DE4433646C2 - Rotordüse, insbesondere für ein Hochdruckreinigungsgerät - Google Patents
Rotordüse, insbesondere für ein HochdruckreinigungsgerätInfo
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- DE4433646C2 DE4433646C2 DE4433646A DE4433646A DE4433646C2 DE 4433646 C2 DE4433646 C2 DE 4433646C2 DE 4433646 A DE4433646 A DE 4433646A DE 4433646 A DE4433646 A DE 4433646A DE 4433646 C2 DE4433646 C2 DE 4433646C2
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- B05B3/0463—Rotor nozzles, i.e. nozzles consisting of an element having an upstream part rotated by the liquid flow, and a downstream part connected to the apparatus by a universal joint
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Description
Die Erfindung betrifft eine Rotordüse, insbesondere für ein
Hochdruckreinigungsgerät, mit einem Düsengehäuse, das an sei
nem axial einen Ende eine Einlaßöffnung und am anderen Ende
eine Auslaßöffnung für die Reinigungsflüssigkeit aufweist,
sowie mit einem im Düsengehäuse gegenüber dessen Längsachse
geneigt angeordneten, von der Reinigungsflüssigkeit angetrie
benen und an der Gehäuseinnenwand sich abwälzenden Rotor,
der mit einer von der Reinigungsflüssigkeit durchströmten,
axial zum Rotor ausgerichteten Düse versehen ist, deren zur
Auslaßöffnung weisendes Ende in einem Napflager schwenkbar
abgestützt ist.
Bei einer aus der DE 39 02 478 C1 bekannten Rotordüse dieser
Art ist das einlaßseitige Ende des Rotors mit einem sich an
der Innenseite des Düsengehäuses abstützenden Lager verse
hen. Alternativ kann ein am Düsengehäuse angeordneter statio
närer Lagerring vorgesehen sein.
Bei einer anderen, aus der DE 40 13 446 C1 bekannten Rotor
düse der eingangs genannten Art ist der Rotor im Bereich sei
nes einlaßseitigen Endes mit einer Umfangsnut versehen, in
die ein O-Ring aus elastomerem Material eingesetzt ist. Die
Verwendung eines derartigen, in eine Umfangsnut des Rotors
eingesetzten Ringes ist auch bei der aus der DE 41 33 973 A1
bekannten Rotordüse vorgesehen.
Ziel der Erfindung ist es, eine Rotordüse der eingangs ge
nannten Art zu schaffen, bei der trotz verringerter Umlauf
geschwindigkeit des Rotors um die Längsachse der Rotordüse
die Geschwindigkeit der Eigenrotation des Düsenkörpers frei
wählbar ist.
Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der
Rotor mit zumindest einem radial nach außen vorstehenden,
auf dem Rotor drehbar gelagerten Wälzring versehen ist, der
an der Gehäuseinnenwand abläuft.
Während durch den Ablauf des Wälzrings an der Gehäuseinnen
wand Verformungsarbeit geleistet wird, um die Umlaufgeschwin
digkeit des Rotors um die Längsachse der Düse zu verringern,
wird durch die drehbare Lagerung des Wälzrings eine Entkopp
lung der sich im Betrieb ergebenden Eigenrotation des Düsen
körpers von der Umlaufrotation des Düsenkörpers in Anlage an
der Gehäuseinnenwand erreicht. Damit ergeben sich nicht nur
entscheidende Vorteile hinsichtlich der Vorgabe der Umlauf
geschwindigkeiten, insbesondere auch in der Startphase, son
dern auch wesentliche Vorteile hinsichtlich der Verschleiß
verringerung und der Betriebssicherheit.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rotor
düse zeichnet sich dadurch aus, daß der der Einlaßöffnung
zugewandte Bereich des Düsengehäuses als Wirbelkammer mit
radial mündenden Einlaßkanälen ausgebildet ist, daß der Ro
tor mit Antriebslamellen versehen ist und daß die Gehäuse
innenwand einen zylindrischen oder konischen Ringbereich auf
weist, an dem der Wälzring des Rotors abläuft, wobei der
Wälzring und/oder der Ringbereich elastisch verformbar ist.
Hierbei wird durch den Ablauf des Wälzringes an dem Ringbe
reich aufgrund der elastischen Ausbildung eines oder beider
dieser Teile Verformungsarbeit geleistet, wodurch die Umlauf
geschwindigkeit des Rotors um die Längsachse der Rotordüse
herabgesetzt wird.
