EP0356577A1

EP0356577A1 - Saugkopf zum Reinigen untergetauchter Flächen

Info

Publication number: EP0356577A1
Application number: EP88117338A
Authority: EP
Inventors: Dieter J. Rief
Original assignee: Pooltec Establishment
Current assignee: Pooltec Establishment
Priority date: 1988-08-20
Filing date: 1988-10-18
Publication date: 1990-03-07
Anticipated expiration: 2008-10-18
Also published as: DE3862192D1; EP0356577B1; ZA895548B; ES2021813B3; US4920599A

Abstract

Es wird ein Saugkopf(1)zum Reinigen untergetauchter Flächen, insbesondere der Böden von Schwimmbecken, angegeben, der einen von einer wassergetriebenen Turbine angetriebenen Antriebsmechanismus für seine Fortbewegung aufweist. Dieser Antriebsmchanismus ist derart gestaltet, daß, wenn der Saugkopf(1)auf ein Hindernis aufläuft, er automatisch zur Seite abgelenkt wird und anschließend einen neuen Weg verfolgt. Der Saugkopf arbeitet ohne vibrierende Elemente, ist wartungsfreundlich und läßt sich billig herstellen. Insbesondere ist seine Turbine seht leicht zugänglich und ist annäherend geradlinig vom Wasser durchströmt, sodaß sich ein geringer Strömungswiderstand für das den Saugkopf(1)durchströmende Wasser ergibt. Der Saugkopf(1)läßt sich ohne Schweiß- und Schraubverbindungen zusammenbauen und ohne Zuhilfenahme von Werkzeugen reinigen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Saugkopf zum Reinigen untergetauchter Flächen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher Saugkopf ist aus der US-A-3 229 315 bekannt.
Diese Druckschrift beschreibt einen Saugkopf der genannten Art, dessen Vorderteil etwa dreieckförmig gestaltet ist und dessen Hinterteil etwa halbkreisförmig gestaltet ist und sich an dem Vorderteil unmittelbar anschließt. Im Zentrum des halbkreisförmigen Hinterteils befindet sich an der Oberseite des Saugkopfes ein Anschlußstutzen zum Anschluß eines Saugschlauches. Der Saugkopf weist zwei Hinterräder auf, die seitlich zueinander einen relativ großen Abstand haben, und zwei Vorderräder, die an einem gemeinsamen Drehschemel befestigt sind und einen vergleichsweise engen Abstand zueinander haben. Über dem Drehschemel ist eine Turbine in dem Saugkopf mit vertikaler Umlaufachse angeordnet, die über einen Zahnradmechanismus die beiden Vorderräder antreibt. Unter dem Hinterteil des Saugkopfes befindet sich eine Saugdüse, von der aus ein relativ gewundener Strömungsweg zunächst nach oben, dann horizontal nach vorn, durch die Turbine und dann nach rückwärts und oben zum Anschlußstutzen führt. Das Saugkopfgehäuse besteht aus einem Oberteil mit nach unten hängenden Außenumfangswänden und einem im Abstand zur oberen Wand des Oberteils daran befestigten Zwischenboden, wobei in dem Zwischenraum zwischen der oberen Wand des Oberteils und dem Zwischenboden das Turbinegehäuse ausgebildet ist und unterhalb des Zwischenbodens an diesem eine Getriebekammer ausgebildet ist, in der das Zahnradgetriebe für den Antrieb des Vorderrades untergebracht ist.
Dieser Saugkopf weist aufgrund des verschlungenen Strömungsweges einen relativ hohen Strömungswiderstand für das ange saugte Wasser auf. Der Getriebemechanismus und die Turbine sind nicht leicht zugänglich, vielmehr muß hierzu der gesamte Saugkopf demontiert werden, wenn beispielsweise diese Teile gereinigt werden müssen.
Aus der DE-C-3 333 633 ist ein Saugkopf zum Reinigen untergetauchter Flächen bekannt, mit einem Gehäuse, das einen an seiner Unterseite angeordneten Einlaß und ein senkrecht zur Unterseite gerichtetes, verdrehbares Verbindungsglied zum Anschluß eines Saugschlauches aufweist, mit einer wassergetriebenen Turbine im Strömungsweg des den Saugkopf durchfließenden Wassers, mit am Gehäuse angeordneten Rädern, die das Gehäuse abstützen, mit Bewegungsübertragungseinrichtungen zwischen der Turbine und wenigstens einem Rad, und mit einer zweiten wassergetriebenen Turbine in dem Gehäuse, die über ein Untersetzungsgetriebe das drehbare Verbindungsglied mit wechselnden Drehrichtungen antreibt, sodaß der Saugkopf, getrieben durch erstgenannte Turbine auf der zu reinigenden Fläche fährt und dabei einen Bogenförmigen Weg beschreibt, der dadurch bestimmt wird, daß der Saugkopf mittels der zweiten Turbine um das verdrehbare Verbindungsglied und somit um den Saugschlauch gedreht wird. Um jeweils zwei Räder des Saugkopfes sind Raupen geschlungen, die dem Saugkopf eine relativ große Berührungsfläche mit der zu reinigenden Fläche verleihen. Die Welle der erstgenannten Turbine ist mit einem Exzentergewicht versehen, das im Betrieb auf den Saugkopf eine Schwingbewegung überträgt, sodaß die Haftung desselben an der zu reinigenden Fläche reduziert oder unterbunden wird, damit einer Fahrtrichtungsänderung des Saugkopfes kein allzu großer Widerstand entgegengesetzt wird. Wenn dieser Saugkopf in einem Schwimmbecken verwendet wird und an eine senkrechte Wand, die den Schwimmbeckenboden begrenzt, anstößt, dann bleibt er stehen und wird im Stand von der zweiten Turbine um das Verbindungs glied gedreht, woraufhin er seine Fahrt fortsetzen kann. Hat er jedoch eine Ecke schräg angefahren, kann er sich aus dieser Lage nicht selbst befreien. Da der Antrieb für das Verdrehen des Saugkopfes gegenüber dem Verbindungsglied sich quasi an dem Verbindungsglied abstützt, ist es zur Hervorbringung der Drehbewegung des Saugkopfes unerläßlich, daß der Saugschlauch ausreichend torsionssteif ist. Diese Forderung steht zu einer ausreichenden Flexibilität und einem leichtgewichtigen Aufbau des Saugschlauches unter Umständen im Widerspruch.
