Umschaltdüsenkopf für ein Hochdruckreinigungsgerät
Die Erfindung betrifft einen Umschaltdüsenkopf für ein Hochdruckreinigungsgerät mit einer Flüssigkeitszufuhr und mit einem im Umschaltdüsenkopf beweglich gelagerten Umschaltkörper, der mehrere zu Düsenkörpern führende Strömungsdurchlässe aufweist, die durch Bewegung des Umschaltkörpers einzeln mit der Flüssigkeitszufuhr verbindbar sind.
Bei Hochdruckreinigungsgeräten ist es wünschenswert, die Flüssigkeit in unterschiedlichen Strahlformen abzugeben, und dazu werden unterschiedliche Düsenkörper in Umschaltdüsenköpfen angeordnet, die wahlweise mit einer Flüssigkeitszufuhr in Verbindung gebracht werden können. Es ist dabei bekannt, in einem drehbaren Umschaltkörper mehrere im Abstand zur Drehachse angeordnete parallele Strömungsdurchlässe vorzusehen, die jeweils zu einem Düsenkörper führen. Durch Drehung des Schaltkörpers können diese Strömungsdurchlässe wahlweise mit einer einzigen Flüssigkeitszufuhr verbunden werden, die Verdrehung des Schaltkörpers erfolgt beispielsweise durch Verdrehung eines Teils des Gehäuses des Umschaltdüsenkopfes gegenüber einem anderen Teil . Eine solche Ausgestaltung arbeitet zufriedenstellend, es ist aber notwendig, zu jedem Verstellen die Hand an den Düsen-
köpf zu legen und dort Teile gegeneinander zu verdrehen. Dies ist bei häufigem Wechsel unbequem.
Andererseits sind Umschalteinrichtungen bekannt (DE 78 13 438 Ul ) , bei denen die Auswahl verschiedener Strömungsdurchlässe durch Ventilkörper erfolgen kann, die frei beweglich in einem Strömungsdurchlaß angeordnet sind und die wahlweise vor die Strömungsdurchlässe gelegt werden können und diese verschließen, so daß von den mehreren Strömungsdurchlässen jeweils nur einer frei bleibt, während alle anderen verschlossen sind. Eine solche Umschalteinrichtung hat den Vorteil, daß sie bei abgeschaltetem Hochdruckreinigungsgerät eine Umschaltung alleine durch Verdrehen des gesamten Umschaltdüsenkopfes ermöglicht, da dann unter dem Einfluß der Schwerkraft die Ventilkörper im Strömungsdurchlaß so positioniert werden können, daß sie nach dem Einschalten des Hochdruckreinigungsgerätes bestimmte Strömungsdurchlässe versperren und andere freigeben. Nachteilig ist aber, daß eine solche Umschalteinrichtung in der Regel auf die Verwendung von zwei Strömungsdurchlässen und einen Ventilkörper beschränkt ist. Zwar ist es grundsätzlich theoretisch möglich, die Zahl der Ventilkörper und die Zahl der Strömungsdurchlässe zu erhöhen, dann aber ist die Bedienung sehr ungenau und erfordert höchste Geschicklichkeit.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen gattungsgemäßen Umschaltdüsenkopf so auszugestalten, daß auch beim Vorsehen von drei Düsenkörpern das Umschalten so einfach wie möglich durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem Umschaltdüsenkopf der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß einer der Strömungsdurchlässe zu zwei Düsenkörpern führt und eine Wahleinrichtung mit einem im Strömungsdurchlaß frei beweglichen Ventilkörper aufweist, mit dem jeweils eine Strömungsverbindung zwischen dem Strömungsdurchlaß und den Düsenkörpern verschließbar ist. Bei einem solchen Umschaltdüsenkopf wird also in dem beweglichen Umschaltkörper selbst eine Wahleinrichtung mit frei beweglichem Ventilkörper neben einem Strömungsdurchlaß ohne eine solche Wahleinrichtung angeordnet, wobei auf diese Weise der Umschaltkörper insgesamt drei Düsenkörper aufweist, die wahlweise mit der einzigen Flüssigkeitszufuhr verbunden werden können.
