DE4419404C2 - Rotordüse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotordüse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Rotordüse ist aus der DE 41 29 026 C1 bekannt. Ferner ist aus der DE 39 02 478 C1 eine Rotordüse mit einem kegelförmigen Gehäuse bekannt, an dessen Innenumfang ein Zahnkranz angeformt ist, an dem sich ein Zahnrad des Läufers abwälzen kann. Durch die Wahl der Zähnezahlen kann die Umdre­ hungszahl des rotierenden Reinigungsstrahles voreingestellt werden.

Bei Rotordüsen dieser Art besteht in der Praxis nach wie vor der Wunsch, bei verhältnismäßig einfachem Aufbau die Möglich­ keit einer Drehzahlregulierung für den Läufer vorzusehen, so daß ein vielseitiger Einsatz für unterschiedlichste Reini­ gungszwecke der Rotordüse gegeben ist.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Rotordüse der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine einfache Anpassung der Drehzahl an die jeweils ge­ forderte Arbeitsbedingung bei einfachem und verschleißfreien Aufbau der Düse möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der durch die Erfindung erreichte Vorteil besteht zunächst darin, daß für die Drehzahlbeeinflussung ein getrenntes Ein­ satzteil vorgesehen ist, so daß sehr unterschiedliche Mög­ lichkeiten zur Drehzahlbeeinflussung durch Wahl des geeigne­ ten Einsatzteils möglich sind. Insbesondere besteht die Möglichkeit, unterschiedlich ausgebildete Einsatzteile vorzuse­ hen, die vom Anwender selbst dem jeweiligen Anwendungsfall entsprechend eingesetzt werden können. Um dabei einen einfa­ chen Austausch des Einsatzteils zu ermöglichen, ist dieses lös- und auswechselbar im Düsengehäuse angeordnet.

Da das Einsatzteil aus Kunststoff besteht, wird ein direkter metallischer Kontakt zwischen dem Läufer und dem Düsenkörper vermieden, der ansonsten regelmäßig zu erhöhten Verschleiß­ erscheinungen Anlaß gibt.

In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist die äußere Mantelfläche des Einsatzteils formschlüssig zur Innenwand des Düsengehäuses ausgebildet. Hierdurch erhält das Einsatz­ teil einen besonders guten Halt innerhalb des Düsengehäuses. Ferner können hierdurch keine Schmutzpartikel zwischen das Einsatzteil und das Düsengehäuse eintreten.

Die Bremsmittel können in besonders einfacher Ausgestaltung von zwischen sich Lamellen bildenden Schlitzausnehmungen gebildet sein, die zum Rand des Einsatzteils hin offen sind. Diese Schlitzausnehmungen bilden Kammern für das umströmende Wasser, die verlangsamend auf die Strömung des Wassers und somit auf den Läufer wirken. Die Schlitzausnehmungen können hierbei nach einer ersten Ausführungsform eine im wesentlichen rechteckige Gestalt aufweisen. Es besteht jedoch ebenso die Möglichkeit, daß die Schlitzausnehmungen eine im wesentlichen keilförmige, zum Rand des Einsatzteils hin sich verbreiternde Gestalt aufweisen. Bei dieser Ausführungsform besteht die Möglichkeit, durch besonders einfache Maßnahmen die Breite der Schlitzausnehmungen zu verändern und somit die Bremswirkung zu beeinflussen.

Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, daß die Bremsmittel von an der Innenfläche des Einsatzteils angeordneten Mulden oder Noppen gebildet sind, wobei der Läufer mit einer radial vorstehenden Lauffläche an den zwischen den Mulden gebildeten Stegen oder an den Noppen abläuft.

Ein besonders einfacher und kompakter Aufbau ergibt sich dann, wenn das Napflager im Einsatzteil angeordnet ist.

