ФОРСУНОЧНАЯ ГОЛОВКА ДЛЯ УБОРОЧНОГО АППАРАТА
INJECTOR HEAD FOR CLEANING DEVICE

Изобретение относится к форсуночной головке для уборочного аппарата, прежде всего аппарата для очистки поверхностей, с впускным элементом, который имеет впускной канал для находящейся под давлением чистящей жидкости, и с держателем форсунок, на котором расположена по меньшей мере одна чистящая форсунка и который содержит питающий канал для подачи чистящей жидкости по меньшей мере к одной чистящей форсунке, причем держатель форсунок выполнен с возможностью вращения вокруг оси вращения относительно впускного элемента, а впускной канал через расположенный на его выходе первый муфтовый элемент и расположенный на входе питающего канала второй муфтовый элемент находится в гидродинамической связи с питающим каналом, и причем муфтовые элементы имеют обращенные друг к другу уплотнительные поверхности.
Такого рода форсуночная головка известна из выкладного описания DE 19711837 A1. С ее помощью находящаяся под давлением чистящая жидкость, например вода, может быть направлена для очистки на предмет, прежде всего на поверхность. Форсуночные головки такого рода применяются, например, в аппаратах для очистки поверхностей, в которых вращаемый держатель форсунок имеет по меньшей мере два несущих рычага, на которых держится по чистящей форсунке. Через вращающиеся вместе с держателем форсунок чистящие форсунки чистящая жидкость может наноситься на очищаемые поверхности.
Соединение впускного канала с питающим каналом происходит через расположенный на выходе впускного канала первый муфтовый элемент и расположенный на входе питающего канала второй муфтовый элемент. Оба муфтовых элемента имеют по уплотнительной поверхности. Уплотнительные поверхности обоих муфтовых элементов обращены друг к другу. Через оба муфтовых элемента может быть выполнено гидродинамическое соединение, причем питающий канал вместе с держателем форсунок может выполнять вращательное движение относительно впускного канала. Таким образом, оба муфтовых элемента в комбинации с впускным элементом и держателем форсунок образуют поворотный проход для чистящей жидкости.
Уплотнительные поверхности, как правило, подвергаются особо тонкой обработке, прежде всего полируются. Тогда значительные силы сцепления между уплотнительными поверхностями приводят к высокой герметичности в области между обоими муфтовыми элементами. Правда, оказалось, что силы сцепления противодействуют вращательному движению держателя форсунок. Поэтому для того, чтобы можно было привести во вращение держатель форсунок, во многих случаях необходимо прилагать значительные приводные силы.
Задачей настоящего изобретения является такого рода усовершенствование форсуночной головки названного вначале типа, чтобы держатель форсунок мог быть приведен во вращение с помощью малых приводных сил.
Согласно изобретению данная задача решена в форсуночной головке соответствующего родовому понятию типа посредством того, что уплотнительная поверхность по меньшей мере одного муфтового элемента имеет по меньшей мере одно углубление.
Посредством выполнения одного или нескольких углублений в уплотнительной поверхности по меньшей мере одного муфтового элемента действующие между обращенными друг к другу уплотнительными поверхностями силы сцепления могут быть снижены, не приводя к заметному нарушению уплотняющего эффекта. Вследствие меньших сил сцепления держатель форсунок может быть приведен во вращение меньшими приводными силами. Выполнение по меньшей мере одного углубления дает, кроме того, преимущество, заключающееся в том, что может быть достигнуто улучшенное смазывание уплотнительных поверхностей, так как расположенное в по меньшей мере одной уплотнительной поверхности углубление может принимать чистящую жидкость, которая снижает силы трения между уплотнительными поверхностями. Следовательно, гидродинамическое соединение между впускным каналом и питающим каналом является самосмазывающимся. Вследствие наличия по меньшей мере одного углубления выполняемая, как правило, плоской область уплотнительных поверхностей уменьшается, но, тем не менее, еще может быть достигнут высокий уплотняющий эффект, причем одновременно силы трения между вращающимися вокруг оси вращения относительно друг друга муфтовыми элементами значительно снижаются, и вследствие этого для того, чтобы привести во вращение держатель форсунок, необходимы лишь малые приводные силы.
Муфтовые элементы изготовлены, преимущественным образом, из очень износостойкого материала, прежде всего из керамического материала. В области уплотнительных поверхностей керамический материал может быть очень тонко отшлифован и отполирован и иметь значительную твердость.
Оба муфтовых элемента содержат по центральному проходному каналу, по которым чистящая жидкость может течь от впускного канала к питающему каналу. Является преимуществом, если по меньшей мере одно углубление связано с центральным проходным каналом. Например, углубление может пролегать, начиная от проходного канала, в обратном по отношению к оси вращения держателя форсунок направлении. Таким образом, по меньшей мере одно углубление примыкает к центральному проходному каналу и снабжается им чистящей жидкостью. Это конструктивно простым способом приводит к смазыванию, то есть к снижению трения и износа между обеими уплотнительными поверхностями.
