УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОГО РЕВЕРСИРОВАНИЯ ВРАЩАТЕЛЬНО-ПОДВИЖНОЙ УПРАВЛЯЮЩЕЙ ДЕТАЛИ САДОВОГО ОРОСИТЕЛЯ
DEVICE FOR MECHANICAL REVERSAL OF GARDEN SPRINKLER ROTARY CONTROL PART

Изобретение относится к устройству для механического реверсирования вращательно-подвижной управляющей детали садового оросителя, содержащему переключатель, которому в обоих направлениях вращения управляющей детали приданы концевые упоры, в которые упирается и приводится в действие переключатель, причем, по меньшей мере, один концевой упор выполнен с возможностью перемещения коаксиально оси вращения управляющей детали, а также изобретение относится к такому садовому оросителю. Такое устройство известно из ЕР 1864717 А2. Проблема в таких устройствах заключается в том, что ненадлежащее обращение может привести к повреждению частей устройства. Кроме того, ненадлежащая установка концевых упоров может привести к тому, что регулируемый оросительный режим больше не будет возможен.
Задачей изобретения является создание устройства описанного выше рода, которое объединяло в себе защиту от вандализма с высокой функциональной надежностью.
Эта задача решается за счет того, что переключатель в своей находящейся на высоте концевых упоров контактной области выполнен упругим таким образом, что контактная область при перегрузке отклоняется из пути перестановки концевого упора, при этом предусмотрены средства для повторного выпрямления контактной области из отклоненного положения в определенном положении в диапазоне углов вращения между обоими концевыми упорами. Предложенное решение позволяет избежать повреждений частей устройства и, в частности, повреждений переключателя. Кроме того, исключены сбои, поскольку средства для выпрямления выполнены таким образом, что контактная область повторно выпрямляется всегда между обоими концевыми упорами, вызывающими реверсирование переключателя. Предложенное решение подходит как для дождевателей с орошением по квадрату, управляющие детали которых имеют приблизительно горизонтальную ось вращения, так и для дождевателей или спринклеров с вертикально ориентированной осью вращения, в частности, так называемых поднимающихся спринклеров.
В одном варианте осуществления изобретения контактная область переключателя выполнена упругоподатливым в зависимости от усилия. За счет этого контактная область упругоподатливо отклоняется, только начиная с определенного предела нагрузки. Благодаря этому контактной области могут быть присвоены дополнительные функции. Преимущественно упругое отклонение происходит за счет изгиба. За счет зависимого от усилия изгиба может быть предусмотрен определенный режим нагрузки, начиная с которого осуществляются определенные функции.
Контактная область выполнена преимущественно в виде упругоизгибающегося пружинящего элемента. В ненагруженном состоянии пружинящий элемент является формоустойчивым и преимущественно прямолинейным. При превышении соответствующего предела нагрузки пружинящий элемент упруго изгибается. Необходимое усилие или нагрузка, начиная с которого/которой пружинящий элемент изгибается, достигается, согласно изобретению, во-первых, за счет соответственно выполненной изогнутой кромки соседней функциональной части устройства, а, во-вторых, за счет физических свойств пружинящего элемента, причем решающими являются коэффициент его жесткости и форма.
В другом варианте осуществления изобретения предел нагрузки контактной области, при котором она упруго подается выше, чем нагрузка, необходимая для переключения переключателя. Благодаря этому контактная область выполнена настолько жесткой или формоустойчивой, что она выполняет функцию переключения переключателя.
В другом варианте осуществления изобретения предел нагрузки контактной области, начиная с которого он упруго подается, выше предела нагрузки, начиная с которого подается предохранитель от перегрузки между вращательно-подвижной управляющей деталью и неподвижной частью корпуса. Преимущественно предложенное устройство содержит предохранительную муфту, которая в случае перегрузки предусматривает отсоединение передаточного механизма для вращения управляющей детали. Такой предохранитель от перегрузки препятствует разрушению передаточного механизма при ненадлежащем обращении или при непредсказуемой блокировке управляющей детали. Описанный вариант обеспечивает вращение части корпуса при вращении, по меньшей мере, одного концевого упора за счет размещения переключателя и соответственно также передаточного механизма.
В другом варианте осуществления изобретения переключатель содержит качательно-подвижный переключающий штифт, снабженный упругоподатливой контактной областью. Переключающий штифт отстоит преимущественно от части корпуса устройства, включающей в себя передаточный механизм. Преимущественно упругоподатливая контактная область предусмотрена на свободном конце переключающего штифта. Последний выполнен предпочтительным образом в виде действующего на переключающее коромысло качающегося рычага, причем он жестко соединен с переключающим коромыслом. Качание качающегося рычага неизбежно приводит, тем самым, к переключению действующего в качестве переключающего клапана переключающего коромысла.
