DE10120296A1

DE10120296A1 - Rotordüse

Info

Publication number: DE10120296A1
Application number: DE2001120296
Authority: DE
Inventors: Anton Jaeger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-04-25
Filing date: 2001-04-25
Publication date: 2002-10-31

Abstract

Eine Rotordüse mit einem Düsengehäuse, das an seinem axial einen Ende eine Einlaßöffnung und am anderen Ende zumindest eine Auslaßöffnung für Flüssigkeit aufweist, sowie mit einem in einem Rotorraum des Düsengehäuses gegenüber dessen Längsachse geneigt angeordneten, während eines Rotationsbetriebs drehangetriebenen Rotor, der an seinem zur Auslaßöffnung weisenden Ende mit einer in einem Napflager abgestützten Düse versehen ist und am gegenüberliegenden Ende eine Zuströmöffnung aufweist, zeichnet sich dadurch aus, daß das Düsengehäuse zusätzlich zu dem Rotorraum wenigstens einen Nebenauslaß aufweist und mit einem Verteilerorgan für einströmende Flüssigkeit versehen ist, wobei das Düsengehäuse und das Verteilerorgan zum wahlweisen Einstellen unterschiedlicher Betriebsarten, in denen das Verteilerorgan über einen Anschlußabschnitt an einen Einlaßabschnitt entweder des Rotorraumes oder des Nebenauslasses angeschlossen ist, relativ zueinander verdrehbar sind, und wobei das Verteilerorgan einen zumindest im Bereich des Anschlußabschnitts in axialer Richtung verlaufenden Austrittskanal aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotordüse mit einem Düsengehäuse, das an seinem axial einen Ende eine Einlaßöffnung und am anderen Ende zu mindest eine Auslaßöffnung für Flüssigkeit aufweist, sowie mit einem in einem Rotorraum des Düsengehäuses gegenüber dessen Längsachse ge neigt angeordneten, während eines Rotationsbetriebs drehangetriebenen Rotor, der an seinem zur Auslaßöffnung weisenden Ende mit einer in ei nem Napflager abgestützten Düse versehen ist und am gegenüberliegen den Ende eine Zuströmöffnung aufweist.

Derartige Rotordüsen sind grundsätzlich bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rotordüse der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß sie bei einfacher Bedienbarkeit und zuverlässi ger Funktionsweise möglichst vielseitig einsetzbar ist, und die insbesonde re auf möglichst einfache Weise herstellbar sein soll.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch, daß das Düsengehäuse zu sätzlich zu dem Rotorraum wenigstens einen Nebenauslaß aufweist und mit einem Verteilerorgan für einströmende Flüssigkeit versehen ist, wobei das Düsengehäuse und das Verteilerorgan zum wahlweisen Einstellen unterschiedlicher Betriebsarten, in denen das Verteilerorgan über einen Anschlußabschnitt an einen Einlaßabschnitt entweder des Rotorraumes oder des Nebenauslasses angeschlossen ist, relativ zueinander verdrehbar sind, und wobei das Verteilerorgan einen zumindest im Bereich des An schlußabschnitts in axialer Richtung verlaufenden Austrittskanal auf weist.

Erfindungsgemäß kann der Benutzer einfach durch Verdrehen des Dü sengehäuses relativ zum Verteilerorgan unterschiedliche Betriebsarten einstellen, in denen die in das Verteilerorgan einströmende Flüssigkeit entweder über den im Rotorraum angeordneten Rotor oder über den Ne benauslaß ausgestoßen wird. Gemäß der Erfindung ist es möglich, mehre re Nebenauslässe vorzusehen, wodurch eine besonders vielseitig einsetz bare Rotordüse geschaffen wird.

Durch das erfindungsgemäße Vorsehen des axialen Austrittskanals im Verteilerorgan brauchen weder im Verteilerorgan noch im Düsengehäuse Querkanäle oder Bypasskanäle ausgebildet zu werden. Die Flüssigkeit kann über den Austrittskanal in jeder einer Betriebsart entsprechenden Betriebsdrehstellung in den jeweiligen Einlaßabschnitt direkt und zumin dest im wesentlichen umlenkungsfrei einströmen.

Das Vorsehen eines axialen Austrittskanals erleichtert in vorteilhafter Weise die Herstellung des Verteilerorgans, und zwar insbesondere hin sichtlich einer einfachen Entformbarkeit, wenn das Verteilerorgan im Spritzgußverfahren hergestellt wird.