Vorteilhafterweise ist der Ringbereich mit einer sich in
axialer Richtung erstreckenden Profilierung versehen. Dabei
kann der Ringbereich in zweckmäßiger Ausgestaltung von
gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordneten Rippen
oder Noppen gebildet sein.
Der Wälzring ist vorteilhafterweise als O-Ring ausgebildet.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung kann der Rotor zwei axial hintereinander und
koaxial zueinander angeordnete Wälzringe tragen, die beide
dem Ringbereich anliegen. Je nach Gestaltung des
Ringbereichs an der Gehäuseinnenwand können die Wälzringe
gleichen oder unterschiedlichen Durchmesser aufweisen.
Entscheidend ist dabei allein, daß das Verhältnis der
Ablaufwege der beiden Wälzringe an dem Ringbereich bei
einer Umdrehung des Rotors zu ihrem Durchmesser
unterschiedlich groß ist, so daß die hieraus
resultierenden, vergleichbar bei einem Fahrzeug mit starr
an der Achse gekoppelten Rädern auftretenden
Reibungseffekte zu einer Verminderung der Drehzahl des
Rotors führen.
Weiter sieht die Erfindung vor, daß der Wälzring von einer
Nut eines drehbar auf dem Rotor angeordneten Lagerrings
aufgenommen ist. Dann besteht weiter die vorteilhafte
Möglichkeit, daß der Lagerring zwischen einer am
einlaßseitigen Ende fest mit dem Rotor oder dem
Düsenkörper verbundenen, die Antriebslamellen tragenden
Antriebshülse und einer auf dem Rotor oder dem Düsenkörper
drehbaren und axial verschiebbaren Klemmhülse angeordnet
ist. Hierdurch kann bei entsprechender Dimensionierung der
Bauteile eine selbststätige Drehzahlregelung erreicht
werden, da die Klemmhülse infolge der Fliehkraft gegen den
Lagerring gedrückt wird, wodurch auf diesen und damit
mittelbar auch auf den Wälzring eine zusätzliche
Bremskraft ausgeübt wird.
Am einlaßseitigen Ende des Düsengehäuses ist in
vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung eine
Innenkonusfläche vorgesehen, der die mit der Einlaßöffnung
versehene Stirnseite des Rotors bei betriebsmäßigem
Zustand mit geringem Abstand gegenübersteht. Als günstig
hat sich hierbei herausgestellt, wenn der zwischen der
Stirnseite des Rotors und der Innenkonusfläche gebildete
Spalt zwischen 0,1 und 2 mm, vorzugsweise zwischen 0,2 und
1 mm breit ist. Durch diesen geringen Spalt wird eine
hinreichende Beruhigung des in den Düsenkörper
eintretenden, verwirbelten Wassers erreicht.
Die Innenkonusfläche weist zweckmäßigerweise einen zentral
vorstehenden Zapfen auf, durch den der Rotor auch ohne
Druckbeaufschlagung der Rotordüse in seiner gegen die
Längsachse geneigten Lage gehalten wird.
Schließlich ist im Rahmen der Erfindung noch vorgesehen,
daß das Napflager in einer axial gegen Federkraft, zur
Auslaßöffnung hin verstellbaren Lageraufnahme angeordnet
ist.
Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; die
einzige Figur zeigt eine Rotordüse nach der Erfindung.
Die in der Zeichnung wiedergegebene Rotordüse dient
insbesondere zur Verwendung in Verbindung mit einem
Hochdruckreinigungsgerät. Die Rotordüse besteht im
einzelnen aus einem zweigeteilten Gehäuse 1, dessen beide
Teile 1.1, 1.2 miteinander verschraubt und durch einen
O-Ring 2 gegenseitig abgedichtet sind. Das Düsengehäuse 1
ist an seinem axial einen Ende mit einer zentralen
Einlaßöffnung 3 und am anderen Ende mit einer
Auslaßöffnung 4 für die Reinigungsflüssigkeit versehen.
Auf der Seite der Auslaßöffnung 4 ist eine Gummikappe 5
auf das Düsengehäuse 1 aufgesetzt.