Ein ähnlicher Saugkopf für eine unter Wasser liegende zu reinigende Fläche mit einem an eine Saugquelle angeschlossenen Saugschlauch ist aus der DE-C-3 320 923 bekannt. Dieser Saugkopf enthält keine Räder, sonder schräg und schwenkbar am Gehäuse angeordnete Reibungsfüße, die bei Betätigung durch eine erste wassergetriebene Turbine, auf der ein Exzentergewicht angeordnet ist, das Gehäuse des Saugkopfes durch Schwingung zu einer Vorwärtsbewegung veranlassen. Der Bewegungsweg wird wiederum durch eine zweite wassergetrieben Turbine und ein Zwischengetriebe mittels eines verdrehbaren Saugschlauch-Anschlußstutzens, wie bei dem vorgenannten Saugkopf, beeinflußt. Dieser Saugkopf verhält sich beim Anstoßen an eine vertikale Schwimmbeckenwand wie der vorgenannte Saugkopf.
Aufgrund der Tatsache, daß die beiden letztgenannten Saugköpfe in Schwingungen versetzt sind, wirken auf sie Kräfte, die zu einem vorzeitigen Verschleiß führen. Darüberhinaus ist der Steuerungsmechanismus relativ kompliziert aufgebaut und, wie erwähnt, in seiner Wirkung häufig unbefriedigend.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Saugkopf der eingangs genannten Art anzugeben, der einfach aufgebaut ist, eine lange Lebensdauer hat, mit einfachen Werkzeugen herstellbar ist und leicht gewartet werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, insbesondere solche, die sich auf eine Selbstlenkung des Saugkopfes beim Auflaufen auf ein Hindernis beziehen, sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die vorliegende Erfindung schafft einen Saugkopf, der mit einfach aufgebauten Spritzwerkzeugen beispielsweise aus Kunststoff spritzbar ist. Er besteht nur aus sehr wenigen Teilen, der sehr leicht zugänglich sind und daher mit einfachen Mitteln gereinigt werden können. Insbesondere ist die Turbine, die durch Fremdkörper im Wasser in ihrer Wirksamkeit beeinträchtigt werden könnte, sehr leicht zugänglich, da das Getriebegehäuse mit einem einfachen Handgriff ohne Zuhilfenahme jeglichen Werkzeuges geöffnet werden kann und das Turbinenrad dann völlig freiliegt, sodaß es, ebenfalls ohne weitere Hilfsmittel, aus der Turbinenkammer entnommen und gereinigt werden kann.
Die Getriebeübertragungseinrichtungen zwischen der Turbine und dem wenigstens einen angtriebenen Vorderrad sind ebenfalls leicht zugänglich und können gut gereinigt werden.
Der Zusammenbau des Saugkopfes erfolgt im wesentlichen mittels Schnappverbindungen. Es ist möglich, den Einsatz von Schraub- und Schweißverbindungen völlig zu vermeiden.
Die Erfindung sieht auch vor, an dem Saugkopf einen Selbstlenkmechanismus zu verwenden, der in Ruhestellung eine definierte Fahrt entweder geradeaus oder in einem Bogen ermöglicht und beim Auflaufen auf ein Hindernis zu einem Aus weichen des Saugkopfes führt. Dabei kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die Ruhestellung mittels einer einfachen Exzenterbuchse verstellt werden, um die Bahn des Saugkopfes bei hindernisfreier Fahrt danach zu bestimmen, ob sie geradeaus, in leichtem oder in stärkerem Bogen verlaufen soll.
Es ist bei der Erfindung nicht erforderlich, den gesamten Saugkopf in Vibration zu versetzen, um seine Lenkbarkeit zu erleichtern. Die Auslenkung des Saugkopfes beim Auflaufen auf eine Wand aus seiner Bahn wird durch einen Drehteller erleichtert, der an der Vorderseite des Saugkopfes frei drehbar gelagert ist und über den Umriß des Saugkopfgehäuses vorn und an der Seite vorsteht, und zwar vorzugsweise über einen Boden von wenigstens 180°C.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Umrißdarstellung eines Saugkopfes nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 a eine seitliche Darstellung, teilweise im Schnitt, des Saugkopfes nach Fig. 1;
Fig. 2b und 2 c Einzelheiten aus Fig. 2a, teilweise im Schnitt;
Fig. 3 als Einzelheit die Rückstelleinrichtung;
Fig. 4 eine Darstellung des Saugkopfes von unten ohne Drehteller;
Fig. 5 eine Teilschnittdarstellung in Höhe der Vorderachse des Saugkopfes, den Saugkopf von vorne zeigend, ohne Drehteller;
Fig. 6 einen Ausschnitt des Gehäuses im vorderen Bereich desselben;
Fig. 7 einen Ausschnitt aus dem Gehäuse im Schnitt, eine alternative Ausführungsform eines Drehschemellagers zeigend, und
Fig. 8 eine alternative Ausführungsform einer Anschlageinrichtung für den Drehschemel.