Vorzugsweise sind bei der erfindungsgemäßen Rotordüse auch der Rotor raum und der Nebenauslaß als sich in axialer Richtung erstreckende oder aus axialen Abschnitten bestehende Hohlräume im Düsengehäuse vorgesehen. Bevorzugt erstrecken sich alle im Verteilerorgan und im Düsenge häuse ausgebildeten Hohlräume parallel zur Entformungsrichtung, so daß die Bauteile der Rotordüse auf einfache Weise in einem Spritzgußverfah ren hergestellt werden können.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung schlägt vor, daß ein Ein strömraum und der Austrittskanal des Verteilerorgans einander radial überlappend ineinander übergehen.

Hierdurch sind innerhalb des Verteilerorgans keine Querkanäle oder Bypasskanäle erforderlich, um die in das Verteilerorgan einströmende Flüssigkeit in den Austrittskanal gelangen zu lassen. Es kann auf diese Weise ein zumindest im wesentlichen durchgehender axialer Strömungs weg für die Flüssigkeit im Verteilerorgan realisiert werden, wodurch sich außerdem eine besonders einfache Herstellbarkeit der Rotordüse ergibt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Austrittskanal bezüglich einer Mittelachse außermittig angeordnet. Die Anordnung des Einlaßabschnittes des Rotorraumes und des Einlaßab schnittes des Nebenauslasses erfolgt bevorzugt auf einem Kreis um die Mittelachse, dessen Radius gleich dem radialen Abstand des Austrittska nals von der Mittelachse ist. Hierbei können durch Verdrehen des Düsen gehäuses relativ zum Verteilerorgan die Einlaßabschnitte gezielt angesteu ert werden, wobei aufgrund des axialen Austrittskanals im Verteilerorgan in jeder Betriebsdrehstellung eine axiale Strömungsverbindung zwischen dem Verteilerorgan und dem jeweiligen Einlaßabschnitt vorhanden ist, so daß die Flüssigkeit beim Übergang vom Verteilerorgan in den jeweiligen Einlaßabschnitt keine Richtungsänderung erfährt.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung schlägt vor, daß bei jeder eingestellten Betriebsart die Strömungsverbindung zwischen dem Verteilerorgan und dem jeweiligen Einlaßabschnitt im Bereich des Aus trittskanals abgedichtet ist. Die Abdichtung erfolgt hierbei also am jeweils ausgewählten Einlaßabschnitt, der auf diese Weise strömungstechnisch von dem oder den anderen Einlaßabschnitten getrennt ist, in die keine Flüssigkeit gelangen kann.

Alternativ kann erfindungsgemäß auch auf umgekehrte Weise für eine strömungstechnische Trennung des jeweils ausgewählten Einlaßab schnitts von den anderen Einlaßabschnitten gesorgt werden, indem bei spielsweise das Verteilerorgan mit Abdichteinheiten z. B. in Form feder belasteter Kugeln versehen wird, die derart positioniert sind, daß sie mit Ausnahme des jeweils ausgewählten Einlaßabschnittes alle anderen Ein laßabschnitte verschließen. Zwischen dem Austrittskanal im Verteileror gan und dem jeweils ausgewählten Einlaßabschnitt brauchen hierbei kei ne Abdichtmaßnahmen getroffen zu werden.

Ferner ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfin dung vorgesehen, daß das Verteilerorgan eine Anschlußeinheit aufweist, die mit den Einlaßabschnitten des Rotorraumes und des Nebenauslasses abdichtend koppelbar ist.

Hierbei sorgt das Verteilerorgan mit seiner Anschlußeinheit für die Ab dichtung im Bereich des jeweils ausgewählten Einlaßabschnittes, indem es in der betreffenden Betriebsdrehstellung an den Einlaßabschnitt ab dichtend angedockt ist.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Anschlußeinheit des Verteilerorgans als kombinierte Rast-/Dichtein heit ausgebildet, die in jeder einer Betriebsart entsprechenden Betriebs drehstellung mit dem jeweiligen Einlaßabschnitt abdichtend verrastbar ist.

Hierbei kann das Verteilerorgan direkt über die Anschlußeinheit mit dem jeweiligen Einlaßabschnitt gekoppelt werden. Indem die Anschlußeinheit zum einen eine Verrastung mit dem jeweiligen Einlaßabschnitt ermöglicht und zum anderen gleichzeitig für die Abdichtung der Strömungsverbin dung zwischen dem Verteilerorgan und dem Rotorraum bzw. dem Neben auslaß sorgt, zeichnet sich die erfindungsgemäße Rotordüse durch einen besonders einfachen Aufbau aus, der keine weiteren Maßnahmen zur Ab dichtung zwischen dem Verteilerorgan und den Einlaßabschnitten erfor dert. Durch entsprechende Ausgestaltung des Nebenauslasses kann über diesen grundsätzlich jede beliebige Strahlform realisiert werden. Die Ver rastung zwischen der Anschlußeinheit und dem jeweiligen Einlaßab schnitt gewährleistet, daß das Verteilerorgan und das Düsengehäuse in der jeweiligen Drehstellung arretiert sind und somit die jeweils eingestellte Betriebsart gegen ein unbeabsichtigtes Verdrehen des Verteilerorgans und des Düsengehäuses gesichert ist.

