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Die
Erfindung betrifft eine Bandschmieranlage und/oder Reinigungs- und/oder Desinfektionsanlage
für eine
Anlage zur Verarbeitung und/oder Abfüllung von Lebensmitteln, welche
eine Düseneinrichtung
zum Ausbringen zumindest eines Fluids, insbesondere ein Sprüh- und Schwallventil
aufweist.
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Derartige
Düseneinrichtungen
werden in Reinigungs- oder Desinfektionssystemen zur Reinigung bzw.
Desinfektion von Anlagen zur Abfüllung von
Lebensmitteln eingesetzt. Diese Systeme weisen Düsen auf, durch welche die Reinigungs-
und Desinfektionsmittel auf die gewünschten Anlagenteile aufgesprüht werden.
Auch sind Düsen
in Bandschmieranlagen für
Förderbänder bekannt,
mit welchen ein Schmiermittel auf das Förderband aufgesprüht wird.
Eine solche Bandschmieranlage ist beispielsweise aus
DE 101 27 046 A1 bekannt.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Reinigungs-, Desinfektionsanlage
und/oder Bandschmieranlage mit einer Düseneinrichtung bereit zu stellen, welche
es ermöglicht,
mit lediglich einer Düseneinrichtung
unterschiedliche Mengen und gegebenenfalls unterschiedliche Arten
von Fluiden auszubringen.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Bandschmieranlage und/oder eine Reinigungs-
und/oder Desinfektionsanlage mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen
gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen
ergeben sich aus den Unteransprüchen,
der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Die
Erfindung betrifft eine Bandschmieranlage und/oder Reinigungs- oder Desinfektionsanlage mit
einer Düseneinrichtung.
Dies ist insbesondere eine Reinigungs- oder Desinfektionsanlage,
welche als so genannte CIP-Anlage (Cleaning in Place-Anlage) in
einer Anlage zur Verarbeitung und/oder Abfüllung von Lebensmitteln vorgesehen
ist. In einer solchen Anlage kann die Düseneinrichtung dazu verwendet
werden, ein oder unterschiedliche Reinigungs- oder Desinfektionsmittel
in verschiedener Menge und/oder Strahlcharakteristik durch ein und dieselbe
Düseneinrichtung
auszubringen. Insbesondere wird dabei auch nur eine Versorgungsleitung
benötigt.
Ferner ist es nicht erforderlich, in der Düseneinrichtung mechanische
Schaltelemente, wie beispielsweise elektrische oder pneumatische
Ventile vorzusehen, vielmehr erfolgt die Ventilbetätigung allein
durch den Fluiddruck des zugeführten
Fluids.
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Ferner
kann die Düseneinrichtung
alternativ oder gleichzeitig Bestandteil einer Bandschmieranlage
sein. Bandschmieranlagen werden eingesetzt, um die Oberfläche von
Förderbändern zu
schmieren. Dies ist beispielsweise bei der Förderung von Flaschen in Flaschenabfüllanlagen
erforderlich. Die erfindungsgemäße Düseneinrichtung
hat dabei den Vorteil, dass die Düseneinrichtung insbesondere
zur Ausbringung des Schmiermittels zur Bandschmierung und auch zum
Ausbringen eines Reinigungs- und/oder eines Desinfektionsmittels
verwendet werden kann. Dazu wird z. B. das Schmiermittel mit einem
geringeren Druck zugeführt,
sodass es durch den ersten Fluidaustritt austritt und das Ventil
im Strömungsweg
zu dem zweiten Fluidaustritt geschlossen bleibt. Soll nun die Anlage
gereinigt bzw. desinfiziert werden, kann das dazu erforderliche
Reinigungs- bzw. Desinfektionsmittel durch dieselbe Zufuhrleitung
wie zuvor das Schmiermittel zugeführt werden. Allerdings erfolgt
die Zufuhr mit einem höheren Druck,
sodass das Ventil in der Düseneinrichtung
geöffnet
wird und das Reinigungs- bzw. Desinfektionsmittel durch den zweiten
Fluidaustritt ausgebracht wird.