Die Figuren zeigen einen Saugkopf, der insgesamt mit 1 bezeichnet ist, bestehend aus einem Gehäuse 2 von etwa trapezförmigem Umriß, der an seinem vorderen Ende verrundet ist (vgl. Fig. 4) und in dem zwei eng nebeneinanderstehende Vorderräder 3 und zwei auf gemeinsamer Achse in größerem Abstand sitzende Hinterräder 4 drehbar gelagert sind. Das Gehäuse 2 ist an seiner Unterseite offen und oben von einer Deckplatte 5 abgeschlossen, die eine domartige Erhöhung 6 aufweist, in der ein Anschlußstutzen 7 zum Anschluß eines Saugschlauches (nicht dargestellt) um seine Achse drehbar gelagert ist.
Im vorderen Abschnitt weist das Gehäuse 2 in seiner Deckplatte 5 eine Vertiefung auf, in der ein Drehteller 8 angeordnet ist, der an dem Gehäuse 2 in einem einstückig mit dem Gehäuse ausgebildeten, senkrechten, hohlen Stutzen 2a frei drehbar gelagert ist. Dieser Drehteller 8 steht vorne und an der Seite über das Gehäuse 2 über. Man erkennt fernerhin in Fig. 1 unter dem Gehäuse 2 die seitliche Verlängerung einer Saugdüse 9, die später noch beschrieben wird. Die Fig. 1 zeigt den Saugkopf 1 in etwa auf die Hälfte verkleinertem Maßstab.
Das Gehäuse 2, der Anschlußstutzen 7, der Drehteller 8 und die Düse 9 sind vorzugsweise Kunststoffspritzteile, wobei der Drehteller 8 ggf. aus zwei Schalen bestehen kann, die an einem Umfangsrand zusammengefügt sind. Der Drehteller 8 weist an seiner Unterseite einen zentralen Zapfen 8a auf, der in den hohlen Stutzen 2a am Gehäuse 2 eingesteckt und darin hinter einem Vorsprung verrastet ist.
Wie Fig. 2a in teilweise geschnittener Darstellung zeigt, ist in dem Gehäuse 2 etwa im hinteren Drittel eine wassergetriebene Turbine angeordnet, die insgesamt mit 10 bezeichnet ist. Diese Turbine 10 umfaßt ein Turbinengehäuse, das zweiteilig ist. Das eine, obere Gehäuseteil 11 ist mit dem Saugkopfgehäuse 2 zu einer einstückigen Einheit vereinigt. Das zweite, untere Gehäuseteil 12 schließt sich an einer geradlinigen Trennlinie 13 an das obere Gehäuseteil 11 an, wobei die Achse einer Turbinenwelle 14 in der Trennlinie 13 verläuft und dort jeweils in den einen Hälften teilbarer Lager 13a gehalten ist. Das zweite, untere Gehäuseteil 12 ist schwenkbar an einem quer zum Saugkopfgehäuse 2 verlaufenden, in diesem befestigten Achsstab 15 schwenkbar gehalten, der zugleich Achsstab für die Hinterräder 4 ist. Das untere Gehäuseteil weist an der Trennlinie 13 die zweiten Hälften der teilbaren Lager 13a auf. An dem unteren Gehäuseteil 12 ist eine elastische Halteeinrichtung 16 ausgebildet, die das untere Gehäuseteil 12 rastend mittels einer am Saugkopfgehäuse 2 ausgebildeten Rast 17 in Form eines Schlitzes hält und damit das Turbinengehäuse schließt und gleichzeitig die Turbinewelle 14 lagert.
Das untere Gehäuseteil 12 weist eine an der Düse 9 ausgebildete Einlaßöffnung 18 auf, die in die Turbinenkammer führt. Das untere Gehäuseteil 12 ist zu der in Fig. 1 erkennbaren Düse 9 erweitert und trägt am Rand eine elastische Schürze 19, die einen nicht vollständig dichten Abschluß zu dem Boden herstellt, auf dem der Saugkopf 1 rollt.
Die domartige Erhöhung 6 der Saugkopfghäuses 2 ist im Be reich des Turbinengehäuses mit einem kreisförmigen Durchbruch versehen, in welchem der schon erwähnte Anschlußstutzen 7 angeordnet ist. Dieser weist an seinem unteren Ende einen vorstehenden Bund auf und ist durch den Durchbruch durchgesteckt. Er ist am Gehäuse 2 mittels eines Kugellagers 20 um seine Achse leicht drehbar gelagert. Zu dem Kugellager 20 gehört ein Lagerring 20a, der von oben auf den Anschlußstutzen 7 aufgeschoben und hinter einem Ansatz 7a am Anschlußstutzen 7 verrastet ist. Durch den vorgenannten Bund und den Lagerring 20a wird der Anschlußstutzen 7 in dem Durchbruch am Saugkopfgehäuse 2 gesichert.
In dem Turbinengehäuse ist ein Turbinenrad 21 um eine horizontale Achse drehbar gelagert, von dem in Fig. 2 einige Schaufeln sowie die Drehrichtung A zu erkennen sind, die sich ergibt, wenn am Anschlußstutzen 7 eine Saugwirkung ausgeübt wird. Das Turbinenrad 21 und die Welle 14 sind hier als integrale Einheit ausgebildet.
Um der Strömungswiderstand möglichst klein zu halten, sind die Einlaßöffnung 18 der Düse 9 und die Achse des Anschlußstutzens 7 auf einer geraden Linie angeordnet, die als Sehne zu dem von dem Turbinenrad 21 umrissenen Umlaufkreis verläuft, sodaß sich im Betrieb ein geradliniger Strömungsweg durch dem Saugkopf 1 ergibt.
Wie Fig. 4 zeigt, ist auf der Welle 14 des kugelgelagerten Turbinenrades 21 ein Kegelrad 22 befestigt. Dieses weist einen Achsstutzen auf, der in die hohl ausgebildete Turbinenwelle 14 eingesteckt ist. Fig. 4 zeigt die Düse 9 gestrichelt in geschlossenem Zustand des Turbinengehäuses. Sie kann zusammen mit dem unteren Gehäuseteil 12 um den Achsstab 15 nach unten und hinten, bzw., wenn man den Saugkopf 1 auf den Kopf legt, nach oben und hinten geöffnet werden, sodaß sich dann das Turbinengehäuse so darstellt, wie in Fig. 4 gezeigt. Man sieht, daß das Turbinenrad 21 aus Welle 14 und Turbinenschaufeln frei daliegt und leicht aus dem Saugkopf 1 entnommen werden kann.