Является выгодным, если по меньшей мере одно углубление простирается в радиальном направлении лишь по частичной области уплотнительной поверхности. При такого рода форме выполнения уплотнительная поверхность образует преимущественным образом в наружной в радиальном направлении области закрытую кольцевую поверхность, которая окружает центральный проходной канал, а также по меньшей мере одно углубление, так как углубление выгодным образом простирается не до наружной кромки уплотнительной поверхности. Это повышает уплотняющий эффект, так что в области между обоими муфтовыми элементами чистящая жидкость практически не может проникнуть наружу.
В предпочтительной форме выполнения по меньшей мере одно углубление образует канал, который наклонен к радиусам относительно оси вращения держателя форсунок. Прежде всего, выполненное в форме канала углубление может быть наклонено к направлению вращения держателя форсунок. По меньшей мере одно углубление, предпочтительно, выполнено по типу направляющей лопатки, которая при вращательном движении держателя форсунок принимает жидкость из центрального проходного канала муфтового элемента. Благодаря этому в области по меньшей мере одного углубления во время работы форсуночной головки достигается обмен жидкости. Через жидкость может отводиться тепло, так что уплотнительная поверхность охлаждается чистящей жидкостью. Благодаря этому можно противодействовать недопустимому нагреву уплотнительной поверхности, например, при высоких скоростях вращения держателя форсунок.
Предпочтительно, уплотнительная поверхность по меньшей мере одного муфтового элемента имеет несколько углублений.
Прежде всего, может быть предусмотрено, что уплотнительная поверхность по меньшей мере одного муфтового элемента предпочтительно имеет несколько углублений, которые расположены на одинаковом угловом расстоянии друг от друга.
Например, может быть предусмотрено, что на уплотнительной поверхности на одинаковых угловых расстояниях расположено по меньшей мере три углубления, преимущественным образом пять или семь углублений.
Относительно оси вращения держателя форсунок осевая протяженность по меньшей мере одного углубления составляет менее чем один миллиметр, прежде всего менее чем полмиллиметра, например 0,3 миллиметра. Вследствие этого преимущественным образом достигается принудительное смазывание без значительного нарушения уплотняющего эффекта.
Для того чтобы поддерживать силы трения между торцевыми поверхностями муфтовых элементов особенно малыми, является выгодным, чтобы уплотнительные поверхности обоих муфтовых элементов имели по меньшей мере по одному углублению.
Преимущественным образом, оба муфтовых элемента выполнены идентично. Это снижает затраты на изготовление муфтовых элементов и, кроме того, упрощает их сборку.
В предпочтительной форме выполнения первый муфтовый элемент удерживается на выходном участке впускного канала без возможности вращения и подвижно в осевом направлении. При такого рода установке действующее на первый муфтовый элемент в осевом направлении давление давит на первый муфтовый элемент в направлении уплотнительной поверхности второго муфтового элемента и благодаря этому усиливает уплотняющий эффект.
Предпочтительно, выходной участок впускного канала образует приемное гнездо, в которое выгодным образом с прокладыванием уплотнительного кольца, которое окружает муфтовый элемент в окружном направлении, является вводимым первый муфтовый элемент.
Для достижения соединения с впускным каналом без возможности вращения является преимуществом, если первый муфтовый элемент имеет по меньшей мере один фиксатор вращения, который выступает наружу из цилиндрической основной части первого муфтового элемента и погружен в выполненное в виде ответного приемное гнездо фиксатора вращения впускного канала.
В предпочтительной форме выполнения второй муфтовый элемент без возможности вращения и подвижно в осевом направлении удерживается на входном участке питающего канала.
Входной участок питающего канала предпочтительно образует приемное гнездо, в которое выгодным образом с прокладыванием уплотнительного кольца, которое окружает муфтовый элемент в окружном направлении, является вводимым второй муфтовый элемент.
Для достижения соединения с питающим каналом без возможности вращения является преимуществом, если второй муфтовый элемент имеет по меньшей мере один фиксатор вращения, который выступает наружу из цилиндрической основной части второго муфтового элемента и погружен в выполненное в виде ответного приемное гнездо фиксатора вращения питающего канала.
Для более подробного разъяснения служит приведенное ниже описание предпочтительной формы выполнения изобретения во взаимосвязи с чертежом. Показано на:
Фиг.1 схематический вид в разрезе на уборочный аппарат с форсуночной головкой согласно изобретению,
Фиг.2 увеличенный вид в разрезе на деталь А согласно фиг.1,
Фиг.3 вид в разрезе на муфтовый элемент форсуночной головки согласно фиг.1, и
Фиг.4 вид сверху на муфтовый элемент согласно фиг.3.