В другом варианте осуществления изобретения переключающий штифт расположен эксцентрично оси вращения управляющей детали, а контактная область выступает аксиально, по меньшей мере, в одну неподвижную функциональную часть, которая окружает ее радиально внутри и снаружи. За счет этого контактная область не может отклоняться ни внутрь, ни наружу.
Особенно предпочтительным образом функциональная часть имеет кольцевой паз, в который входит контактная область и который окружает ее радиально внутри и снаружи.
В другом варианте осуществления изобретения неподвижной функциональной части придан концевой упор. Под, по меньшей мере, одной функциональной частью следует понимать функциональную часть, которая в оросительном режиме устройства остается неподвижной относительно вращательно-подвижной управляющей детали. Однако возможна перестановка функциональной части для перестановки, по меньшей мере, одного концевого упора. Дополнительно к возможности своей перестановки неподвижная функциональная часть снабжена фиксатором, преимущественно в виде стопора, который гарантирует неподвижное положение в оросительном режиме устройства.
В другом варианте осуществления изобретения неподвижная функциональная часть выполнена в виде переставляемого относительно части корпуса и фиксируемого в различных установочных положениях установочного кольца. Оно выполнено с возможностью вращения коаксиально оси вращения управляющей детали.
В другом варианте осуществления изобретения рядом с первым установочным кольцом в качестве дополнительной функциональной части предусмотрено второе, переставляемое относительно части корпуса и фиксируемое в различных установочных положениях установочное кольцо.
В другом варианте осуществления изобретения контактная область аксиально выступает в оба установочных кольца, а дополнительное установочное кольцо снабжено вторым концевым упором. Оба установочных кольца включают в себя, тем самым, оба концевых упора для контактной области для активирования переключения переключателя. Преимущественно оба установочных кольца снабжены кольцевыми пазами, так что в оросительном режиме устройства контактная область перемещается в коаксиально отстоящих друг от друга кольцевых пазах установочных колец между концевыми упорами.
В другом варианте осуществления изобретения оба установочных кольца выполнены конструктивно одинаковыми и смонтированы в обратных по отношению друг к другу монтажных положениях. За счет этого можно изготавливать установочные кольца из пластика в одной и той же форме. Этим можно сократить производственные издержки.
В другом варианте осуществления изобретения управляющая деталь имеет в окружении контактной области изогнутую кромку и зону отклонения, в которой контактная область позиционирована в своем упругоизогнутом отклоненном положении. Изогнутая кромка в сочетании с зоной отклонения обеспечивают определенное изгибание контактной области, в частности, пружинящего элемента, и определенное позиционирование пружинящего элемента в изогнутом отклоненном положении, пока пружинящий элемент еще не достиг участка, на котором он сможет снова выпрямиться.
В другом варианте осуществления изобретения средства для выпрямления контактной области включают в себя, по меньшей мере, одну радиальную выемку в радиальном окружающем участке, по меньшей мере, одной функциональной части, причем выемка рассчитана так, что находящаяся в своем упругоизогнутом отклоненном положении контактная область на высоте выемки за счет своего упругого возвратного усилия может выпрямляться в свое ненагруженное исходное положение. Выемка выполнена преимущественно рядом с концевым упором функциональной части с той стороны концевого упора, с которой контактная область упирается в него в нормальном оросительном режиме.
В другом варианте осуществления изобретения контактная область образована винтовой пружиной. Преимущественно винтовая пружина имеет плотную намотку и по своему размеру согласована с диаметром переключающего штифта таким образом, что винтовая пружина может быть надета своим концом на острие переключающего штифта с силовым замыканием.
Другие преимущества и признаки изобретения приведены в формуле и нижеследующем описании предпочтительного примера его осуществления, изложенного с помощью чертежей, на которых изображают:
фиг.1 - в подетальном представлении вариант садового оросителя с предложенным устройством для механического реверсирования вращательно-подвижной управляющей детали;
фиг.2 - в другом подетальном представлении устройство из фиг.1 в другой перспективе;
фиг.2а, 2b - увеличенный фрагмент устройства в двух различных рабочих положениях;
фиг.3а-3d - часть устройства из фиг.1 и 2 в различных функциональных положениях;
фиг.4 - частичный разрез устройства из фиг.1 и 2 в увеличенном перспективном виде;
фиг.5 - в перспективном подетальном представлении и в разрезе устройство из фиг.1 и 2;
фиг.6 - устройство из фиг.5 в другой перспективе.