In dem auf der Welle 14 des Turbinenrades 21 befestigten Kegelzahnrad 22 kämmt ein zweites Kegelzahnrad 23, dessen Umlaufachse etwa in Längsrichtung des Saugkopfes 1 verläuft. Dieses zweite Kegelzahnrad 23 ist mittels einer Hülse 24 mit einem dritten, vorderen Kegelzahnrad 25 drehfest verbunden. Das zweite und das dritte Kegelzahnrad 23 und 24 werden von einem abgewinkelten Achsstab 26 drehbar gelagert, dessen einer Schenkel die beiden Kegelzahnräder 23 und 25 sowie die Hülse 24 durchdringt. Dieser Achsstab 26 ist in dem Saugkopfgehäuse 2 mittels elastischer, gabelartiger Befestigungslaschen 2b und 2c (siehe Fig. 2c) festgehalten, die einstückig mit dem Gehäuse 1 ausgebildet sind. Die einen Befestigungslaschen 2b sind in der Nähe des einen Endes des Achsstabes angeordnet, während die anderen Befestigungslaschen 2c in der Nähe der Stelle angeordnet sind, wo der Achsstab 26 abgewinkelt ist. Der Achsstab 26 verläuft, wie Fig. 2a zeigt, vom hinteren, zweiten Kegelzahnrad 23 zum vorderen, dritten Kegelzahnrad 25 leicht nach oben geneigt. An seinem vorderen Ende ist der Achsstab 26 rechtwinkelig abgewinkelt und lagert auf dem abgewinkelten zweiten Schenkel ein viertes Kegelzahnrad 27, das mittels einer Hülse 28 mit einem fünften Kegelzahnrad 29 drehfest verbunden ist. Der abgewinkelte zweite Abschnitt des Achsstabes 26 verläuft etwa in horizontaler Richtung. Sein freies Ende ist in einer Tasche 30a (Fig. 2c) festgelegt, die mit dem Saugkopfegehäuse 2 integral ausgebildet ist.
Die Tasche 30a ist seitlich an einer etwa vertikal verlaufenden Buchse 30 ausgebildet, in der ein Drehstab 31 drehbar gelagert ist. Die Tasche 30a kann von einem Stopfen an der Unterseite verschlossen werden, um den Achsstab 26 darin zu sichern. Die Buchse 30 ist einstückig mit dem Saugkopfgehäuse 2 ausgebildet und durch radiale Rippen 30b außen gegen das Saugkopfghäuse 2 versteift. Die Buchse 30 durchdringt die Oberseite des Saugkopfgehäuses 2.
Zur Erläuterung weiterer Einzelheiten wird auf Fig. 5 Bezug genommen. Der Drehstab 31 ist in einem Drehschemel 32 drehfest angebracht, in welchem eine Vorderachswelle 33 drehbar gelagert ist, die die Vorderräder 3 in engem gegenseitigem Abstand lagert. Die Vorderräder 3 können auf der Vorderachswelle 33 freilaufend oder drehfest angebracht sein, oder eines der Vorderräder ist drehfest und das andere über eine Rutschkupplung auf der Welle befestigt. Auf dem Drehstab 31 ist drehbar ein sechstes Kegelzahnrad 34 gelagert, das mittels einer Hülse 35 mit einem siebenten Kegelzahnrad 36 drehfest verbunden ist. Das siebente Kegelzahnrad 36 befindet sich oberhalb des Drehschemels 32 und kämmt in einem achten Kegelzahnrad 37, das mit einem der Vorderräder 3, in vorliegendem Beispiel mit dem linken Vorderrad, drehfest verbunden ist.
Am oberen Ende des Drehstabes 31 eine etwa halbkreisförmige Scheibe 38 (siehe Fig. 3) drehfest angebracht, an der eine Spiralfeder 41 verankert ist, die im übrigen um einem Zapfen 42 geschlungen ist, der in eine vom Saugkopfgehäuse 2 vorstehende Konsole 5a verrastet eingesteckt ist. Diese Spiralfeder 41 hält den Drehschemel 32 in einer definierten Ruhestellung, in der die Vorderachswelle 33 eine vorbestimmte Ausrichtung in Bezug auf den hinteren Achsstab 15 aufweist. Die Ruhestellung wird durch Anschlag der halbkreisförmigen Scheibe 38 an dem hohlen Stutzen 2a bestimmt und kann durch eine auf den hohlen Stutzen 2a aufgesteckte Exzenterbuchse 43 verstellt werden, an die die Scheibe 38 in ihren Endstellungen anstößt. Der hohle Stutzen 2a ist außen leicht konisch, sodaß die Exzenterbuchse 43 an ihm verklemmbar ist. Die Feder wickelt sich von dem Zapfen ab.
Wie die Zeichnungen erkennen lassen, sind einige der Elemente oberhalb der Deckplatte 5 angeordnet, bzw, durchdringen diese, sind jedoch von dem Drehteller 8 überdeckt. Es versteht sich daher, daß der Drehteller 8 an seiner Unterseite in geeigneter Weise ausgehöhlt ist,um diese Teile aufnehmen zu können, beispielsweise die Buchse 30, die Spiralfeder 31, die Konsole 5a mit dem Zapfen 42 und die Kegelzahnräder 27 und 29.