Weiter besteht die Möglichkeit, daß das Einsatzteil axial verstellbar ist und an seinem der Auslaßöffnung zugewandten Ende einen außenseitig zylindrischen Kragen aufweist, dessen Mantelfläche über Dichtungsmittel an der zylindrischen Innenfläche und dessen Stirnfläche einer Schulter des Düsengehäuses anliegt. Hierdurch besteht die Möglichkeit, das Einsatzteil axial im Düsengehäuse zu verstellen und über geeignete Maßnahmen die Wirkung der Bremsmittel zu beeinflussen. Hierzu ist im Rahmen der Erfindung zunächst weiter vorgesehen, daß das Düsengehäuse von einer Stellhülse umgeben ist, die innenseitig im Bereich der Auslaßöffnung einen mit einem Außengewinde versehenen, axial ausgerichteten Ringflansch aufweist, der in die stirnseitige Öffnung des Düsengehäuses eingeschraubt ist, wobei die Stirnseite des Ringflansches der ihr gegenüber stehenden Stirnseite des Einsatzteils anliegt. Hierdurch kann über die Stellhülse eine axiale Verschiebung des Einsatzteils vorgenommen werden.

Das Einsatzteil ist dabei zweckmäßigerweise so bemessen, daß der der Einlaßöffnung zugewandte Rand des zur Auslaßöffnung hin verstellten Einsatzteils etwa an den Rand des Ringraumes anschließt.

Eine vorteilhafte Möglichkeit zur Beeinflussung der Bremsmittel ist dadurch gekennzeichnet, daß an dem der Einlaßöffnung zugewandten Rand des Einsatzteils radial nach außen vorstehende Stellelemente vorgesehen sind, und daß der an das Einsatzteil angrenzende Rand des Ringraums eine Anlaufschräge für die Stellelemente bildet. Durch axiale Verstellung des Einsatzteils können die Lamellen über die der Anlaufschräge anliegenden Stellelemente radial einwärts verstellt werden, wodurch sich die Breite der Schlitzausnehmungen ändert.

Weiter sieht die Erfindung vor, daß auf der Seite der Einlaßöffnung im Düsenkörper ein Einlaßstutzen angeordnet ist, der an seinem dem Ringraum zugewandten Ende einen radial nach außen vorstehenden Ringflansch aufweist, der mit der Innenseite des Düsenkörpers einen Ringspalt und auf der dem Ringraum abgewandten Seite einen Sammelraum bildet, wobei der Einlaßstutzen wenigstens eine tangential und eine radial in den Sammelraum mündende Strömungsbohrung aufweist. Die radial in den Sammelraum mündende Strömungsbohrung bildet hierbei einen Bypass. Um eine Beeinflussung des Bypasses zu ermöglichen, ist der Einlaßstutzen zweckmäßigerweise in einem Hülsenteil diesem gegenüber drehbar angeordnet, und weist ferner das Hülsenteil an seiner dem Sammelraum zugewandten Stirnseite eine in axialer Richtung zurückspringende Schrägkante auf, die je nach Drehstellung des Hülsenteils die radiale Strömungsbohrung mehr oder weniger schließt.

Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Rotordüse im Querschnitt,

Fig. 2 bis 4 unterschiedlich gestaltete Einsatzteile.

Die in der Zeichnung dargestellte Rotordüse ist insbes. für ein mit Reinigungsflüssigkeit arbeitendes Hochdruckreinigungsgerät vorgesehen. Im einzelnen besteht die Rotordüse aus einem Düsengehäuse 1, dessen axial eines Ende mit einer Einlaßöffnung 2 und dessen axial anderes Ende mit einer Auslaßöffnung 3 für die Reinigungsflüssigkeit versehen ist.

Im Düsengehäuse 1 ist ein zur Achse des Düsengehäuses 1 geneigt angeordneter Läufer 4 vorgesehen, der außenseitig beispielsweise mit Lamellen 7, Schaufeln oder dergl. versehen ist, über die er drehangetrieben wird. Der Läufer 4 selbst weist eine von der Reinigungsflüssigkeit durchströmte Düse 5 auf, deren zur Auslaßöffnung 3 weisendes Ende schwenkbar in einem Napflager 6 abgestützt ist.