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Die
erfindungsgemäße Düseneinrichtung
ist zum Ausbringen eines Fluids, insbesondere einer Flüssigkeit
vorgesehen. Dazu weist die Düseneinrichtung
einen Fluideingang auf, durch welchen das auszubringende Fluid der
Düseneinrichtung
zugeführt
wird. Ferner weist die Düseneinrichtung
zumindest einen ersten und einen zweiten Fluidaustritt auf. Der
erste und der zweite Fluidaustritt können dabei unterschiedlich
dimensioniert sein, sodass beispielsweise der zweite Fluidaustritt
zur Ausbringung eines größeren Volumenstromes
geeignet ist als der erste Fluidaustritt. Alternativ oder zusätzlich können der erste
und der zweite Fluidaustritt auch in ihrer Geometrie unterschiedlich
gestaltet sein, sodass das aus dem ersten Fluidaustritt austretende
Fluid eine andere Strahlcharakteristik aufweist als ein aus dem
zweiten Fluidaustritt austretendes Fluid. Besonders bevorzugt ist
die Düseneinrichtung
als Sprüh-
und Schwallventil ausgebildet, bei welchem der erste Fluidaustritt
zum Sprühen
eines Fluids ausgebildet ist und der zweite Fluidaustritt so ausgestaltet
ist, dass ein Schwall von Fluid ausgebracht werden kann. Das heißt, in der
erfindungsgemäßen Düseneinrichtung können zwei
Düsen in
Form des ersten und des zweiten Fluidaustrittes in einem Bauteil
vereinigt werden und mit einer gemeinsamen Fluidzufuhr über den
gemeinsamen Fluideingang verbunden werden. Erfindungswesentlich
ist, dass die Düseneinrichtung
zusätzlich
ein Ventil zumindest in dem Strömungsweg von
dem Fluideingang zu dem zweiten Fluidaustritt aufweist. Dieses Ventil
dient dazu, den Strömungsweg
von dem Fluideingang zu dem zweiten Fluidaustritt öffnen und
schließen
zu können.
Auf diese Weise kann der zweite Fluidaustritt gezielt ein- und ausgeschaltet
werden, um nur bei Bedarf Fluid aus dem zweiten Fluidaustritt ausströmen zu lassen.
Zusätzlich
könnte
ein weiteres Ventil im Strömungsweg
von dem Fluideingang zu dem ersten Fluidaustritt vorgesehen sein,
um auch diesen gezielt öffnen
und schließen zu können.
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Das
Ventil in dem Strömungsweg
zu dem zweiten Fluidaustritt weist erfindungsgemäß ein Verschlusselement bzw.
Verschlussteil auf, welches den Strömungsweg sperrt oder freigibt.
Das Verschlussteil kann zum Schließen des Strömungsweges mit einem korrespondierenden
Ventilsitz in dichtende Anlage gebracht werden. Zum Öffnen wird
es von dem Ventilsitz abgehoben, sodass ein Strömungsdurchgang geschaffen wird.
Das Verschlussteil ist in Schließrichtung mit einer Vorspannkraft
belastet. In der entgegengesetzten Öffnungsrichtung wird das Verschlussteil
mit dem am Fluideingang anliegenden Fluiddruck beaufschlagt bzw.