In einer ersten Stellung des Umschaltkörpers ist der Strömungsdurchlaß ohne Wahleinrichtung mit der Flüssigkeitszufuhr verbunden, die Flüssigkeit wird dann über den diesem Strömungsdurchlaß zugeordneten Düsenkörper abgegeben.
In einer anderen Stellung des beweglichen Umschaltkörpers ist der Strömungsdurchlaß mit der Flüssigkeitszufuhr verbunden, der eine Wahleinrichtung aufweist. Diese Wahleinrichtung ermöglicht es bei abgeschalteter Flüssigkeitszufuhr, allein durch Verdrehen des Umschaltdüsenkopfes aufgrund der Schwerkraft den Ventilkörper so zu verlagern, daß beim Einschalten der Flüssigkeitszufuhr ein Düsenkörper dieses Strömungsdurchlasses versperrt wird, während der andere offenbleibt. Ohne Umschaltung von Hand am Umschaltdüsenkopf kann der Benutzer daher einfach durch kurzes Abschalten der Flüssigkeitszufuhr und durch Verdrehen des gesamten Um-
schaltdüsenkopfes zwischen den beiden Düsenkörpern dieses Strömungsdurchlasses wählen, lediglich für den Fall, daß der dritte Düsenkörper benötigt wird, muß am Umschaltdüsenkopf der Umschaltkörper verschoben werden.
Beim normalen Betrieb eines Hochdruckreinigungsgerätes werden üblicherweise hauptsächlich ein Kompaktstrahl und ein Flachstrahl benötigt, während nur in relativ seltenen Bearbeitungsperioden ein Düsenkörper benötigt wird, über den eine Reinigungschemikalie abgegeben wird. Es ist daher vorteilhaft, den Strömungsdurchlaß ohne Wahleinrichtung mit einem Düsenkörper für die Chemikalienabgabe zu versehen, und in den Strömungsdurchlaß mit der Wahleinrichtung eine Kompaktstrahldüse und eine Flachstrahldüse einzusetzen. Bei dem normalen Betrieb, der normalerweise 90 % der Betriebsdauer ausmacht, kann dann der Benutzer allein durch Verdrehen des gesamten Umschaltdüsenkopfes zwischen Kompaktstrahldüse und Flachstrahldüse wählen, ohne am Umschaltdüsenkopf selbst Verstellungen vornehmen zu müssen. Lediglich für die Chemikalienabgabe ist eine Verstellung des Umschaltdüsenkopfes notwendig, und dies tritt relativ selten ein.
Andererseits hat diese Ausgestaltung den großen Vorteil, daß die Umschaltung zwischen Flachstrahldüse und Kompaktstrahldüse mit Hilfe der Wahleinrichtung keinerlei Mühe macht, da nur zwischen zwei Auswahlmöglichkeiten gewählt werden muß und da zu einer Auswahl zwischen zwei Stellungen keine besondere Sorgfalt notwendig ist.
Vorzugsweise ist der Ventilkörper eine Kugel .