Im Düsengehäuse 1 ist weiter ein von der Reinigungsflüssigkeit mit tangentialer Geschwindigkeitskomponente durchströmter Ringraum 8 vorgesehen, in dem hinein der Läufer 4 mit seinen Lamellen 7 bzw. Turbinenschaufeln vorsteht.

Auf der der Auslaßöffnung 3 zugewandten Seite ist im Düsengehäuse 1 ein kelchförmiges Einsatzteil 9 angeordnet, dessen der Einlaßöffnung 2 zugewandter Rand 9.1 mit Bremsmitteln versehen ist, die einer Verlangsamung der Drehbewegung des Läufers 4 dienen. Die äußere Mantelfläche des Einsatzteils 9 ist formschlüssig zur Innenwand des Düsengehäuses 1 ausgebildet, wodurch ein spielfreier Halt des Einsatzteils 9 gegeben ist und außerdem Ablagerungen von Schmutzpartikeln zwischen dem Einsatzteil 9 und dem Düsengehäuse 1 vermieden werden.

Um je nach Anwendungsfall unterschiedliche Einsatzteile 9 verwenden zu können, ist das Einsatzteil 9 lös- und auswechselbar im Düsengehäuse 1 angeordnet.

Die Bremsmittel sind in besonders einfacher Ausgestaltung von zwischen sich Lamellen 10 bildenden Schlitzausnehmungen 11 gebildet, wie sich dies sowohl aus Fig. 1 als auch aus den Fig. 2 und 3 ergibt. Die Schlitzausnehmungen 11 sind dabei zum Rand 9.1 des Einsatzteils 9 hin offen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 weisen die Schlitzausnehmungen 11 eine im wesentlichen rechteckige Gestalt auf. In Fig. 2 haben die Schlitzausnehmungen 11 dagegen eine im wesentlichen keilförmige, sich zum Rand 9.1 des Einsatzteils 9 hin verbreiternde Gestalt.

Es besteht jedoch auch die in Fig. 4 angedeutete Möglichkeit, die Bremsmittel in Form von an der Innenfläche des Einsatzteils 9 angeordneten Mulden oder Noppen 12 auszubilden, wobei dann der Läufer 4 mit einer radial vorstehenden Lauffläche 13 an den zwischen den Mulden gebildeten Stegen bzw. an den Noppen 12 abläuft.

Das Napflager 6 ist jeweils im Einsatzteil 9 angeordnet, ist also somit gemeinsam mit dem Einsatzteil 9 austauschbar.

Das Einsatzteil 9 kann darüber hinaus axial im Düsengehäuse 1 verstellt werden. Dazu weist das Einsatzteil 9 zunächst an seinem der Auslaßöffnung 3 zugewandten Ende einen außenseitig zylindrischen Kragen 9.2 auf, dessen Mantelfläche über Dichtmittel 14, hier einen O-Ring, einer zylindrischen Innenfläche des Gehäuses 1 anliegt. Die Stirnfläche des Einsatzteils 6 stützt sich hierbei an einer Schulter des Düsengehäuses 1 ab.

Zur axialen Verstellung des Einsatzteils 9 ist das Düsengehäuse 1 von einer Stellhülse 15 umgeben, die innenseitig im Bereich der Auslaßöffnung 3 einen mit einem Außengewinde versehenen, axial ausgerichteten Ringflansch 16 aufweist. Dieser Ringflansch 16 ist in die stirnseitige Öffnung des Düsengehäuses 1 eingeschraubt. Die Stirnseite des Ringflansches 16 liegt der Stirnseite des Einsatzteils 9 an und ermöglicht dessen axiale Verstellung.