Садовый ороситель на фиг.1-6 выполнен в виде дождевателя в одном функциональном положении с приблизительно вертикальной осью вращения. Садовый ороситель 1 представляет собой так называемый поднимающийся дождеватель. Дождеватель содержит дождевальную головку 2, выполненную в виде вращательно-подвижной управляющей детали в смысле изобретения. Дождеватель включает в себя также неподвижную часть 3 корпуса, которая в рабочем состоянии снабжена стойкой для надежного позиционирования на грунте. Дождевальная головка 2 образует часть корпуса, которая содержит принципиально известный передаточный механизм, а также на своей верхней стороне выходное сопло для воды. Передаточный механизм представляет собой редуктор, который преобразует вращательное движение обтекаемого соответствующим водяным потоком быстрого турбинного колеса в соответственно более медленное вращательное движение управляющей детали, т.е. дождевальной головки 2. Турбинное колесо принципиально известным образом приблизительно радиально обтекается водяной струей, направляемой через один из двух отстоящих друг от друга сопловых выходов. За счет переключателя один из обоих сопловых выходов попеременно закрывается, в результате чего водяная струя попадает на турбинное колесо то через один, то через другой сопловый выход. Сопловые выходы расположены на таком расстоянии друг от друга, что в зависимости от открытого соплового выхода каждый раз изменяется направление вращения турбинного колеса. Передаточный механизм содержит на своей обращенной от турбинного колеса выходной стороне планетарную шестерню 18 (фиг.4, 5), которая находится в зацеплении с неподвижным окружным зубчатым венцом 19 части 3 корпуса. За счет зацепления планетарной шестерни 18 и за счет вращательно-подвижной опоры дождевальной головки 2 относительно неподвижной части 3 корпуса дождевальная головка 2 при работе садового оросителя вращается за счет напора воды и попадающей на турбинное колесо водяной струи.
Для реверсирования турбинного колеса и, следовательно, дождевальной головки 2 переключатель (не показан), выполненный в виде переключающего коромысла и закрывающий каждый раз один из обоих сопловых выходов, снабжен переключающим штифтом, который выступает вниз от части 3 корпуса осепараллельно оси вращения дождевальной головки 2. Переключающий штифт снабжен на своей вершине упругоподатливой контактной областью в виде пружинящего элемента 6. В данном примере пружинящий элемент 6 выполнен в виде плотно намотанной винтовой пружины, которая с силовым замыканием и, тем самым, с фиксацией по позиции надета на острие переключающего штифта и/или соединена с острием переключающего штифта с геометрическим замыканием или замыканием материала. В ненагруженном исходном положении пружинящего элемента 6 он проходит прямолинейно в продолжении переключающего штифта. В нормальном функциональном положении пружинящий элемент 6 аналогично переключающему штифту наклонен, поскольку переключающее коромысло за счет пружинной нагрузки (не показана) всегда удерживается в закрытом положении одного из обоих сопловых выходов.
Для переключения переключающего штифта и, тем самым, пружинящего элемента 6, т.е. опрокидывания в другое переключенное положение, пружинящему элементу 6 в зоне части 3 корпуса приданы две неподвижные функциональные части в виде установочных колец 4, 5. Оба установочных кольца 4, 5 изготовлены из пластика идентично друг другу и смонтированы в обратных по отношению друг к другу и относительно дождевальной головки 2 или части 3 корпуса монтажных положениях. Оба установочных кольца 4, 5 снабжены на наружной стороне оребрением для обеспечения простой ручной перестановки. Оба установочных кольца 4, 5 содержат внутреннее кольцо соответственно с зубчатым сектором 12. Оба зубчатых сектора 12 надеваются при монтаже на кольцеобразное фиксирующее профилирование 13 вместе с соответствующими внутренними кольцами. Фиксирующее профилирование 13 является неотъемлемой (цельной) частью части 3 корпуса (фиг.1, 5, 6). Действующая между зубчатыми секторами 12 и фиксирующим профилированием 13 фиксация выполнена так, что возможно вращение установочных колец 4, 5 вручную в окружном направлении. В то же время фиксация является также настолько стабильной, что оба установочных кольца 4, 5 при вращении дождевальной головки 2 и прилегании переключающего штифта и, тем самым, пружинящего элемента 6 к описанным ниже концевым упорам остаются в неподвижном функциональном положении.
