EP0798048A1 - Rotordüse, insbesondere für ein Hochdruckreinigungsgerät - Google Patents
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- B05B3/00—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements
- B05B3/02—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements
- B05B3/04—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements driven by the liquid or other fluent material discharged, e.g. the liquid actuating a motor before passing to the outlet
- B05B3/0409—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements driven by the liquid or other fluent material discharged, e.g. the liquid actuating a motor before passing to the outlet with moving, e.g. rotating, outlet elements
- 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
Definitions
- the invention relates to a rotor nozzle, in particular for a high-pressure cleaning device, with a housing which has an inlet and an outlet opening for a cleaning liquid, and with a rotatably driven rotor which is inclined in the housing with respect to its longitudinal axis and which rolls on the inner wall of the housing with a wobbling movement which is provided with a nozzle through which the cleaning liquid flows, at least substantially axially aligned to the rotor, the end of which is oriented towards the outlet and is essentially spherical segment-shaped and is supported in a cup bearing so as to be pivotable and sealing.
- Such a rotor nozzle is known, for example, from German published patent application DE 44 33 646 A1.
- a disadvantage of this known rotor nozzle is the fact that during operation of the rotor nozzle there is a strong surface pressure between the spherical segment-shaped nozzle end and the bearing area receiving this nozzle end. This causes the nozzle end to work into the bearing comparatively quickly, which leads to wear on the bearing arrangement and a shortened service life of the rotor nozzle.
- An object of the invention is to develop a rotor nozzle of the type mentioned at the outset in such a way that the wear which occurs can be reduced with at least the same good functionality.
- annular shoulder extending away from the longitudinal axis of the rotor is arranged adjacent to the spherical segment-shaped nozzle end, via which the nozzle can be supported on an annular bearing support surface extending away from the longitudinal axis of the housing.
- the inventive design of a rotor nozzle ensures that the major part of the supporting forces occurring between the nozzle and the bearing is transmitted from the annular shoulder of the nozzle to the bearing support surface.
- the result of this is that, in contrast to previously known embodiments, only small supporting forces occur between the spherical segment-shaped nozzle end and the bearing region receiving the spherical segment-shaped nozzle end with little surface pressure.
- the arrangement according to the invention makes it possible to design a rotor nozzle in such a way that the nozzle no longer disadvantageously incorporates into the bearing and at the same time a good functionality or sealing effect between the bearing and the nozzle is ensured.
- the bearing material or the material of the bearing support surface a lower hardness than the nozzle material or the material of the ring shoulder.
- the bearing or the bearing support surface can consist, for example, of plastic, in particular of amorphous plastic and preferably of PEEK material.
- the nozzle or the ring shoulder can be made of metal, in particular brass or steel.
- This preferred embodiment of the invention makes it possible to use brass nozzles instead of the previously used nozzles made of hardened material, which results in substantial cost savings.
- the provision of the named plastic bearing also results in cost savings, since such bearings are more economical to produce than ceramic bearings used in known devices.
- the use of hardened steel or ceramics, which is associated with high costs, is therefore no longer necessary in the context of the invention, since wear phenomena occurring on the bearing support surface due to the support of the ring shoulder are considerably reduced and consequently the use of extremely wear-resistant materials becomes superfluous.
- the spherical segment-shaped nozzle end and the bearing region receiving the spherical segment-shaped nozzle end are complementary to one another.
- the spherical segment-shaped nozzle end and the bearing area receiving this nozzle end are in flat contact with one another during the wobbling movement of the nozzle, as a result of which a sealing function between the nozzle and the bearing is brought about.
- the spherical segment-shaped nozzle end and the bearing area receiving the spherical segment-shaped nozzle end can be dimensioned in such a way through the manufacturing process that initially there is no direct contact between the annular shoulder and the bearing support surface.
- the intention in this case, but limited to a short period of time, to incorporate the nozzle into the bearing means that the shape of the bearing area receiving the spherical segment-shaped nozzle end is adapted exactly to the nozzle end, thereby achieving a particularly good and reliable sealing function between the nozzle and the bearing can be.
- Fig. 1 shows a rotor nozzle 1 with a housing 2, which has an inlet opening 3 and at its axially opposite end an outlet opening 4 for a cleaning liquid.
- a rotor 6 is arranged in the housing 2, which is preferably essentially rotationally symmetrical about its longitudinal axis 5 and is likewise rotationally symmetrical with respect to its longitudinal axis 7.