Der der Einlaßöffnung 2 zugewandte Rand des Einsatzteils 9 schließt etwa an den Rand des Ringraumes 8 an, wenn das Einsatzteil 9 in der in Fig. 1 dargestellten Lage zur Auslaßöffnung 3 hin verstellt ist.

Um die Breite der Schlitzausnehmungen 11 beeinflussen zu können, sind an dem der Einlaßöffnung 2 zugewandten Rand des Einsatzteils 9 radial nach außen vorstehende Stellelemente 9.3 vorgesehen. Weiter bildet der an das Einsatzteil 9 angrenzende Rand des Ringraumes 8 eine Anlaufschräge für die Stellelemente 9.3. Durch axiale Verstellung des Einsatzteils 9 gleiten die Stellelemente 9.3 an der Anlaufschräge ab und bewirken so eine radiale Verstellung der Lamellen 10. Hierdurch wird eine unterschiedlich starke Bremswirkung auf den Läufer 4 und damit eine Drehzahlbeeinflussung erreicht.

Auf der Seite der Einlaßöffnung 2 ist im Düsenkörper 1 ein Einlaßstutzen 17 angeordnet, der an seinem dem Ringraum 8 zugewandten Ende einen radial nach außen vorstehenden Ringflansch 18 aufweist. Der Ringflansch 18 bildet mit der Innenseite des Düsenkörpers 1 einen Ringspalt 19 und auf der dem Ringraum 8 abgewandten Seite einen Sammelraum 20 für die Reinigungsflüssigkeit. Weiter weist der Einlaßstutzen 17 wenigstens eine tangential 21 und eine radial 22 in den Sammelraum 20 mündende Strömungsbohrung. Die tangentiale Strömungsbohrung 21 sorgt hierbei für ein wirbelförmiges Umlaufen der Reinigungsflüssigkeit im Düsengehäuse 1. Die radiale Strömungsbohrung 22 bildet dagegen lediglich einen Bypass. Um den Strömungsanteil durch diesen Bypass beeinflussen zu können, ist der Einlaßstutzen 17 in einem Hülsenteil 23 angeordnet, das diesem gegenüber drehbar ist. Das Hülsenteil 23 weist auf seiner dem Sammelraum 20 zugewandten Stirnseite eine in axialer Richtung zurückspringende Schrägkante 24 in Form einer Schulter auf, die je nach Drehstellung des Hülsenteils 23 die radiale Strömungsbohrung 22 mehr oder weniger schließt.

Insbes. bei Anwendungen unter sehr hohen Drücken wird der Düsenkörper 1 und der Läufer 4 in der Regel aus Metall, insbes. aus Messing gefertigt. Hier ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, daß das Einsatzteil 9 aus Kunststoff besteht, da dann insbes. bei einem Einsatzteil 9 nach Fig. 4 sicher gestellt ist, daß keine Metallteile aneinander ablaufen, somit also mit geringeren Verschleißerscheinungen zu rechnen ist.

Claims (14)

1. Rotordüse, insbesondere für ein mit Reinigungsflüssig­ keit arbeitendes Hochdruckreinigungsgerät, mit einem strömungsführenden und den Arbeitsdruck der Reinigungsflüssigkeit aufnehmender Düsengehäuse (1), dessen eines axiales Ende mit einer Einlaß- (2) und dessen anderes axiales Ende mit einer Auslaßöffnung (3) für die Reinigungsflüssigkeit versehen ist, ferner mit einem im Düsengehäuse (1) zu dessen Achse geneigt angeordneten, drehangetriebenen Läufer (4), der eine von der Reinigungsflüssigkeit durchströmte Düse (5) aufweist, deren zur Auslaßöffnung (3) weisendes Ende schwenkbar in einem Napflager (6) abgestützt ist, sowie mit auf den Läufer (4) wirkenden Bremsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß im Düsengehäuse (1) lös- und auswechselbar ein kelchförmiges Einsatzteil (9) aus Kunststoff angeordnet ist, dessen der Einlaßöffnung (2) zugewandter Rand (9.1) mit den Bremsmitteln versehen ist.

2. Rotordüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Mantelfläche des Einsatzteils (9) form­ schlüssig zur Innenwand des Düsengehäuses (1) ausgebil­ det ist.

3. Rotordüse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsmittel von zwischen sich Lamellen (10) bildenden Schlitzausnehmungen (11) gebildet sind, die zum Rand (9.1) des Einsatzteils (9) hin offen sind.

4. Rotordüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzausnehmungen (11) eine im wesentlichen rechteckige Gestalt aufweisen.

5. Rotordüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzausnehmungen (11) eine im wesentlichen keilförmige, zum Rand (9.1) des Einsatzteils (9) hin sich verbreiternde Gestalt aufweisen.

6. Rotordüse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsmittel von an der Innenfläche des Einsatz­ teils (9) angeordneten Mulden oder Noppen (12) gebildet sind, wobei der Läufer (4) mit einer radial vorstehenden Lauffläche (13) an den zwischen den Mulden gebildeten Stegen oder an den Noppen (12) abläuft.

7. Rotordüse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Napflager (6) im Einsatzteil (9) angeordnet ist.

8. Rotordüse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzteil (9) axial verstellbar ist und an sei­ nem der Auslaßöffnung (3) zugewandten Ende einen außen­ seitig zylindrischen Kragen (9.2) aufweist, dessen Man­ telfläche über Dichtungsmittel (14) einer zylindrischen Innenfläche und dessen Stirnfläche einer Schulter des Düsengehäuses (1) anliegt.

9. Rotordüse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsengehäuse von einer Stellhülse (15) umgeben ist, die innenseitig im Bereich der Auslaßöffnung (3) einen mit einem Außengewinde versehenen, axial ausgerich­ teten Ringflansch (16) aufweist, der in die stirnseitige Öffnung des Düsengehäuses (1) eingeschraubt ist, wobei die Stirnseite des Ringflansches (16) der ihr gegenüber­ stehenden Stirnseite des Einsatzteils (9) anliegt.

10. Rotordüse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der der Einlaßöffnung (2) zugewandte Rand (9.1) des zur Auslaßöffnung (3) hin verstellten Einsatzteils (9) etwa an den Rand eines Ringraums (8) anschließt, der den Läufer (4) ganz oder teilweise umschließt.

11. Rotordüse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß an dem der Einlaßöffnung (2) zugewandten Rand (9.1) des Einsatzteils (9) radial nach außen vorstehende Stell­ elemente (9.3) vorgesehen sind, und daß der an das Ein­ satzteil (9) angrenzende Rand des Ringraums (8) eine An­ laufschräge für die Stellelemente (9.3) bildet.

12. Rotordüse nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Seite der Einlaßöffnung (2) im Düsenkörper (1) ein Einlaßstutzen (17) angeordnet ist, der an seinem dem Ringraum (8) zugewandten Ende einen radial nach außen vorstehenden Ringflansch (18) aufweist, der mit der Innenseite des Düsenkörpers (1) einen Ringspalt (19) und auf der dem Ringraum (8) abgewandten Seite einen Sammelraum (20) bildet, wobei der Einlaßstutzen (17) wenigstens eine tangential (21) und eine radial (22) in den Sammelraum (20) mündende Strömungsbohrung aufweist.

13. Rotordüse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßstutzen (17) in einem Hülsenteil (23) die­ sem gegenüber drehbar angeordnet ist, und daß das Hülsen­ teil (23) an seiner dem Sammelraum (20) zugewandten Stirnseite eine in axialer Richtung zurückspringende Schrägkante (24) aufweist, die je nach Drehstellung des Hülsenteils (23) die radiale Strömungsbohrung (22) mehr oder weniger schließt.

14. Rotordüse nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (1) und der Läufer (4) aus Metall, insbesondere aus Messing bestehen.