Es ist günstig, wenn der Umschaltkörper im Umschaltdüsenkopf verdrehbar gelagert ist, wenn die Strömungskanäle und die Flüssigkeitszufuhr von der Drehachse jeweils den gleichen Abstand einnehmen und wenn die Strömungskanäle in den Umschaltkörpern in Umfangsrichtung versetzt sind. Bei einer solchen Ausgestaltung wird der Umschaltkörper in an sich bekannter Weise im Umschaltdüsenkopf zur Umschaltung von einem Strömungskanal auf den andern verdreht, wobei dadurch ausgewählt werden kann, ob der Strömungskanal mit Wahleinrichtung oder der Strömungskanal ohne Wahleinrichtung mit der Flüssigkeitszufuhr verbunden wird.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Strömungsdurchlaß mit Wahleinrichtung sich dabei über einen größeren Umfangswinkelbereich erstreckt. Dadurch ist es beispielsweise möglich, für den Umschaltkörper drei Winkelstellungen vorzusehen, wobei in einer ersten Winkelstellung der Strömungsdurchlaß ohne Wahleinrichtung mit der Flüssigkeitszufuhr verbunden ist, in den beiden anderen Winkelstellungen dagegen der Strömungsdurchlaß mit Wahleinrichtung. Der Benutzer hat auf diese Weise die Möglichkeit, auch die Auswahl der beiden Düsenkörper der Wahleinrichtung durch Verdrehung des Umschaltkörpers am Umschaltdüsenkopf vorzunehmen, falls er die Wahleinrichtung nicht einfach durch Verdrehung des gesamten Umschaltdüsenkopfes betätigen will.
Vorzugsweise weist der Strömungsdurchlaß mit Wahleinrichtung eine Aufnahmekammer für den Ventilkörper auf, aus der zu den beiden Düsenkörpern führende Kanäle austreten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind in diese Kanäle Gleichrichter eingesetzt.
Diese Gleichrichter können Rohrstücke sein, die über einen Teil ihrer Länge achsparallele Leitwände umschließen.
Günstig ist es, wenn sich die Leitwände an der Einströmseite der Rohrstücke etwa über die halbe Länge derselben erstrecken.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Gleichrichter die gesamte Länge der Kanäle zwischen Aufnahmekammer und Düsenkörper einnehmen.
Eine besonders günstige Ausgestaltung ergibt sich, wenn die Gleichrichter an ihrem Einströmende einen Ventilsitz für den in der Aufnahmekammer angeordneten Ventilkörper bilden. Der Gleichrichter übernimmt somit eine Mehrfachaufgäbe, er bildet nämlich einmal den Ventilsitz aus, zum anderen vermindert er die Turbulenz in der Strömung und schließlich überbrückt er den gesamten Abstand zwischen Aufnahmekammer und Düsenkörper und legt somit den Düsenkörper am Ende des Kanals fest. Er bildet also ein Distanzstück in einer Haltevorrichtung für den Düsenkörper, insbesondere dann, wenn der Gleichrichter in den Kanal eingepreßt ist.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:
Figur 1 : eine Vorderansicht eines Umschaltkopfes mit drei Düsenkörpern in einer ersten Schaltstellung des Umschaltkörpers;
Figur 2: eine Ansicht ähnlich Figur 2 in einer zweiten Schaltstellung des Umschaltkörpers;
Figur 3 : eine Längsschnittansicht des Umschaltdüsenkopfes längs Linie 3-3 in Figur 1;
Figur 4: eine Teilschnittansicht längs Linie 4-4 in Figur 1 ;
Figur 5: eine Schnittansicht längs Linie 5-5 in Figur 3 und
Figur 6: eine Schnittansicht längs Linie 6-6 in Figur 3.
Der in der Zeichnung dargestellte Umschaltdüsenkopf 1 weist einen Anschlußstutzen 2 auf, der über eine Überwurfmutter 3 auf einem in der Zeichnung nicht dargestellten Strahlrohr eines Hochdruckreinigungsgerätes aufgeschraubt werden kann.
Der Anschlußstutzen 2 mündet in den Boden 5 eines topfförmigen Gehäuses 4 ein, in dieses Gehäuse 4 ist eine den Boden 5 bedeckende Dichtung 6 eingelegt, die im Abstand von der Mittelachse des kreiszylindrischen Gehäuses 4 eine in den Innenraum des Gehäuses 4 eintretende Zufuhröffnung 7 aufweist, die ihrerseits mit dem Innenraum des Anschlußstutzens 2 in Verbindung steht.