- the longitudinal axis 7 of the The rotor 6 is inclined by an angle ⁇ with respect to the longitudinal axis 5 of the housing 2.
- the rotor 6 has at its end facing the outlet opening 4 a nozzle 8 which is at least substantially axially aligned with the rotor and can exit the cleaning liquid from the rotor 6 under pressure.
- the nozzle 8 is provided with a nozzle end 9 which essentially has the shape of a hemisphere and which is supported in a cup bearing 10 in a sealing and pivotable manner.
- the rotor 6 rolls with a wobbling movement on the rolling surface 11 which runs obliquely to the longitudinal axis 5 of the housing 2, as a result of which a specific spray pattern can be achieved during a spraying operation carried out with the rotor nozzle 1 shown.
- FIG. 2 shows a detailed view of the corresponding area of the arrangement according to FIG.
- An annular shoulder 12 is provided adjacent to the hemispherical nozzle end 9 and forms a support surface which extends essentially perpendicularly from the longitudinal axis 7 of the rotor 6.
- the annular shoulder 12 directly adjoins the hemispherical nozzle end 9.
- the cup bearing 10 is provided with an annular bearing support surface 13, via which the nozzle 6 with its annular shoulder 12 can be supported on the cup bearing 10 during the rotation or tumbling movement.
- the bearing support surface 13 borders directly on the bearing region 14 receiving the spherical segment-shaped nozzle end.
- the bearing support surface 13 does not run perpendicular to the longitudinal axis 5 of the housing 2, which is not shown in FIG. 2, but the bearing support surface 13 is oriented inclined to a line running perpendicular to the housing longitudinal axis 5.
- the inclination corresponds to the angle ⁇ by which the longitudinal axis 7 of the rotor 6 is inclined relative to the longitudinal axis 5 of the housing 2. This ensures that there is a linear contact between the annular shoulder 12 and the bearing support surface 13 after incorporation of the nozzle end 9 into the cup bearing 10, which ensures minimized wear.
- the invention is not limited to the exemplary embodiment shown; a large number of other embodiments can be implemented.
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Abstract
Rotordüse, insbesondere für ein Hochdruckreinigungsgerät, mit einem Gehäuse, das eine Einlaß- und eine Auslaßöffnung für eine Reinigungsflüssigkeit aufweist, sowie mit einem im Gehäuse gegenüber dessen Längsachse (5) geneigt angeordneten, drehangetriebenen und sich unter Ausführung einer Taumelbewegung an der Gehäuseinnenwand abwälzenden Rotor (6), der mit einer von der Reinigungsflüssigkeit durchströmten, zumindest im wesentlichen axial zum Rotor (6) ausgerichteten Düse versehen ist, deren zur Auslaßöffnung weisendes, im wesentlichen kugelsegmentförmig ausgebildetetes Ende (9) in einem Napflager (10) dichtend und schwenkbar abgestützt ist, bei dem benachbart dem kugelsegmentförmigen Düsenende (9) eine sich von der Rotorlängsachse (7) weg erstreckende Ringschulter (12) angeordnet ist, über welche die Düse an einer ringförmigen, sich von der Gehäuselängsachse weg erstreckenden Lagerstützfläche (13) abstützbar ist. <IMAGE>
Description
- Die Erfindung betrifft eine Rotordüse, insbesondere für ein Hochdruckreinigungsgerät, mit einem Gehäuse, das eine Einlaß- und eine Auslaßöffnung für eine Reinigungsflüssigkeit aufweist, sowie mit einem im Gehäuse gegenüber dessen Längsachse geneigt angeordneten, drehangetriebenen und sich unter Ausführung einer Taumelbewegung an der Gehäuseinnenwand abwälzenden Rotor, der mit einer von der Reinigungsflüssigkeit durchströmten, zumindest im wesentlichen axial zum Rotor ausgerichteten Düse versehen ist, deren zur Auslaßöffnung weisendes, im wesentlichen kugelsegmentförmig ausgebildetetes Ende in einem Napflager dichtend und schwenkbar abgestützt ist.
- Eine derartige Rotordüse ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 44 33 646 A1 bekannt. Nachteilig an dieser bekannten Rotordüse ist die Tatsache, daß beim Betrieb der Rotordüse eine starke Flächenpressung zwischen dem kugelsegmentförmigen Düsenende und dem dieses Düsenende aufnehmenden Lagerbereich auftritt. Hierdurch wird bewirkt, daß sich das Düsenende vergleichsweise schnell in das Lager einarbeitet, was zum Verschleiß der Lageranordnung und einer verkürzten Lebensdauer der Rotordüse führt.
- Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Rotordüse der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß der auftretende Verschleiß bei zumindest gleichbleibend guter Funktionalität verringert werden kann.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß benachbart dem kugelsegmentförmigen Düsenende eine sich von der Rotorlängsachse weg erstreckende Ringschulter angeordnet ist, über welche die Düse an einer ringförmigen, sich von der Gehäuselängsachse weg erstreckenden Lagerstützfläche abstützbar ist.
- Durch die erfindungsgemäße Ausbildung einer Rotordüse wird erreicht, daß der überwiegende Teil der zwischen Düse und Lager auftretenden Stützkräfte von der Ringschulter der Düse auf die Lagerstützfläche übertragen wird. Dies hat zur Folge, daß im Gegensatz zu bisher bekannten Ausführungsformen zwischen dem kugelsegmentförmigen Düsenende und dem das kugelsegmentförmige Düsenende aufnehmenden Lagerbereich bei geringer Flächenpressung nur noch kleine Stützkräfte auftreten. Durch die Verringerung der Stützkräfte in diesem Bereich und die Verlagerung der Stützkräfte in den Bereich von Ringschulter und Lagerstützfläche wird erfindungsgemäß erreicht, daß nur geringe Abnutzungserscheinungen zwischen Lager und Düse auftreten und zugleich im wesentlichen gleichbleibende Reib- bzw. Stützkräfte zwischen dem kugelsegmentförmigen Düsenende und dem dieses Düsenende aufnehmenden Lagerbereich gewährleistet werden können. Diese gleichbleibenden Reib- bzw. Stützkräfte führen zu einer ebenfalls gleichbleibenden und zuverlässigen Abdichtung zwischen Düse und Lager.
- Somit wird es durch die erfindungsgemäße Anordnung möglich, eine Rotordüse derart auszubilden, daß sich die Düse nicht mehr auf nachteilige Weise in das Lager einarbeitet und zugleich eine gute Funktionalität bzw. Dichtwirkung zwischen Lager und Düse sichergestellt ist.
- Vorteilhaft ist an der erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Rotordüse weiterhin, daß die neben der gewünschten Taumelbewegung auftretende unerwünschte Eigenrotation der Düse um ihre eigene Achse aufgrund der zwischen Ringschulter und Lagerstützfläche auftretenden Reibkräfte verringert wird.
- Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Lagermaterial bzw. das Material der Lagerstützfläche eine geringere Härte auf als das Düsenmaterial bzw. das Material der Ringschulter. Hierbei kann das Lager bzw. die Lagerstützfläche beispielsweise aus Kunststoff, insbesondere aus amorphem Kunststoff und vorzugsweise aus PEEK-Material bestehen. Die Düse bzw. die Ringschulter kann aus Metall, insbesondere aus Messing oder Stahl gefertigt werden.
- Durch diese bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird es möglich, anstelle der bisher verwendeten Düsen aus gehärtetem Material Messingdüsen einzusetzen, wodurch sich eine wesentliche Kostenersparnis ergibt. Auch die Vorsehung des genannten Kunststofflagers erbringt eine Kostenersparnis, da derartige Lager wirtschaftlicher herstellbar sind als bei bekannten Vorrichtungen verwendete Keramiklager. Die mit hohen Kosten verbundene Verwendung von gehärtetem Stahl oder Keramik ist im Rahmen der Erfindung also nicht mehr nötig, da aufgrund der Abstützung der Ringschulter an der Lagerstützfläche auftretende Abnutzungserscheinungen erheblich vermindert werden und demzufolge der Einsatz von extrem verschleißfesten Materialien überflüssig wird.
- Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind das kugelsegmentförmige Düsenende und der das kugelsegmentförmige Düsenende aufnehmende Lagerbereich komplementär zueinander ausgebildet. Das kugelsegmentförmige Düsenende und der dieses Düsenende aufnehmende Lagerbereich stehen dabei während der Taumelbewegung der Düse flächig miteinander in Kontakt, wodurch eine Dichtfunktion zwischen Düse und Lager bewirkt wird.