Оба установочных кольца 4, 5 имеют коаксиально своему внутреннему кольцу по одному кольцевому пазу 15, 16, каждый из которых ограничен радиально наружу кольцевым ребром, выступающим радиально внутрь от образующего оребрение наружного кольца. Кольцевой паз 15, 16 имеет такую ширину, что пружинящий элемент 6 переключателя может проходить через оба кольцевых паза 15, 16 с небольшим радиальным зазором, когда дождеватель окончательно смонтирован. За счет этого при вращении дождевальной головки 2 пружинящий элемент 6 может перемещаться вдоль образованного кольцевыми пазами 15, 16 кольцевого пространства.
Для ограничения вращательного движения дождевальной головки 2 и реверсирования направления вращения оба установочных кольца 4, 5 содержат по одному концевому упору 10, 11, входящими аксиально в кольцевые пазы и, тем самым, в кольцевое пространство. В зависимости от положения установочных колец 4, 5 по отношению друг к другу определяется длина дуги окружности, по которой пружинящий элемент 6 при вращательном движении дождевальной головки 2 может проходить внутри кольцевых пазов 15, 16, прежде чем он упрется в соответствующий концевой упор.
Формоустойчивость пружинящего элемента 6 рассчитана так, что при прилегании к одному из обоих концевых упоров 10, 11 он остается в своем неизогнутом, выпрямленном исходном положении и лишь опрокидывается соответственно в другую сторону, в результате чего переключающее коромысло переключателя поворачивается, закрывая соответственно другой сопловый выход. Таким образом, неизбежно возникают реверсирование направления вращения дождевальной головки 2 и, следовательно, происходящее в определенном диапазоне поворота орошение посредством устройства.
Чтобы намеренное ручное вращение дождевальной головки 2 за пределы этого определяемого кольцевым пазом диапазона поворота не привело к повреждению переключателя, конец переключающего штифта, а именно образованная пружинящим элементом 6 контактная область, вступающая в контакт с концевыми упорами, выполнен упругоподатливым. Для этого на корпусе дождевальной головки 2 по обеим сторонам пружинящего элемента 6 предусмотрены изогнутые кромки 9, выполненные в виде выступающих радиально наружу ребер. Эти ребра соответствуют направляющим ребрам 7, которые, будучи распределенными по периферии дождевальной головки 2, выступают от внутреннего кольца радиально наружу и служат для поддержания и направления установочного кольца 4. На части 3 корпуса выполнены ответные направляющие и опорные ребра 8, которые служат для направления и поддержания нижнего установочного кольца 5. Образующие изогнутые кромки 9 ребра имеют по сравнению с ребрами 7 меньшую высоту. При этом образующие изогнутые кромки 9 ребра выполнены более низкими приблизительно на величину, соответствующую диаметру пружинящего элемента 6. При изгибании пружинящего элемента 6 по соответствующей изогнутой кромке 9 образуется зона отклонения, в которую может входить изогнутая часть пружинящего элемента 6, не находясь аксиально на пути соседнего установочного кольца 4. Разумеется, ни один из обоих концевых упоров 10, 11 аксиально не входит в эту зону отклонения. Концевые упоры 10, 11 заканчиваются своими соответствующими кольцевыми участками на обращенных к ним краевых кромках ребер 7, чтобы не мешать вращению дождевальной головки 2 относительно установочного кольца 4. Как только пружинящий элемент 6 изогнется (фиг.2b), дождевальная головка 2 сможет повернуться за пределы соответствующего концевого упора 10, 11 соответствующего установочного кольца 4, 5. Пружинящий элемент 6 остается в своем изогнутом положении в зоне отклонения под изогнутой кромкой 9. Вверх пружинящий элемент 6 не может отклоняться, поскольку он ограничен выступающим радиально внутрь кольцевым ребром установочного кольца 4. Кроме того, опорные кромки 17 препятствуют в обоих откинутых положениях отклонению пружинящего элемента 6 радиально внутрь в изогнутом положении. Следовательно, пружинящий элемент 6 остается в определенном изогнутом положении, тогда как дождевальная головка 2 вращается за пределы соответствующего концевого упора 10. Соответствующие функциональные положения хорошо видны на фиг.3а-3d. На фиг.3а пружинящий элемент 6 и переключатель находятся в нормальном рабочем положении. За счет соответствующего вращения дождевальной головки 2 пружинящий элемент 6 приближается к концевому упору 10 и на фиг.3b упирается в него. При этом переключатель переключается, в результате чего направление вращения