In das Gehäuse 4 ist von dessen offener Seite her ein Umschaltkörper 8 eingesetzt, der den Innenraum des Gehäuses 4 vollständig ausfüllt und gegenüber der Innenwand 8 des Gehäuses 4 durch einen in eine Umfangsnut 9 eingelegten Dichtring 10 abgedichtet ist. Der Umschaltkörper 8 ist in dem Gehäuse 4 um dessen Längsachse verdrehbar und wird in axialer Richtung dadurch im Gehäuse 4 gehalten, daß eine auf ein Außengewinde 1 des Gehäuses 4 aufgeschraubte Überwurfmutter 12 an einem Ringflansch 13 des Umschaltkörpers 8 anliegt (Figur 3).
Auf der Außenseite des Gehäuses 4 ist ein Lagerring 14 aus Kunststoff gehalten, an dem eine das Gehäuse 4 und den Umschaltkörper 8 überfangende Haube 15 um die Längsachse des Gehäuses 4 verdrehbar gelagert ist, diese Haube 15 wird durch ein seitliches Einschubelement 16 in axialer Richtung festgelegt, welches zwischen den Lagerring 14 und die Überwurfmutter 12 eingreift (Figur 4). Dieses Einschubelement 16 ist radial aus seiner eingeschobenen Position herausziehbar und gibt dann die Haube 15 in axialer Richtung frei, so daß sie vom Umschaltdüsenkopf 1 abgezogen werden kann.
Die aus Kunststoff bestehende Haube 15 umgreift mit einer Querwand 17 den vorderen, unrunden Teil des Umschaltkörpers 8 formschlüssig und verdreht dadurch den Umschaltkörper 8, wenn sie selbst von Hand auf dem Lagerring 15 verdreht wird.
In dem Umschaltkörper 8 sind um jeweils 120° in Um- fangsrichtung gegeneinander versetzt drei Strömungskanäle 18 angeordnet, in die an dem dem Anschlußstutzen 2
gegenüberliegenden Ende jeweils ein Düsenkörper 19 eingesetzt ist. Die Strömungskanäle 18 befinden sich auf einem Kreis, der konzentrisch zur Drehachse des Umschaltkörpers 8 angeordnet ist und dessen Radius dem Abstand der Zufuhröffnung 7 von der Drehachse entspricht.
Ein erster Strömungskanal 18 durchsetzt den Umschaltkörper 8 auf seiner ganzen Länge, so daß dieser Strömungskanal in einer ersten Stellung des Umschaltkörpers 8 unmittelbar an die Zufuhröffnung 7 angeschlossen werden kann, so daß Flüssigkeit über den Anschlußstutzen 2, die Zufuhröffnung 7 und diesen Strömungskanal zu dem entsprechenden Düsenkörper gelangen kann. Diese Stellung ist in Figur 3 dargestellt.
Die beiden anderen Strömungskanäle 18 münden an ihrem dem Anschlußstutzen 2 zugewandten Ende in eine gemeinsame Aufnahmekammer 20, die zur Dichtung 6 hin offen ist und durch diese abgeschlossen wird. In dieser Auf- nahmekammer 20 ist ein kugelförmiger Ventilkörper 21 aufgenommen, der sich in der Aufnahmekammer 20 frei bewegen kann.
In die beiden in die Aufnahmekammer 20 einmündenden Strömungskanäle 18 ist jeweils ein Gleichrichter 22 eingesetzt. Jeder Gleichrichter 22 bildet ein Rohrstück 23, welches am aufnahmekammerseitigen Ende einen Ventilsitz 24 für den kugelförmigen Ventilkörper 21 ausbildet. Unmittelbar an den Ventilsitz 24 schließen sich einströmseitig im Innern des Rohrstückes 23 angeordnete, achsparallele Leitwände 25 an, die sich etwa über die Hälfte der Länge des Rohrstückes 23 erstrecken.