На фиг.1 схематически изображен уборочный аппарат 10, с помощью которого может быть очищена поверхность, преимущественным образом поверхность пола. Уборочный аппарат 10 содержит выполненный по типу кожуха корпус 12 с верхней стенкой 14, к наружной кромке которой по типу отбортовки примыкает наружная стенка 16. На расстоянии от наружной стенки 16 из верхней стенки 14 выступает вниз цилиндрическая окружная стенка 18, которая окружает очистную камеру 20. В области между наружной стенкой 16 и окружной стенкой 18 расположено несколько опорных колес, причем на фиг.1 являются различимыми первое опорное колесо 22 и второе опорное колесо 24. С помощью опорных колес уборочный аппарат 10 может перемещаться вдоль очищаемой поверхности.
На свободной кромке окружной стенки 18 расположена проходящая по периметру полоса 26 щетины, с помощью которой может быть предотвращено выступание чистящей жидкости из очистной камеры 20.
На верхней стенке 14 посредине держится соответствующая изобретению форсуночная головка 30, которая в увеличенном виде изображена на фиг.2. Она содержит выполненный по типу корпуса впускной элемент 32, который проходит через верхнюю стенку 14 и имеет обращенную к очистной камере 20 выемку 34. В выемку 34 погружен держатель 36 форсунок с полым валом 38. С помощью первого шарикоподшипника 40 и второго шарикоподшипника 42 полый вал 38 установлен в выемке 34 впускного элемента 32 с возможностью вращения вокруг направленной вертикально по отношению к верхней стенке 14 оси 44 вращения.
Полый вал 38 выступает из выемки 34 в направлении очистной камеры 20 и связан без возможности вращения с распределительным элементом 46 держателя 36 форсунок, который имеет два расположенных диаметрально напротив друг друга несущих рычага 48, 50. Несущие рычаги 48, 50 направлены перпендикулярно оси 44 вращения и на своих свободных концах несут по чистящей форсунке 52 или же 54. Полым валом 38 образуется первый участок 56 канала, а распределительным элементом 46 образуется разветвляющийся второй участок 58 канала питающего канала 60, через который чистящие форсунки 52, 54 могут быть обеспечены находящейся под давлением чистящей жидкостью. С помощью чистящих форсунок 52, 54 очищаемая поверхность в области, которая окружена полосой 26 щетины, может быть обрызгана чистящей жидкостью. Чистящими форсунками 52, 54 образуется направленная под наклоном вниз струя чистящей жидкости, которая при выходе из чистящих форсунок 52, 54 создает действующий на несущие рычаги 48, 50 момент вращения, и вследствие этого они вместе с полым валом 38 приводятся во вращение вокруг оси 44 вращения. Таким образом, отдача чистящей жидкости образует приводную силу для вращательного движения держателя 36 форсунок относительно впускного элемента 32.
Впускной элемент 32 содержит впускной канал 62, через который чистящая жидкость может подводиться к питающему каналу 60. Впускной канал 62 имеет направленный перпендикулярно оси 44 вращения входной участок, который через направленный под наклоном к оси 44 вращения переходной участок 66 переходит в направленный соосно с полым валом 38 и, следовательно, коллинеарно оси 44 вращения выходной участок 68. Во входной участок 64 погружен соединительный элемент 70, который окружен уплотнительным кольцом 72 и имеет проходной, направленный перпендикулярно оси 44 вращения продольный канал 74.
Впускной элемент 32 над верхней стенкой 14 охватывается выполненным в форме вилки подводящим элементом 76, в который погружен соединительный элемент 70 со своей выступающей из входного участка 64 впускного канала 32 областью и который содержит подводящую линию 78, которая через продольный канал 74 соединительного элемента 70 гидродинамически соединена с впускным каналом 62. Через подводящую линию 78 и продольный канал 74 во впускной канал 62 может подаваться находящаяся под давлением чистящая жидкость.
Выходной участок 68 впускного канала 62 образует приемное гнездо для первого муфтового элемента 80, который изготовлен из износостойкого материала, прежде всего из керамического материала, и имеет цилиндрическую основную часть 82, из которого радиально наружу выступает два расположенных диаметрально друг против друга фиксатора 84, 86 вращения. Выходной участок 68 впускного канала 62 имеет два выполненных в виде ответных по отношению к фиксаторам 84, 86 вращения приемных гнезда фиксаторов вращения, так что первый муфтовый элемент 80 может быть вставлен в осевом направлении в выходной участок 68, причем фиксаторы 84, 86 вращения принимаются приемными гнездами фиксаторов вращения, и вследствие этого первый муфтовый элемент 80 удерживается в выходном участке 68 без возможности вращения и подвижно в осевом направлении. В выходном участке 68 отформован кольцевой паз, который принимает уплотнительное кольцо 92, которое окружает первый муфтовый элемент 80 в окружном направлении. С обращенной к полому валу 38 стороны муфтовый элемент 80 имеет первую уплотнительную поверхность 94, которая подвергнута тонкой обработке, например отполирована.