einer von dem Fluiddruck erzeugten Kraft. Dies bedeutet, dass auf
das Verschlussteil eine Öffnungskraft
entgegen der Vorspannkraft wirken kann, welche durch den Fluiddruck,
welcher am Fluideingang anliegt, erzeugt wird. Hierzu wirkt der
Fluiddruck auf eine sich vorzugsweise normal zur Bewegungsrichtung
des Verschlussteils erstreckende Oberfläche. Diese kann direkt an dem
Verschlussteil oder an einem weiteren mechanisch mit dem Verschlussteil
gekoppelten Element angebracht sein. Durch entsprechende Einstellung des
Fluiddruckes, welcher dem Fluideingang zugeführt wird, kann somit das Ventil,
welches den zweiten Fluidaustritt freigibt, gezielt geöffnet oder
geschlossen werden. Wenn der Druck soweit erhöht wird, dass die Öffnungskraft
die Vorspannkraft übersteigt,
kann das Verschlussteil in ehe geöffnete Position bewegt werden
und der Strömungsweg
zu dem zweiten Fluidaustritt freigegeben werden. Wird der Fluiddruck
unter diesem Grenzwert verringert, wird die Vorspannkraft größer als
die von dem Fluiddruck erzeugte Öffnungskraft
und die Vorspannkraft bewegt das Verschlussteil in seine Absperrposition,
in welcher der Strömungsweg
zu dem zweiten Fluidaustritt geschlossen ist.
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Um
ein wirkliches Umschalten zwischen ersten und zweiten Fluideingang
erreichen zu können, kann
zusätzlich
ein Ventil im Strömungsweg
zu dem ersten Fluidaustritt vorgesehen sein, welches genau umgekehrt
zu dem beschrieben Ventil im Strömungsweg
zu dem zweiten Fluidaustritt geschaltet wird. Das Ventil ist so
ausgebildet, dass dann wenn das Ventil zu dem zweiten Fluidaustritt
geöffnet
wird, das Ventil zu dem ersten Fluidaustritt geschlossen wird, und
umgekehrt.
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Die
erfindungsgemäße Düseneinrichtung
ermöglicht
es beispielsweise zwei verschiedene Fluide, welche in unterschiedlichen
Mengen oder unterschiedlicher Strahlgeometrie ausgebracht werden müssen, durch
ein und dieselbe Düseneinrichtung und
entsprechend durch ein und dieselbe Versorgungsleitung zu fördern und
auszubringen. Um die Ausbringcharakteristik der Düseneinrichtung
zu ändern,
wird zwischen dem ersten und dem zweiten Fluidaustritt durch Veränderung
des Fluiddruckes in der Zuführung
umgeschaltet. So kann beispielsweise ein erstes Fluid mit einem
unter dem Schaltdruck zum Öffnen
des zweiten Fluidaustrittes liegenden Fluiddruck der Düseneinrichtung über eine
Versorgungsleitung zugeführt
werden. In diesem Zustand bleibt das Ventil geschlossen und das
Fluid tritt nur durch den ersten Fluidaustritt aus. Wenn nun ein zweites
Fluid ausgebracht werden soll, welches eine andere Strahlcharakteristik
oder anderen Durchflussmenge erfordert, so kann dieses mit höherem Fluiddruck über dieselbe
Versorgungsleitung der Düseneinrichtung
zugeführt
werden. Der höhere
Fluiddruck bewirkt dann, dass die Vorspannkraft überwunden und das Ventil in
dem Strömungsweg
zu dem zweiten Fluidaustritt geöffnet
wird, sodass dieses Fluid dann durch den zweiten Fluidaustritt ausgebracht
wird. Je nach dem, ob in dem Strömungsweg
zu dem ersten Fluidaustritt auch ein Ventil angeordnet ist, kann gleichzeitig
die Strömung
durch den ersten Fluidaustritt unterbrochen werden oder aber weiter
erfolgen.
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Der
erste Fluidaustritt weist einen kleineren Querschnitt auf als der
zweite Fluidaustritt. Somit kann durch den zweiten Fluidaustritt
ein größerer Volumenstrom
ausgebracht werden als durch den ersten Fluidaustritt.
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Die
Vorspannkraft wird vorzugsweise durch ein Federelement beispielsweise
eine Schraubenfeder, erzeugt. Auf diese Weise kann in der Düseneinrichtung
eine definierte Kraft vorgegeben werden, welche überwunden werden muss, um das
Ventil zu öffnen.
Abhängig
von der Größe der Oberfläche, auf welche
der Fluiddruck wirkt, kann somit ein definierter Fluiddruck vorgegeben
werden, bei welcher das Ventil öffnet.
