangriff ohne besondere Schwierigkeiten eingesetzt, umgesetzt, ausgetauscht oder entfernt werden können.

Claims (12)

1. Ausströmdüse, insbesondere für Heizungs-, Lüftungs-, Klimatisierungs-, Kühlungs-, Trocknungs- und Befeuchtungs­ anlagen, deren Düsenkörper aus elastisch verformbarem Mate­ rial besteht und in einer Stirnplatte einer Ausströmkammer über zumindest einen Teil seines Umfangs form- und/oder rei­ bungsschlüssig gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Außenfläche des Düsenkörpers (1) als Kugel- oder Ellipsoidoberfläche ausgebildet ist, daß die Außenfläche wenigstens zwei nutenförmige Aussparungen (4, 5, 6) aufweist, die jeweils in Ebenen verlaufen, die unter einem Winkel zu­ einander ausgerichtet sind, und daß der Düsenkörper (1) über jeweils eine dieser nutförmigen Aussparungen (4, 5, 6) mit der Stirnplatte (15) verbunden ist, so daß bei Wechsel des Eingriffs in eine andere nutförmige Aussparung (4, 5, 6) eine Änderung der Ausströmrichtung erfolgt.

2. Ausströmdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nutförmigen Aussparungen (4, 5, 6) auf einer Seite des Düsenkörpers (1) minimale Abstände voneinander haben.

3. Ausströmdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die nutförmigen Aussparungen (4, 5, 6) auf einer Seite des Düsenkörpers (1) maximale Abstände voneinander haben.

4. Ausströmdüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nutförmigen Aussparungen (4, 5, 6) auf denjenigen Teil der Außenfläche des Düsenkörpers (1), auf dem sie maxi­ male Abstände voneinander haben, etwa die gleiche Breite wie die zwischen ihnen angeordneten Erhebungen (9) besitzen.

5. Ausströmdüse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der nutförmigen Aussparungen (4, 5, 6) einer­ seits und der zwischen ihnen angeordneten Erhebungen (9) andererseits auf demjenigen Teil der Außenfläche des Düsen­ körpers (1), auf dem die nutförmigen Aussparungen (4, 5, 6) maximale Abstände voneinander haben, 3 bis 5 mm beträgt.

6. Ausströmdüse nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die nutförmigen Aussparungen (4, 5, 6) und/oder Erhebungen (9) abgerundete Kanten aufweisen.

7. Ausströmdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (1) am unteren und oberen Ende Randverstärkungen aufweist.

8. Ausströmdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Düsenkörpers (1) in dem Bereich, in dem die nutförmigen Aussparungen (4, 5, 6) minimale Abstände voneinander haben, in Strömungsrichtung von einer Kugel- oder Ellipsoidoberfläche in eine zylindri­ sche oder konische Fläche übergeht.

9. Ausströmdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß diejenige nutförmige Aussparung (6), die gegenüber der zur Stirnplatte (15) senkrechten Richtung die stärkste Ablenkung der Ausströmrichtung bewirkt, im Über­ gangsbereich zwischen dem als Kugel- oder Ellipsoidoberfläche ausgebildeten Teil und dem als zylindrische oder konische Fläche ausgebildeten Teil der Außenfläche des Düsenkörpers (1) angeordnet ist.

10. Ausströmdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (1) derart schwenkbar in der Stirnplatte (15) angeordnet ist, daß er bei Änderung seiner Ausströmrichtung an einem Ruhepunkt (7) im wesentli­ chen die gleiche Lage gegenüber der Stirnplatte (15) beibe­ hält.

11. Ausströmdüse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (1) auf der dem Ruhepunkt (7) gegenüber­ liegenden Seite reibungs- oder formschlüssig in der Stirn­ platte (15) arretierbar ist.

12. Ausströmdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (1) in dem Bereich des Eingriffs der Stirnplatte (15) derart elastisch ausgebildet ist, daß er bei seitlichem Kraftangriff auf diejenige Seite, in der die Erzeugende des zylindrischen oder konischen Teils des Düsenkörpers (1) ihre größte Länge hat, U-förmig eindrück­ bar ist, so daß er eine Querschnittsreduzierung erfährt, der­ art, daß er in seine Halterung eingesetzt oder aus ihr ge­ löst werden kann.