Das Verteilerorgan ermöglicht hierbei mit seiner Anschlußeinheit also nicht lediglich das Anschließen des Verteilerorgans an den jeweiligen Ein laßabschnitt und damit das Herstellen der jeweiligen Strömungsverbin dung, sondern gewährleistet außerdem zum einen die erforderliche Dich tigkeit an der Schnittstelle zwischen dem Verteilerorgan und dem jeweiligen Einlaßabschnitt und zum anderen eine sichere Arretierung der jeweils eingestellten Betriebsart.

Besonders bevorzugt ist es, wenn gemäß einer Ausführungform der Erfin dung die Anschlußeinheit als Schnappanschluß ausgebildet ist, der bei Erreichen jeder Betriebsdrehstellung automatisch in den jeweiligen Ein laßabschnitt einschnappt.

Die erfindungsgemäße Rotordüse zeichnet sich hierbei durch einen be sonders hohen Bedienkomfort aus, da der Benutzer zum Umschalten zwi schen zwei Betriebsarten lediglich das Düsengehäuse relativ zum Vertei lerorgan zu verdrehen braucht, wobei die Anschlußeinheit bei Erreichen der entsprechenden Drehstellung von selbst in ihre Rast-/Dichtstellung springt. Außerdem kann durch diese Selbstverrastungsfunktion das Er reichen der jeweiligen Betriebsdrehstellung für den Benutzer spürbar aus gelegt werden.

Des weiteren ist es bevorzugt, wenn gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung die Verrastung bzw. der Schnappzustand durch Verdrehen des Düsengehäuses relativ zum Verteilerorgan lösbar ist.

Ferner wird vorgeschlagen, daß die Anschlußeinheit ein im Verteilerorgan beweglich geführtes Anschlußelement aufweist. Dabei ist es bevorzugt, wenn das Anschlußelement mittels einer Feder in Austrittsrichtung, d. h. in Richtung der Einlaßabschnitte des Rotorraumes und des Nebenauslas ses vorgespannt ist.

Die erfindungsgemäße Rotordüse ist insbesondere für den Hobbybereich ausgelegt, in dem mit vergleichsweise niedrigem Wasserdruck gearbeitet wird. Vor allem im Hinblick auf derartige Hobbyanwendungen im Haus- und Gartenbereich kann das Verteilerorgan mit seiner Anschlußeinheit auch bei einfachem Aufbau, der eine kostengünstige Herstellung ermög licht, die Abdichtfunktion an der Schnittstelle zwischen dem Verteileror gan und dem jeweiligen Einlaßabschnitt optimal erfüllen.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das Düsengehäuse, das Verteilerorgan und/oder das An schlußelement aus Kunststoff hergestellt sind.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind auch in den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, deren einzige Figur einen Schnitt durch eine Ro tordüse gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Die Rotordüse umfaßt ein im wesentlichen zylindrisches Düsengehäuse 11 mit einem Rotorraum 13 und mehreren Nebenauslässen 17, die um die Mittelachse 37 des Düsengehäuses 11 herum verteilt angeordnet sind. In der Figur ist lediglich einer der Nebenauslässe 17 dargestellt.

In dem eintrittsseitig von einem Stopfen 31 begrenzten Rotorraum 13 ist ein Rotor 15 angeordnet. Die Funktionsweise derartiger Rotordüsen, mit denen in den Rotorraum 13 mit einer radialen oder tangentialen Kompo nente einströmende Flüssigkeit bei umlaufendem Rotor 15 in Form eines Kegelstrahls ausgestoßen wird, ist grundsätzlich bekannt, so daß hierauf im folgenden nicht näher eingegangen wird.

Der Stopfen 31 sowie ein daran angeordnetes, separates Einsatzelement 29 bilden einen Einlaßabschnitt 23 zur Koppelung mit einem bezüglich der Mittelachse 37 außermittig angeordneten Anschlußelement 25, das Bestandteil einer an einem Verteilerorgan 19 angeordneten und in einen Anschlußabschnitt 22 des Verteilerorgans 19 eingesetzten Anschlußein heit 21 ist. Das Verteilerorgan 19 ist in die Einlaßöffnung des Düsenge häuses 11 eingeführt und durch ein eingestecktes, bügelförmiges Halte element 33 in axialer Richtung unbeweglich am Düsengehäuse 11 gesi chert. Das Verteilerorgan 19 und das Düsengehäuse 11 sind relativ zuein ander verdrehbar.