Die erwähnten Hülsen 24,28 und 35, die der axialen Verbindung von Kegelzahnrädern dienen, bestehen vorzugsweise aus Kunststoffmaterial und nehmen an den Kegelrädern ausgebildete Achsstutzen mit Preßkraft in sich auf. Diese Art der Konstruktion erlaubt es, handelsübliche Kegelzahnräder zu verwenden, was die Fertigung des Saugkopfes sehr verbilligt. Vorzugsweise ist der innere Querschnitt der Hülsen eckig, beispielsweise sechseckig, und haben die Achsstutzen der Kegelzahnräder ein daran angepaßtes Profil,um einen Formschluß zwischen Hülsen und Achsstutzen herzustellen. Es ist mit Hilfe der Erfindung möglich, die Hülsen aus Meterware herzustellen, was die Fertigung sehr vereinfacht. Die Kegelzahnräder bestehen vorzugsweise aus Kunststoff. Gleiches gilt für den Drehschemel 32 und die Räder 3 und 4. Diese können mit Gewichtskörpern 40 gefüllt sein, um dem Saugkopf 1 einen niedrigliegenden Schwerpunkt zu geben, was ein Kippen behindert, das Selbstaufrichten begünstigt und den zum Vortrieb notwendigen Reibungsdruck erzeugt. Die Räder, insbesondere die Vorderräder 3, sind zweckmäßigerweise mit einer Bereifung 39 versehen, deren Material so ausgewählt ist, daß sich mit den in Frage kommenden Schwimmbeckenmaterialien, z.B. Keramikplatten, Polyester, Polyvinylchlorid, Beton, optimale Reibungseigenschaften für den Vortrieb des Saugkopfes 1 ergeben. Dan von den Kegelzahnrädern gebildete Getriebe ist insgesamt ein Untersetzungsgetriebe mit einem Untersetzungsverhältnis von etwa 40:1 bis etwa 20:1.
Die Wirkungsweise des Saugkopfes 1 in einem wassergefluteten Schwimmbecken wird nachfolgend erläutert. Der Saugkopf 1 befindet sich auf dem Boden des Schwimmbeckens. An seinem Anschlußstutzen 7 ist ein hier nicht dargestellter felxibler Saugschlauch angeschlossen. Mittels dieses Saugschlauches wird Wasser von einer hier ebenfalls nicht dargestellten Ansaugpumpe angesaugt. Das Wasser tritt durch die Einlaßöffnung 18 in der Düse in das im Saugkopfgehäuse 2 ausgebildete Turbinengehäuse ein und durchströmt dieses in einem nahezu geradlinigen Weg in Richtung auf den Ansaugstutzen 7 und treibt dabei die Schaufeln des Turbinenrades 21 in der in Fig. 2a mit dem Pfeil A eingezeichneten Drehrichtung an.
Die Drehung der Turbinenwelle 14 wird über das erste Kegelzahnrad 22 auf das zweite Kegelzahnrad 23 übertragen, das seine Drehbewegung über Hülse 24 auf das dritte Kegelzahnrad 25 überträgt. Dieses kämmt in dem vierten Kegelzahnrad 27, das über die Hülse 28 mit dem fünften Kegelzahnrad 29 verbunden ist. Das fünfte Kegelzahnrad 29 setzt mittels des sechsten Kegelzahnrades 34 die Drehung um horizontale Achse in eine Drehung um vertikale Achse, nämlich um die des Drehstabes 31, um. Vom sechsten Kegelzahnrad 34 wird über die Hülse 35 das siebente Kegelzahnrad 36 angetrieben, das in dem mit dem linken Vorderrad drehfest verbundenen achten Kegelzahnrad 37 kämmt. Auf diese Weise ergibt sich eine formschlüssige Antriebsverbindung von der Turbinenwelle 14 zum linken Vorderrad 3 und über die Vorderradwelle 33 ggf. auch zum rechten Vorderrad, je nachdem, ob dieses drehfest oder über eine Schlupfkupplung mit der Vorderradwelle 33 verbunden ist. Der Saugkopf 1 wird in Vorwärtsrichtung angetrieben. Er fährt, je nach Einstellung der Exzenterbuchse 43, geradeaus oder im Bogen über den Boden des Schwimmbeckens. Wenn er mit seinem Drehteller 8 auf ein Hindernis aufläuft, wird die Drehung des Vorderrades 3 angehalten. Gleiches tritt auch ein, wenn das Vorderrad 3 auf ein Hindernis, etwa einen Stein, aufläuft. Da indessen das Turbinenrad 21 von der Wasserströmung, die durch das Turbinengehäuse verläuft, weiter angetrieben wird, und diese Drehbewegung bis zu dem siebenten Kegelzahnrad 36 übertragen wird, verschwenkt das siebente Kegelzahnrad 36 aufgrund des blockierten achten Kegelzahnrades 37 den Drehschemel 32 mitsamt der von ihm gelagerten Vorderachswelle 33 um die Achse des Drehstabes 31 von oben gesehen im Uhrzeigersinn, wie Pfeil B in Fig. 4 zeigt. Der gesamte Saugkopf weicht daher nach rechts aus, wobei sich der an dem Saugkopfgehäuse 2 frei drehbar gelagerte Drehteller 8 an dem Hindernis abwälzt. Da die Blockierwirkung zwischen dem siebenten und dem achten Kegelzahnrad 36 und 37 während der Kurvenfahrt an dem Hindernis in gewissem Umfang aufrechterhalten wird, und die Rückstellspiralfeder 41 keine allzu große Rückstellkraft entwickelt, vollführt der Saugkopf 1 aufgrund des Auftreffens auf das Hindernis eine Schwenkbewegung, die mit der vorherigen Bewegungsrichtung einen Winkel einschließt, der weit größer als 90° sein kann. Der Umfang der Auslenkung und die Geschwindigkeit seiner Rückstellung können durch Wahl der Rückstellfederkraft bestimmt werden, man kann auch erreichen, daß der Saugkopf eine vollständige Kehrtwendung macht. Sind die Zahnradanordnung an den Vorderrädern und der Rückstellmechanismus spiegelbildlich gestaltet, erfolgt eine Auslenkung des Saugkopfes nach links.
Um das Umwenden des Saugkopfes an einem Hindernis zu erleichtern, sollte, wie hier dargestellt, der vordere Bereich des Saugkopfgehäuses 2 schmaler als der hintere Bereich ausgeführt sein, und der Drehteller 8 einen ausreichenden überstand haben.