Das aus Kunststoff bestehende Rohrstück 23 nimmt den gesamten Raum des Strömungskanales ein und liegt am entsprechenden Düsenkörper 19 des jeweiligen Strömungskanales 18 an. Die Gleichrichter 22 werden in die Strömungskanäle eingepreßt und in diesen im Preßsitz gehalten, so daß sie gleichzeitig den in den Strömungskanal 18 eingeschobenen Düsenkörper 19 in axialer Richtung fixieren und somit eine Mehrfachfunktion übernehmen, nämlich einmal die Funktion einer Beruhigung der turbulenten Strömung im Strömungskanal, zum andern die Funktion einer Festlegung des Düsenkörpers und schließlich die Funktion eines Ventilsitzes für den kugelförmigen Ventilkörper 21.
Auch in den vollständig durchlaufenden Strömungskanal kann ein Gleichrichter eingesetzt werden, der jedoch dann keinen Ventilsitz aufweist.
Beim Betrieb des beschriebenen Umschaltdüsenkopfes 1 wird der Umschaltkörper 8 normalerweise mittels der Haube 15 in eine Stellung verdreht, in der die Aufnah- mekammer 20 mit der Zufuhröffnung 7 ausgerichtet ist, in der also zugeführte Flüssigkeit in die Aufnahmekammer 20 eintritt. Vor dem Zuführen der Flüssigkeit kann sich der Ventilkörper 21 frei in der Aufnahmekammer 20 bewegen, so daß der Benutzer durch Verdrehung des gesamten Umschaltdüsenkopfes 1 wählen kann, vor welche der beiden aus der Aufnahmekammer 20 austretenden Strömungskanäle 18 sich der kugelförmige Ventilkörper 21 legt. Wird jetzt die Flüssigkeitszufuhr eingeschaltet, wird der Ventilkörper in der einmal gewählten Stellung gegen den entsprechenden Ventilsitz 24 gepreßt und ver-
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schließt dadurch den zugehörigen Strömungskanal, die Flüssigkeit tritt dann durch den anderen aus der Aufnahmekammer 20 austretenden Strömungskanal aus. Eine Umschaltung innerhalb der Aufnahmekammer 20 kann ohne Verstellung des Umschaltdüsenkopfes 1 einfach dadurch erfolgen, daß die Flüssigkeitszufuhr abgeschaltet und der gesamte Umschaltdüsenkopf 1 so orientiert wird, daß sich der nun wieder frei bewegliche Ventilkörper 21 vor den anderen Ventilsitz 24 legt.
Damit ist in einfachster Weise eine Umschaltung zwischen den beiden von der Aufnahmekammer 20 ausgehenden Strömungskanäle allein dadurch möglich, daß die Flüssigkeitszufuhr kurz abgeschaltet und der gesamte Umschaltdüsenkopf 1 unterschiedlich geneigt wird.
Eine solche Umschaltung läßt sich im übrigen grundsätzlich auch dadurch erreichen, daß der Umschaltkörper 8 zwischen den beiden Positionen verstellt wird, in denen die Aufnahmekammer 20 mit der Zufuhröffnung 7 verbunden ist, allerdings muß der Benutzer dann dafür Sorge tragen, daß dabei der Umschaltdüsenkopf 1 so gehalten wird, daß der jeweils zu versperrende Strömungskanal unten liegt, so daß sich der Ventilkörper 21 unter der Wirkung der Schwerkraft vor diesen Strömungskanal legt.
Wünscht der Benutzer dagegen Flüssigkeit über den Strömungskanal 18 abzugeben, der den Umschaltkörper 8 vollständig durchsetzt und in dem sich keine Aufnahmekammer befindet, dann kann dies durch Verdrehung des Umschaltkörpers 8 mittels der Haube 15 erfolgen, bis der entsprechende Strömungskanal mit der Zufuhröffnung 7 ausgerichtet ist, wie dies in Figur 3 dargestellt ist.