Mit dem eintrittsseitigen Ende des Verteilerorgans 19 kann eine Lanze zum Halten der Rotordüse verschraubt werden, die Bestandteil eines Rei nigungsgerätes ist und dazu dient, der Rotordüse über einen axialen Ein strömraum 20 Flüssigkeit zuzuführen.

Über den Einströmraum 20 gelangt in das Verteilerorgan 19 einströmende Flüssigkeit in einen vom Anschlußabschnitt 22 gebildeten, axialen Aus trittskanal 24, in dem das hülsenförmige Anschlußelement 25 beweglich geführt ist.

Alle im Düsengehäuse 11 und im Verteilerorgan 19 ausgebildeten Hohl räume erstrecken sich in axialer Richtung und damit parallel zur Entfor mungsrichtung bei einer bevorzugten Herstellung der Bauteile aus Kunst stoff im Spritzgußverfahren, die hierdurch erheblich vereinfacht wird.

In der dargestellten Betriebsstellung ist das Verteilerorgan 19 über die Anschlußeinheit 21 an einen der Nebenauslässe 17 angedockt, der einen Einlaßabschnitt 23 für das Anschlußelement 25 aufweist, welcher zum Teil vom Düsengehäuse 11 selbst und zum Teil von einem separaten Ein satzelement 29 gebildet ist.

Das hülsenförmige Anschlußelement 25 ist am Verteilerorgan 19 in axialer Richtung beweglich geführt und kann durch Verdrehen des Düsengehäu ses 11 relativ zum Verteilerorgan 19 aus der dargestellten Rast-/Dichtstel lung, in der es abdichtend mit dem Einlaßabschnitt 23 des Nebenauslas ses 17 verrastet ist, gegen die Kraft einer Rückstellfeder 27 heraus bewegt werden. Hierzu ist das freie Ende des Anschlußelementes 25 entsprechend der Form der Einlaßabschnitte 23 abgeschrägt.

Der Nebenauslaß 17 ist mit einer Austrittsdüse 35 versehen, mit der die durch den Nebenauslaß 17 strömende Flüssigkeit zu einem Punktstrahl geformt wird. Die einzelnen Nebenauslässe 17 weisen unterschiedlich aus gebildete Austrittsdüsen 35 auf, so daß an der erfindungsgemäßen Rotor düse zwischen sich hinsichtlich der Strahlform unterscheidenden Be triebsarten umgeschaltet werden kann.

Zum Umschalten zwischen den einzelnen Betriebsarten braucht der Be nutzer, der die erwähnte, in das Verteilerorgan 19 geschraubte Lanze mit einer Hand festhält, lediglich mit der anderen Hand das Düsengehäuse 11 relativ zum Verteilerorgan 19 zu verdrehen, wobei aufgrund der Abschrä gung des Anschlußelementes 25 dessen Arretierung automatisch gelöst wird und das Anschlußelement 25 dann von selbst in den in Verdrehrichtung nächstfolgenden Einlaßabschnitt 23 einschnappt. Auf diese Weise kann durch Verdrehen des Düsengehäuses 11 gezielt der jeweils ge wünschte Einlaßabschnitt 23 angesteuert werden, um über den Rotor raum 13 einen kegelförmigen Flüssigkeitsstrahl oder über einen der Ne benauslässe 17 z. B. einen Punktstrahl oder einen Flachstrahl auszusto ßen.

Wenn während des Verdrehens des Düsengehäuses 11 das in das Vertei lerorgan 19 hinein gedrückte Anschlußelement 25 sich zwischen zwei Einlaßabschnitten 23 befindet, dann verteilt sich die durch das Verteiler organ 19 strömende Flüssigkeit auf alle Auslässe des Düsengehäuses 11.

Bei dem Düsengehäuse 11, dem Verteilerorgan 19 und dem Anschlußele ment 25 handelt es sich um im Spritzgußverfahren hergestellte Kunst stoffteile. Die Einsatzelemente 29 sind aus einem Material wie z. B. Gummi hergestellt, mit dem eine besonders gute Abdichtwirkung erzielt wird, wenn das Anschlußelement 25 mittels der Feder 27 angedrückt wird.