- Das kugelsegmentförmige Düsenende und der das kugelsegmentförmige Düsenende aufnehmende Lagerbereich können durch den Herstellungsprozeß derart dimensioniert sein, daß zunächst kein direkter Kontakt zwischen Ringschulter und Lagerstützfläche besteht. Bei dieser Ausführungsform arbeitet sich das kugelsegmentförmige Düsenende bei der ersten Inbetriebnahme beispielsweise innerhalb eines Zeitraums von 5 bis 10 Minuten in das Lager so weit ein, bis ein Kontakt zwischen Ringschulter und Lagerstützfläche auftritt. Durch das in diesem Fall gewollte, jedoch auf einen kurzen Zeitraum begrenzte Einarbeiten der Düse in das Lager wird erreicht, daß die Form des das kugelsegmentförmige Düsenende aufnehmenden Lagerbereichs exakt an das Düsenende angepaßt ist, wodurch eine besonders gute und zuverlässige Dichtfunktion zwischen Düse und Lager erzielt werden kann.
- Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben; in diesen zeigen:
- Fig. 1
- einen entlang der Längsachse des Gehäuses verlaufenden Schnitt durch eine erfindungsgemäße Rotordüse, und
- Fig. 2
- eine Detailansicht der in Kontakt mit einem Napflager stehenden Düse gemäß Fig. 1.
- Fig. 1 zeigt eine Rotordüse 1 mit einem Gehäuse 2, welches eine Einlaßöffnung 3 und an seinem axial entgegengesetzten Ende eine Auslaßöffnung 4 für eine Reinigungsflüssigkeit aufweist.
- In dem vorzugsweise im wesentlichen rotationssymmetrisch um seine Längsachse 5 ausgebildeten Gehäuse 2 ist ein Rotor 6 angeordnet, welcher bezüglich seiner Längsachse 7 ebenfalls rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Die Längsachse 7 des Rotors 6 ist gegenüber der Längsachse 5 des Gehäuses 2 um einen Winkel α geneigt.
- Der Rotor 6 weist an seinem der Auslaßöffnung 4 zugewandten Ende eine Düse 8 auf, welche zumindest im wesentlichen axial zum Rotor ausgerichtet ist und aus der Reinigungsflüssigkeit aus dem Rotor 6 unter Druck austreten kann.
- Die Düse 8 ist mit einem im wesentlichen die Form einer Halbkugel aufweisenden Düsenende 9 versehen, welches in einem Napflager 10 dichtend und schwenkbar abgestützt ist.
- Beim Betrieb der in Fig. 1 dargestellten Anordnung wälzt sich der Rotor 6 unter Ausführung einer Taumelbewegung an der schräg zur Längsachse 5 des Gehäuses 2 verlaufenden Wälzfläche 11 ab, wodurch während eines mit der dargestellten Rotordüse 1 ausgeführten Spritzvorgangs ein bestimmtes Spritzmuster erzielt werden kann.
- Die exakte Ausbildung des der Auslaßöffnung 4 zugewandten Endes des Rotors 6 und des ihm zugeordneten Napflagers 10 ist besonders gut aus Fig. 2 ersichtlich, die eine Detailansicht des entsprechenden Bereichs der Anordnung gemäß Fig.1 zeigt.
- Die Bezugszeichen in Fig. 2 sind entsprechend den Bezugszeichen von Fig. 1 gewählt.
- Benachbart zum halbkugelförmigen Düsenende 9 ist eine Ringschulter 12 vorgesehen, welche eine Stützfläche bildet, die sich im wesentlichen senkrecht von der Längsachse 7 des Rotors 6 weg erstreckt. Die Ringschulter 12 grenzt dabei direkt an das halbkugelförmige Düsenende 9 an.
- Gegenüber der Ringschulter 12 ist das Napflager 10 mit einer ringförmigen Lagerstützfläche 13 versehen, über welche die Düse 6 mit ihrer Ringschulter 12 während der Rotation bzw. Taumelbewegung am Napflager 10 abstützbar ist.
- Die Lagerstützfläche 13 grenzt bei der dargestellten Ausführungsform unmittelbar an den das kugelsegmentförmige Düsenende aufnehmenden Lagerbereich 14 an.
- In der in Fig.2 dargestellten Betriebsstellung besteht zwischen der Ringschulter 12 und der Lagerstützfläche 13 ein geringer Spalt 15, so daß bei Inbetriebnahme der Vorrichtung kein direkter Kontakt zwischen Ringschulter 12 und Lagerstützfläche 13 auftritt. Dies führt in der bereits beschriebenen Weise dazu, daß sich das Düsenende 9 bei Inbetriebnahme der Vorrichtung in das Napflager 10 so weit einarbeitet, bis Ringschulter 12 und Lagerstützfläche 13 miteinander in Kontakt treten. Auf diese Weise wird eine exakte Anpassung des das kugelsegmentförmige Düsenende 9 aufnehmenden Lagerbereichs 14 an das Düsenende 9 erreicht, was zu einer besonders guten Dichtwirkung zwischen Rotor 6 und Napflager 10 führt.