Im Inneren des Düsengehäuses 1 ist ein gegenüber dessen
Längsachse 6 geneigt angeordneter Rotor 7 vorgesehen, der
sich in drehangetriebenem Zustand an der Gehäuseinnenwand
abwälzt. Der Rotor 7 ist mit einer von der
Reinigungsflüssigkeit durchströmten, im wesentlichen axial
zum Rotor 7 ausgerichteten Düse 8 versehen. Das zur
Auslaßöffnung 4 weisende Ende der Düse 8 bzw. des
Düsenkörpers 8.1 ist in einem Napflager 9 schwenkbar
abgestützt.
Der der Einlaßöffnung 3 zugewandte Bereich des
Düsengehäuses 1 ist als Wirbelkammer 10 ausgebildet, in
die mehrere, mit der Einlaßöffnung 3 in Verbindung
stehende Einlaßkanäle 11 in radialer Richtung münden. Der
Rotor 7 ist im Bereich der Wirbelkammer 10 mit
Antriebslamellen 12 versehen. Weiter weist der Rotor 7
einen radial nach außen vorstehenden Wälzring 13 auf, der
an einem im Ausführungsbeispiel zylindrischen
Ringbereich 14 der Gehäuseinnenwand - der jedoch auch
konisch ausgebildet sein kann - abläuft. Dieser
Ringbereich 14 ist mit einer sich in axialer Richtung des
Düsengehäuses 1 erstreckenden Profilierung versehen, die
von gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordneten
Rippen gebildet ist. Der Wälzring 13 und/oder der
Ringbereich 14 sind dabei elastisch verformbar, so daß
beim Ablauf des Wälzrings 13 an dem Ringbereich eine die
Drehzahl des Rotors 7 vermindernde Verformungsarbeit
geleistet wird. Der Wälzring 13 ist, wie aus der Zeichnung
ersichtlich, als O-Ring ausgebildet.
Es besteht jedoch auch die in der Zeichnung nicht
dargestellte Möglichkeit, daß der Rotor 7 zwei axial
hintereinander und koaxial zueinander angeordnete
Wälzringe 13 trägt, die beide dem Ringbereich 14 anliegen.
Je nach Gestaltung des Ringbereichs 14 an der
Gehäuseinnenwand können die Wälzringe 13 gleichen oder
unterschiedlichen Durchmesser aufweisen. Entscheidend ist
dabei allein, daß das Verhältnis der Ablaufwege der beiden
Wälzringe 13 an dem Ringbereich 14 bei einer Umdrehung des
Rotor 7 zu ihrem Durchmesser unterschiedlich groß ist.
Dadurch treten Reibungseffekt auf, die vergleichbar zu
einem Fahrzeug mit starr an der Achse gekoppelten Rädern
sind und zu einer Verminderung der Drehzahl des Rotors 7
führen.
Dabei ist der Wälzring 13 von einer Nut eines drehbar auf
dem Rotor 7 angeordneten Lagerrings 20 aufgenommen. Der
Lagerring 20 selbst ist zwischen einer am einlaßseitigen
Ende fest mit dem Rotor 7 bzw. mit dem Düsenkörper 8.1
verbundenen Antriebshülse 15 und einer auf dem Rotor 7
bzw. auf dem Düsenkörper 8.1 drehbaren und axial
verschiebbaren Klemmhülse 16 angeordnet. Die
Antriebshülse 15 trägt dabei zugleich die
Antriebslamellen 12. Bei drehangetriebenem Rotor 7 wird
mit zunehmender Drehzahl infolge der Fliehkraft die
Klemmhülse 16 gegen den Lagerring 20 verstellt, wodurch
der Lagerring 20 und über ihn auch der Wälzring 13 eine
zusätzliche Reibungsarbeit verursachen, so daß eine
selbsttätige Drehzahlregelung erreicht wird.
Am einlaßseitigen Ende des Düsengehäuses 1 ist eine
Innenkonusfläche 17 vorgesehen, die an einem in die
Einlaßöffnung 3 vorstehenden Einsatzteil 18 angeordnet
ist. Die einlaßseitige Stirnfläche des Rotors 7 steht
dieser Innenkonusfläche 17 bei betriebsmäßigem Zustand mit
geringem Abstand gegenüber, wodurch erreicht wird, daß die
in diesem Bereich stark verwirbelte Reinigungsflüssigkeit
beruhigt in den Düsenkörper 8.1 eintritt. Der zwischen der
Stirnseite des Rotors 7 und der Innenkonusfläche 17
gebildete Spalt ist etwa zwischen 0,1 und 2 mm,
vorzugsweise zwischen 0,2 und 1 mm breit.