Bezugszeichenliste

11

Düsengehäuse

13

Rotorraum

15

Rotor

17

Nebenauslaß

19

Verteilerorgan

20

Einströmraum

21

Anschlußeinheit

22

Anschlußabschnitt

23

Einlaßabschnitt

24

Austrittskanal

25

Anschlußelement

27

Feder

29

Einsatzelement

31

Stopfen

33

Halteelement

35

Austrittsdüse

37

Mittelachse

Claims

1. Rotordüse mit einem Düsengehäuse (11), das an seinem axial einen Ende eine Einlaßöffnung und am anderen Ende zumindest eine Auslaßöffnung für Flüssigkeit aufweist, sowie mit einem in einem Rotorraum (13) des Düsengehäuses (11) gegenüber dessen Längs achse geneigt angeordneten, während eines Rotationsbetriebs dre hangetriebenen Rotor (15), der an seinem zur Auslaßöffnung wei senden Ende mit einer in einem Napflager abgestützten Düse verse hen ist und am gegenüberliegenden Ende eine Zuströmöffnung auf weist, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsengehäuse (11) zusätzlich zu dem Rotorraum (13) we nigstens einen Nebenauslaß (17) aufweist und mit einem Verteiler organ (19) für einströmende Flüssigkeit versehen ist, wobei das Dü sengehäuse (11) und das Verteilerorgan (19) zum wahlweisen Ein stellen unterschiedlicher Betriebsarten, in denen das Verteilerorgan (19) über einen Anschlußabschnitt (22) an einen Einlaßabschnitt (23) entweder des Rotorraumes (13) oder des Nebenauslasses (17) angeschlossen ist, relativ zueinander verdrehbar sind, und wobei das Verteilerorgan (19) einen zumindest im Bereich des Anschluß abschnitts (22) in axialer Richtung verlaufenden Austrittskanal (24) aufweist.

2. Rotordüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einströmraum (20) und der Austrittskanal (24) des Vertei lerorgans (19) einander radial überlappend ineinander übergehen.

3. Rotordüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittskanal (24) bezüglich einer Mittelachse (37) außer mittig angeordnet ist.

4. Rotordüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßabschnitt (23) des Rotorraumes (13) und der Einlaß abschnitt (23) des Nebenauslasses (17) auf einem Kreis um eine Mittelachse (37) angeordnet sind, dessen Radius bevorzugt gleich dem radialen Abstand zwischen dem Austrittskanal (24) und der Mittelachse (37) ist.

5. Rotordüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei jeder eingestellten Betriebsart die Strömungsverbindung zwischen dem Verteilerorgan (19) und dem jeweiligen Einlaßab schnitt (23) im Bereich des Austrittskanals (24) abgedichtet ist.

6. Rotordüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilerorgan (19) eine Anschlußeinheit (21) aufweist, die mit den Einlaßabschnitten (23) abdichtend koppelbar ist.

7. Rotordüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anschlußeinheit (21) des Verteilerorgans (19) als kombi nierte Rast-/Dichteinheit ausgebildet ist, die in jeder einer Betriebs art entsprechenden Betriebsdrehstellung mit dem jeweiligen Einlaß abschnitt (23) abdichtend verrastbar ist.

8. Rotordüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anschlußeinheit (21) des Verteilerorgans (19) als Schnapp anschluß ausgebildet ist, der bei Erreichen jeder Betriebsdrehstel lung automatisch in den jeweiligen Einlaßabschnitt (23) ein schnappt.

9. Rotordüse nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verrastung bzw. der Schnappzustand durch Verdrehen des Düsengehäuses (11) relativ zum Verteilerorgan (19) lösbar ist.

10. Rotordüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anschlußeinheit (21) ein im Verteilerorgan (19) beweglich geführtes Anschlußelement (25) aufweist.

11. Rotordüse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußelement (25) mittels einer Feder (27) in Austritts richtung vorgespannt ist.

12. Rotordüse nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußelement (25) hülsenförmig ausgebildet ist.

13. Rotordüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Einlaßabschnitte (23) vom Düsengehäuse (11) gebildet ist.

14. Rotordüse nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Einlaßabschnitte (23) wenigstens be reichsweise von einem separaten Einsatzelement (29) gebildet ist.

15. Rotordüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotorraum (13) und/oder der Nebenauslaß (17) jeweils als sich in axialer Richtung erstreckender oder aus axial verlaufenden Abschnitten bestehender Hohlraum im Düsengehäuse (11) ausge bildet ist.

16. Rotordüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsengehäuse (11), das Verteilerorgan (19) und/oder das Anschlußelement (25) aus Kunststoff und insbesondere im Spritz gußverfahren hergestellt sind.