- Die Lagerstützfläche 13 verläuft nicht senkrecht zur Längsachse 5 des in Fig. 2 nicht dargestellten Gehäuses 2, sondern die Lagerstützfläche 13 ist zu einer zur Gehäuselängsachse 5 senkrecht verlaufenden Linie geneigt ausgerichtet. Die Neigung entspricht hierbei dem Winkel α, um den die Längsachse 7 des Rotors 6 gegenüber der Längsachse 5 des Gehäuses 2 geneigt ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß zwischen der Ringschulter 12 und der Lagerstützfläche 13 nach der Einarbeitung des Düsenendes 9 in das Napflager 10 ein linienförmiger Kontakt besteht, welcher einen minimierten Verschleiß sicherstellt.
- Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, es lassen sich eine Vielzahl von anderen Ausführungsformen realisieren.
-
- 1
- Rotordüse
- 2
- Gehäuse
- 3
- Einlaßöffnung
- 4
- Auslaßöffnung
- 5
- Längsachse
- 6
- Rotor
- 7
- Längsachse
- 8
- Düse
- 9
- Düsenende
- 10
- Napflager
- 11
- Wälzfläche
- 12
- Ringschulter
- 13
- Lagerstützfläche
- 14
- Lagerbereich
- 15
- Spalt
Claims (11)
- Rotordüse (1), insbesondere für ein Hochdruckreinigungsgerät, mit einem Gehäuse (2), das eine Einlaß (3)- und eine Auslaßöffnung (4) für eine Reinigungsflüssigkeit aufweist, sowie mit einem im Gehäuse (2) gegenüber dessen Längsachse (5) geneigt angeordneten, drehangetriebenen und sich unter Ausführung einer Taumelbewegung an der Gehäuseinnenwand (11) abwälzenden Rotor (6), der mit einer von der Reinigungsflüssigkeit durchströmten, zumindest im wesentlichen axial zum Rotor (6) ausgerichteten Düse versehen ist, deren zur Auslaßöffnung (4) weisendes, im wesentlichen kugelsegmentförmig ausgebildetetes Ende (9) in einem Napflager (10) dichtend und schwenkbar abgestützt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß benachbart dem kugelsegmentförmigen Düsenende (9) eine sich von der Rotorlängsachse (7) weg erstreckende Ringschulter (12) angeordnet ist, über welche die Düse an einer ringförmigen, sich von der Gehäuselängsachse (2) weg erstreckenden Lagerstützfläche (13) abstützbar ist. - Rotordüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagermaterial bzw. das Material der Lagerstützfläche (13) eine geringere Härte als das Düsenmaterial bzw. als das Material der Ringschulter (12) aufweist.
- Rotordüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (10) bzw. die Lagerstützfläche (13) aus Kunststoff, insbesondere aus amorphem Kunststoff und vorzugsweise aus PEEK-Material besteht.
- Rotordüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse bzw. die Ringschulter (12) aus Metall, insbesondere aus Messing oder Stahl besteht.
- Rotordüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das kugelsegmentförmige Düsenende (9) und der das kugelsegmentförmige Düsenende (9) aufnehmende Lagerbereich (14) komplementär zueinander ausgebildet sind und in Ausübung einer Dichtfunktion flächig miteinander in Kontakt stehen.
- Rotordüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das kugelsegmentförmige Düsenende (9) und der das kugelsegmentförmige Düsenende (9) aufnehmende Lagerbereich (14) durch den Herstellungsprozeß derart dimensioniert sind, daß zunächst kein direkter Kontakt zwischen Ringschulter (12) und Lagerstützfläche (13) besteht.
- Rotordüse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer Einlaufzeit ein linienförmiger und direkter Kontakt zwischen Ringschulter (12) und Lagerstützfläche (13) besteht.
- Rotordüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ringschulter (12) zumindest im wesentlichen senkrecht zur Rotorlängsachse (7) erstreckt.
- Rotordüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerstützfläche (13) geneigt zu einer zur Gehäuselängsachse (5) senkrecht verlaufenden Linie ausgerichtet ist.
- Rotordüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringschulter (12) unmittelbar an das kugelsegmentförmige Düsenende (9) angrenzt.
- Rotordüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerstützfläche (13) unmittelbar an den das kugelsegmentförmige Düsenende (9) aufnehmenden Lagerbereich (14) angrenzt.
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