Входной участок 95 полого вала 38 образует приемное гнездо для второго муфтового элемента 96, который по форме выполнен таким же образом, как первый муфтовый элемент 80. Он тоже изготовлен из износостойкого материала, прежде всего из керамического материала, и имеет цилиндрическую основную часть 98, из которой наружу радиально выступает два расположенных диаметрально напротив друг друга фиксатора 100, 102 вращения. Входной участок 95 полого вала 38 имеет два выполненных в качестве ответных по отношению к фиксаторам 100, 102 вращения приемных гнезда фиксаторов вращения. Второй муфтовый элемент 96 может быть вставлен в осевом направлении во входной участок 95, причем фиксаторы 100, 102 вращения принимаются приемными гнездами фиксаторов вращения и вследствие этого второй муфтовый элемент держится во входном участке 95 без возможности вращения и подвижно в осевом направлении. Входной участок 95 имеет кольцевой паз, в котором расположено уплотнительное кольцо 108, которое окружает второй муфтовый элемент 96 в окружном направлении. Второй муфтовый элемент 96 имеет вторую уплотнительную поверхность 110, которая обращена к первой уплотнительной поверхности 94 первого муфтового элемента 80 и подвергнута тонкой обработке.
Оба муфтовых элемента 80 и 96 выполнены идентично. Второй муфтовый элемент 96 изображен в увеличенном виде на фиг.3 и 4. Он так же, как и первый муфтовый элемент 80, имеет проходной канал 112, который простирается в продольном направлении сквозь муфтовый элемент. В области первой уплотнительной поверхности 94 так же, как и в области второй уплотнительной поверхности 110, расположено несколько выполненных в форме канала углублений 114, которые отходят от проходного канала 112 и простираются в радиальном направлении по частичной области соответствующей уплотнительной поверхности 94 или же 110. Углубления 114 окружены замкнутой кольцевой поверхностью 116 и по типу направляющих лопаток наклонены в направлении 118 вращения держателя 36 форсунок. Это становится особенно понятным из фиг.4.
Углубления 114 могут иметь, например, глубину, равную нескольким десятым долям миллиметра, например глубину 0,3 миллиметра. Длина углублений преимущественным образом значительно больше, чем их глубина, например углубления могут иметь длину 1 миллиметр. Предпочтительно, ширина углублений по меньшей мере в два раза больше, чем их глубина. Например, может быть предусмотрено, что ширина углублений составляет около 0,8 миллиметра.
К подводящему элементу 76 может быть подключено, например, распылительное копье, которое через напорный шланг связано с уборочным аппаратом высокого давления. Это дает возможность подавать на уборочный аппарат 10 находящуюся под давлением чистящую жидкость. Чистящая жидкость протекает через подводящую линию 78 подводящего элемента 76 и через продольный канал 74 соединительного элемента 70 поступает во впускной канал 62. После этого чистящая жидкость протекает через проходной канал 112 первого муфтового элемента 80, а также через проходной канал 112 второго муфтового элемента 96 и затем через питающий канал 60 подается на обе чистящие форсунки 52, 54. Чистящими форсунками 52, 54 чистящая жидкость направляется на очищаемые поверхности. Действующая на чистящие форсунки 53, 54 отдача действует как приводная сила на держатель 36 форсунок, который под действием отдачи приводится во вращение вокруг оси 44 вращения. Второй муфтовый элемент 96 вследствие его соединения без возможности вращения с полым валом 38 вращается вместе с держателем 36 форсунок вокруг оси 44 вращения, тогда как первый муфтовый элемент 80 вследствие его соединения без возможности вращения с неподвижным впускным элементом 32 вращательного движения не выполняет.
Между обеими уплотнительными поверхностями 94 и 110 действуют значительные силы сцепления, так что первый муфтовый элемент 80 своей уплотнительной поверхностью 94 с промежуточным слоем жидкостной пленки прилегает к уплотнительной поверхности 110 второго муфтового элемента 96. Посредством направленных наружу по типу направляющих лопаток выполненных в форме канала углублений 114 силы сцепления ослабляются настолько, что держатель 36 форсунок может приводиться во вращение даже под действием очень малых приводных сил, причем одновременно, тем не менее, обеспечивается, чтобы жидкость в области между обоими муфтовыми элементами 80, 96 практически не могла попасть наружу. Оба муфтовых элемента 80, 96 в комбинации с впускным элементом 32 и установленным в опорах с возможностью вращения держателем 36 форсунок образуют самосмазывающийся поворотный проход для находящейся под давлением жидкости, причем поворотный проход имеет лишь очень малые силы трения.