An dem erfindungsgemäßen Saugkopf können Modifikationen vorgenommen und weitere Merkmale realisiert werden, ohne den Geist der Erfindung zu verlassen. So ist es insbesondere vorteilhaft, wenn in der das Saugkopfgehäuse 2 nach oben hin begrenzenden Deckplatte 5 Durchbrüche ausgebildet sind, die eine Entlüftung des Saugkopfes 1 beim Eintauchen in das Wasser ermöglich bzw. erleichtern. Diese Durchbrüche können beispielsweise seitlich in einem vertieften Abschnitt der Deckplatte 5 ausgebildet sein, wo die Rast 17 für die elastische Halteeinrichtung des unteren Turbinengehäuseteils 12 ausgebildet ist, vgl. Fig. 2a. Aus fertigungstechnischen Gründen kann es ferner günstig sein, über den Lagerhälften 13a, die an dem oberen Turbinengehäuseteil 12 ausgebildet sind, in der domartigen Erhöhung 6 Durchbrüche für Teile des Spritzwerkzeuges vorzusehen, mit dem das Saugkopfgehäuse 2 gespritzt wird. Diese Durchbrüche dienen somit ebenfalls der Entlüftung.
Die Rückstellfederanordnung kann ggf. auch zwei Rückstellfedern enthalten, die den Drehschemel in eine vorbestimmte Ruhestellung drängen. In diesem Falle kann auf einen Anschlag zur Definierung der Ruhestellung verzichtet werden und kann der Saugkopf in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Bodens, auf dem er fährt, eine ggf. schlingernde Bewegung ausführen.
In Fig. 7 ist als Ausschnittsdarstellung eine alternative Ausführungsform für eine Drehschemellagerung dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sitzt in der vertikal verlaufenden, einstückig mit dem Saugkopfgehäuse 2 ausgebildeten Buchse 30 eine Innenbuchse 43, die an ihrem unteren Ende einen Anschlag in Form eines Kragens 44 aufweist. Diese Innenbuchse 43 weist eine Bohrung 45 auf, deren Achse aus der Vertikalen schräg nach vorn geneigt ist und die zur Aufnahme des Drehstabes 31 des Drehschemels 32 bestimmt. Die Innenbuchse 43 ist in der Buchse 30 gegen Verdrehen gesichert, beispielsweise, durch geeignet eng bemessene Passung.
Die Folge der Schräglage der Achse der Bohrung 45 der Innenbuchse 43 gegenüber der Vertikalen ist, daß beim Auflaufen des Saugkopfes auf ein Hindernis der Drehschemel 32 um eine zur Vertikalen schräg verlaufenden Achse dreht, sodaß eines der an dem Drehschemel gelagerten Räder 3, im vorliegenden Falle das rechte Rad, seine Bodenhaftung verliert. Hierdurch wird der Reibungswiderstand der Räder am Boden, der aufgrund starrer Kopplung der Räder 3 an der Vorderradachswelle 33 ein Verschwenken des Drehschemels 32 behindern könnte, vermindert. Indessen ist bei Geradeausfahrt des Saugkopfes sichergestellt, daß beide Vorderräder Bodenhaftung haben. Die genannte Schrägstellung begünstigt auch das Rückstellen des Drehschemels nach dem Passieren des Hindernisses.
Weiterhin ermöglicht es die Ausführungsform nach Fig. 7 für die Innenbuchse 43 ein für Lagerungszwecke optimales Material, das zumeist einen erhöhten Preis hat, unabhängig vom Material des Saugkopfgehäuses 2 auszuwählen.
Die Fig. 7 und, besser noch, die Fig. 8 zeigen einen zweite Ausführungsart einer verstellbaren Anschlageinrichtung. Gemäß dieser Ausführungsform ist auf die eine der Rippen 30b, die die Buchse 30 an der Deckplatte 5 des Saugkopfgehäuses 2 abstützen, im vorliegenden Falle an einer zwischen der Buchse 30 und dem hohlen Stutzen 2a, der den Drehteller 8 lagert, angeordneten Rippe 30b ein an seiner Unterseite mit einem Schlitz versehenes Steckteil 46 aufgesteckt, das von oben gesehen eine etwa trapezförmige Gestalt aufweist, wie Fig. 8 zeigt. Die schräg verlaufenden Seitenflächen 47a und 47b des Steckteils 46 bilden Anschlagflächen für die etwa halbkreisförmige Scheibe 38, die auf dem Drehstab 31 drehfest befestigt ist und von der Feder 41 in Richtung auf eine Ruhestellung, wie in Fig. 8 gezeigt, vorgespannt ist. Dieses Steckteil kann als Austauschteil hergestellt sein, wobei die Winkel, die die beiden schräg verlaufenden Seitenflächen 47a and 47b mit einer durch den vorerwähnten Schlitz bestimmten Ebene bilden, bei verschiedenen Steckteilen 46 verschieden sein können, um die Drehstellung des Drehschemels 32 in der Ruhelage und in der maximal ausgelenkten Stellung zu bestimmen. Die beiden schräg verlaufenden Flächen 47a und 47b brauchen nicht, wie in Fig. 8 dargestellt symmetrisch zueinander verlaufen, es ist ebenso auch eine asymmetrische Gestaltung denkbar, je nach den Drehwinkeln in den vorerwähnten Endstellungen.
Außerdem zeigt Fig. 8 eine weitere Möglichkeit, die Drehwinkelstellungen des Drehschemels in den Endstellungen zu beeinflussen. Hierfür sind benachbart den etwa radial verlaufenden Kanten der etwa halbkreisförmigen Scheibe 38 auf diese Exzenterscheiben 48 aufgeschraubt, die in den Endstellungen des Drehschemels und damit der Scheibe 38 an den zugehörigen Anschlagflächen 47a bzw. 47b des Steckteils 46 anliegen. Durch Lösen der die Exzenterscheiben 48 an der Scheibe 38 sichernden Schrauben und Verdrehen der Exzenterscheiben 48 lassen sich die entrprechenden Winkelstellungen verstellen.