турбинного колеса изменяется. Если вращать (фиг.3с) дождевальную головку 2 вручную дальше в прежнем направлении (фиг.3b), то пружинящий элемент 6 изогнется. Если прекратить нагрузку вручную, то дождевальная головка 2 в результате уже произошедшего процесса переключения снова повернется в направлении концевого упора 10. Для выпрямления пружинящего элемента 6 после достижения им снова своего рабочего диапазона поворота рядом с концевым упором 10 предусмотрена выемка 14, которая ориентирована радиально наружу и за счет этого прерывает лежащее радиально снаружи кольцевое ребро. Эта выемка 14 имеет такой размер, что пружинящий элемент 6 может выпрямляться через нее аксиально вверх. Поскольку дождевальная головка 2 в результате уже произошедшего процесса переключения движется дальше в этом направлении, пружинящий элемент 6 после выпрямления попадает в кольцевой паз 15. Таким образом, пружинящий элемент 6 снова находится в описанном кольцевом пространстве и в своем заданном диапазоне поворота, так что после определенного пути поворота могут быть приняты нормальное вращение дождевальной головки 2 и соответственно установленное реверсирование направления. Выемка 14 выполнена на стороне концевого упора 10, обращенной к соответственно другому концевому упору другого установочного кольца. Независимо от того, в каком направлении изогнут пружинящий элемент 6, он всегда входит в кольцевой паз в диапазоне поворота, соответствующем рабочему диапазону поворота.
Кроме того, вариант на фиг.1-6 обеспечивает то, что при надлежащем вращении установочных колец 4, 5 для установления нового угла поворота дождевателя дождевальная головка 2 вращается заодно с ними. Во избежание изгибания при этом пружинящего элемента 6 его жесткость рассчитана так, что описанная ниже предохранительная муфта между дождевальной головкой 2 и частью 3 корпуса разъединяется, прежде чем пружинящий элемент 6 отклонится за счет изгибания. Предохранительная муфта между дождевальной головкой 2 и частью 3 корпуса видна на фиг.4-6 и сама по себе принципиально известна. Предохранительная муфта содержит аксиально подвижную направляющую втулку 23, на которой выполнен зубчатый венец 19, в зацеплении с которым входит планетарная шестерня 18 дождевальной головки 2. Соединительная втулка 23 установлена в части 3 корпуса аксиально и вращательно-подвижно. Соединительная втулка 23 имеет на своем обращенном от зубчатого венца 19 торцевом краю торцевой зубчатый венец 20, входящий в стопорное зацепление с ответным фиксатором 22 на кольцевом фланце части 3 корпуса. В смонтированном состоянии соединительная втулка 23 коаксиально перекрывает цапфу 21, которая выступает вверх за соединительную втулку 23. В выступающей вверх за втулку 23 части цапфы 21 на последнюю коаксиально надета спиральная пружина 24, которая аксиально зафиксирована на цапфе 21 предохранительным кольцом 25. Спиральная пружина 24 аксиально опирается на верхний торцевой край соединительной втулки 23 в зоне зубчатого венца 19. Таким образом, спиральная пружина 24 давит на соединительную втулку 23 вниз, в результате чего торцевой зубчатый венец 20 прижимается к фиксатору 22, а соединительная втулка 23 фиксирована в своем положении. Цапфа 21 аксиально опирается на обращенную от фиксатора 22 сторону кольцевого фланца части 3 корпуса. Торцевой зубчатый венец 20 и ответный фиксатор 22 снабжены наклонами зубьев, ответными друг другу, таким образом, что втулка 23 при повышенном крутящем моменте может вращаться против сжимающего усилия спиральной пружины 24. За счет этого торцевой зубчатый венец 20 и фиксатор 22, т.е. их ответные друг другу зубцы, выходят из зацепления, в результате чего устраняется передающее сцепление между частью 3 корпуса и дождевальной головкой 2.
Пружинящий элемент 6 обладает такой жесткостью, что при надлежащем перемещении установочных колец 4, 5 описанная предохранительная муфта выключается, как только один из концевых упоров 10, 11 упрется в пружинящий элемент 6, так что дождевальная головка 2 будет вращаться вместе с перемещением соответствующего установочного кольца 4, 5. Таким образом, предел нагрузки, начиная с которого пружинящий элемент 6 изогнется, выше, чем предел нагрузки, начиная с которого описанная предохранительная муфта выходит из зацепления. Согласование пределов нагрузки достигается простым образом за счет соответствующего согласования выполнения спиральной пружины 24, с одной стороны, и выполнения и выбора материала пружинящего элемента 6, с другой стороны.