Die Innenkonusfläche 17 weist einen zentral vorstehenden
Zapfen 18 auf, der dafür sorgt, daß der Rotor 7 auch ohne
Druckbeaufschlagung des Düsengehäuses 1 in seiner
geneigten Stellung verbleibt.
Das Napflager 9 ist in einer axial gegen Federkraft zur
Auslaßöffnung 4 hin verstellbaren Lageraufnahme 19
angeordnet, wodurch die Düse 8 auch ohne
Druckbeaufschlagung des Düsengehäuses 1 stets dem
Napflager 9 anliegt. Auf diese Weise wird ein ruhiger und
damit verschleißfreier Anlauf des Rotors 7 bei
Druckbeaufschlagung sichergestellt.
Claims (13)
1. Rotordüse, insbesondere für ein Hochdruckreinigungsge
rät, mit einem Düsengehäuse (1), das an seinem axial ei
nen Ende eine Einlaßöffnung (3) und am anderen Ende eine
Auslaßöffnung (4) für die Reinigungsflüssigkeit auf
weist, sowie mit einem im Düsengehäuse (1) gegenüber des
sen Längsachse (6) geneigt angeordneten, von der Reini
gungsflüssigkeit angetriebenen und an der Gehäuseinnen
wand sich abwälzenden Rotor (7), der mit einer von der
Reinigungsflüssigkeit durchströmten, axial zum Rotor (7)
ausgerichteten Düse (8) versehen ist, deren zur Auslaß
öffnung (4) weisendes Ende in einem Napflager (9)
schwenkbar abgestützt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rotor mit zumindest einem radial nach außen vor
stehenden, auf dem Rotor (7) drehbar gelagerten Wälzring
(13) versehen ist, der an der Gehäuseinnenwand abläuft.
2. Rotordüse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der der Einlaßöffnung (3) zugewandte Bereich des Dü
sengehäuses (1) als Wirbelkammer (10) mit radial münden
den Einlaßkanälen (11) ausgebildet ist, daß der Rotor
(7) mit Antriebslamellen (12) versehen ist und daß die
Gehäuseinnenwand einen zylindrischen oder konischen Ring
bereich (14) aufweist, an dem der Wälzring (13) des Ro
tors (7) abläuft, wobei der Wälzring (13) und/oder der
Ringbereich (14) elastisch verformbar ist.
3. Rotordüse nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ringbereich mit einer sich in axialer Richtung
erstreckenden Profilierung versehen ist.
4. Rotordüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet
daß der Ringbereich (14) von gleichmäßig über den Umfang
verteilt angeordneten Rippen oder Noppen gebildet ist.
5. Rotordüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Wälzring (13) als O-Ring ausgebildet ist.
6. Rotordüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rotor (7) zwei axial hintereinander und koaxial
zueinander angeordnete Wälzringe (13) trägt, die beide
am Ringbereich (14) anliegen.
7. Rotordüse nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet
daß die Wälzringe (13) gleichen oder unterschiedlichen
Durchmesser aufweisen.
8. Rotordüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Wälzring (13) von einer Nut eines drehbar auf
dem Rotor (7) angeordneten Lagerrings (20) aufgenommen
ist.
9. Rotordüse nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet
daß der Lagerring (20) zwischen einer am einlaßseitigen
Ende fest mit dem Rotor (7) oder dem Düsenkörper (8.1)
verbundenen, die Antriebslamellen (12) tragenden
Antriebshülse (15) und einer auf dem Rotor (7) oder dem
Düsenkörper (8.1) drehbaren und axial verschiebbaren
Klemmhülse (16) angeordnet ist.
10. Rotordüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß am einlaßseitigen Ende des Düsengehäuses (1) eine
Innenkonusfläche (17) vorgesehen ist, der die mit der
Einlaßöffnung versehene Stirnseite des Rotors (7) im be
triebsmäßigen Zustand mit geringem Abstand gegenüber
steht.
11. Rotordüse nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zwischen der Stirnseite des Rotors (7) und der
Innenkonusfläche (17) gebildete Spalt zwischen 0,1 und 2
mm, vorzugsweise zwischen 0,2 und 1 mm breit ist.
12. Rotordüse nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet
daß die Innenkonusfläche (17) einen zentral vorstehenden
Zapfen (18) aufweist.
13. Rotordüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Napflager (9) in einer axial gegen Federkraft
zur Auslaßöffnung (4) hin verstellbaren Lageraufnahme
(19) angeordnet ist.
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