Claims

1. Saugkopf zum Reinigen untergetauchter Flächen, insbesondere der Böden von Schwimmbecken, bestehend aus einem an der Unterseite offenen Gehäuse (2), in welchem wenigstens ein vorderes lenkbares Rad (3) und hintere Räder (4) drehbar gelagert sind, einer in dem Gehäuse (2) angeordneten, wassergetriebenen Turbine (10), enthaltend eine Turbinenkammer mit einer der Unterseite des Gehäuses (2) zugewandten Einlaßöffnung (18), einem die Oberseite des Gehäuses (2) durchdringenden, drehbaren Anschlußstutzen (7) für einen Saugschlauch und einem in der Turbinenkammer drehbar gelagerten Turbinenrad (21), das das wenigstens eine Vorderrad (3) über eine Getriebeeinrichtung (22-29,34-37) antreibt, dadurch gekennzeichnet, daß das Turbinenrad (21) eine horizontale Umlaufachse aufweist, die Turbinenkammer aus einem mit dem Saugkopfgehäuse (2) einstückig verbundenen oberen Gehäuseteil (12), in das der Anschlußstutzen (7) mündet, und einem an dem Saugkopfgehäuse (2) gelenkig angebrachten unteren Gehäuseteil (12), an welchem die Einlaßöffnung (18) ausgebildet ist, besteht, das untere Gehäuseteil (12) durch eine lösbare, elastische Rasteinrichtung (16,17) in der die Turbinenkammer geschlossenen Stellung gehalten ist, die Achse des Turbinenrades (21) der Turbine in der Trennlinie (13) der Turbinengehäuseteile (11,12) liegt und bei geöffneter Turbinenkammer frei zugänglich ist, und die Einlaßöffnung (18) und der Anschlußstutzen (7) in einer Linie liegen, die etwa als Sehne in Bezug zum Umlaufkreis des Turbinenrades (21) verläuft.

2. Saugkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Turbinengehäuseteil (12) und die Hinterräder (4) des Saugkopfes (1) auf einem gemeinsamen Achsstab (15) gelagert sind.

3. Saugkopf nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Achswelle (33) des wenigstens einen Vorderrades (3) des Saugkopfes (2) ist in einem Drehschemel (32) gelagert, der um eine etwa senkrecht zur Bewegungsrichtung des Saugkopfes (1) und senkrecht zur Achswelle (33) verlaufende Achse (31) um mehr als 90° nach einer Seite verschwenkbar in dem Gehäuse (2) gelagert ist,

b) der Drehschemel (32) ist von einer Rückstellfederanordnung (41) in eine Ruhestellung vorgespannt, in der die von ihm gelagerte Achswelle (33) in vorbestimmtem Winkel zur Achse (15) der Hinterräder (4) ausgerichtet ist,

c) die Achswelle (33) des wenigstens einen Vorderrades (3) des Saugkopfes (1) ist über ein Zahnradgetriebe (22-29, 34-27) angetrieben, das wenigstens ein Kegelradpaar (36,37) enthält, von dem ein Kegelrad (36) in der Schwenkachse (31) des Drehschemels (32) umläuft und das andere in ihm kämmende Kegelrad (37) mit dem wenigstens einen Vorderrad (3) drehfest verbunden ist, und

d) das angetriebene Vorderrad (3) ist mit einer Lauffläche versehen, die einen hohen Haft- und Gleitkreibungskoeffizienten aufweist.

4. Saugkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfederanordnung wenigstens eine Spiralfeder (41) enthält.

5. Saugkopf nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Drehschemel (32) ein in der Schwenkachse verlaufender Drehstab (31) drehfest ver bunden ist, an dessen oberen Ende ein Anschlagelement (38) drehfest angebracht ist, das die Ruhestellung des Drehschemels (32) und dessen maximale Auslenkstellung bestimmt.

6. Saugkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gehäuse (2) ein über den vorderen Gehäuseteil nach vorn und nach der Seite überstehender Drehteller (8) frei drehbar gelagert ist.

7. Saugkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehteller (8) über einen Bogen von wenigstens 180° über das Saugkopfgehäuse (2) vorsteht.

8. Saugkopf nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehteller (8) an einem mit dem Saugkopfgehäuse (2) einstückig verbundenen, von ihm nach oben vorstehenden hohlen Stutzen (2a) mittels einer Rastverbindung drehbar gelagert ist.

9. Saugkopf nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem hohlen Stutzen (2a) eine Exzenterscheibe (43) aufgeklemmt ist, die einen Gegenanschlag für das Anschlagelement (38) bildet.

10. Saugkopf nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagelement eine teilkreisförmige Scheibe (38) ist, an deren Umfang die Spiralfeder (41) verankert ist.

11. Saugkopf nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Getriebeanordnung Kegelräder (23,35;27,29) mittels Hülsen (24;28) miteinander verbunden sind, in die an den genannten Kegelrädern ausgebildete Zapfen form- und kraftschlüssig eingreifen.

12. Saugkopf nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeanordnung einen abgewinkelten Achsstab (26) aufweist, der am Saugkopfgehäuse (2) durch verrastende Befestigungslelemente (2b,2c,30a) festgelegt ist.

13. Saugkopf nach einem der Ansprüche 3 bis 12 mit zwei lenkbaren Vorderrädern, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Vorderräder (3) auf einer gemeinsamen Achswelle (33) drehfest angebracht sind und daß die Schwenkachse (31) des Drehschemels (32) gegen die Vertikale leicht nach vorn geneigt ist.

14. Saugkopf nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäue (2) eine Deckplatte (5) aufweist, die von einer einstückig mit dem Gehäuse (2) ausgebildeten Buchse (30) durchdrungen ist, und daß in der Buchse (30) eine Innenbuchse (43) fest angeordnet ist, die eine Bohrung (45) aufweist, deren Achse gegen die Vertikale zur Vorderseite des Saugkopfes (1) hin leicht geneigt verläuft.

15. Saugkopf nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenbuchse (43) zu einem anderen, für Lagerungszwecke besonders geeigneten Material besteht, als das Gehäuse (2).

16. Saugkopf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der radial verlaufenden Kanten der sektorförmigen Scheibe (38) Exzenterscheiben (48) verstellbar befestigt sind, deren Umriß über die genannten Kanten vorstellbar ist.

17. Saugkopf nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (2) ein Steckteil (46) trapezförmigen Querschnitts festgesteckt ist, das Gegenanschlagflächen (47a,47b) für das Anschlagelement (38) aufweist.