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Das
Verschlussteil weist vorzugsweise eine Kolbenfläche auf, auf welche der Fluiddruck
wirkt. Besonders bevorzugt ist dies eine stirnseitige Oberfläche des
Verschlussteiles.
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Weiter
bevorzugt weist das Verschlussteil eine Anlageschulter auf, an welcher
eine Druckfeder angreift. Die Anlageschulter ist dabei vorzugsweise der
Kolbenfläche,
auf welche der Fluiddruck wirkt, abgewandt, sodass die an der Kolbenfläche von
dem Fluiddruck erzeugte Druckkraft der von der Druckfeder auf das
Verschlussteil ausgeübten
Federkraft entgegengesetzt gerichtet ist.
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Der
erste Fluidaustritt weist bevorzugt eine zentrale Austrittsöffnung auf.
Diese eine Austrittsöffnung
ist vorzugsweise kreisförmig
ausgebildet. Mit einer solchen Austrittsöffnung kann insbesondere ein enger
Strahlverlauf ohne oder mit nur geringer Strahlaufweitung realisiert
werden, je nach dem wie die Geometrie des Fluidaustritts gestaltet
ist. Die Geometrie des Fluidaustritts kann dabei in beliebiger Weise,
wie es von herkömmlichen
Düsen her
bekannt ist, ausgestaltet sein.
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Weiter
bevorzugt ist der zweite Fluidaustritt als kegelförmiger Austrittsspalt
ausgebildet. Dabei ist der Austrittsspalt so konfiguriert, dass
er an dem Fluidaustritt den größten Durchmesser
aufweist. Durch einen solchen Fluidaustritt kann eine Abstrahlcharakteristik
in Form eines Hohlkegels erreicht werden, um eine große Fläche mit
Fluid besprühen
zu kön nen. Der
zweite Fluidaustritt kann jedoch auch in beliebiger anderer Weise,
wie es von herkömmlichen
Düsen her
bekannt ist, gestaltet sein.
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Weiter
bevorzugt ist der erste Fluidaustritt in einem gemeinsam mit dem
Verschlussteil bewegbaren Düsenkörper angeordnet.
Das bedeutet, der erste Fluidaustritt bewegt sich beim Öffnen und
Schließen
des Ventils gemeinsam mit dem Verschlussteil vorzugsweise in Ausströmrichtung
vor und zurück.
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Dabei
weist weiter bevorzugt der Düsenkörper eine
kegelstumpfförmige
Außenfläche auf,
welche gegenüberliegend
zu einer Innenfläche
einer korrespondierenden kegelförmigen
Ausnehmung in einem umgebenen Gehäuseteil angeordnet ist, wobei
durch einen Spalt zwischen der Außenfläche und er Innenfläche der
zweite Fluidaustritt gebildet wird. So wird ein kegelförmiger Austrittsspalt,
wie er oben beschrieben wurde, definiert. Wenn nun der Düsenkörper mit
dem Verschlussteil axial bewegt wird, wird auch der entstehende
Spalt zwischen der Außenfläche und
der Innenfläche
in seiner Breite verändert. Im
Extremfall liegen im geschlossenen Zustand des Ventils die Außenflächen des
Düsenkörpers und
die Innenfläche
der Ausnehmung aneinander an. Wenn das Verschlussteil in seine geöffnete Stellung
bewegt wird, kann dann der Düsenkörper von
der Innenfläche
der Ausnehmung wegbewegt werden, sodass ein kegelförmiger Spalt
entsteht, durch welchen das Fluid ausströmen kann.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist das Verschlussteil hohl ausgebildet und weist in seinem Inneren
einen ersten Strömungsweg von
dem Fluideingang zu dem ersten Fluidausgang auf, während der
zweite Strömungsweg
von dem Fluideingang zu dem zweiten Fluidausgang entlang der Außenfläche des
Verschlussteils verläuft.
Der Strömungsweg
kann geschlossen werden, wenn das Verschlussteil mit einem korrespondierenden
Ventilsitz zur dichtenden An lage gebracht wird. In diesem Zustand
wird jedoch der Strömungsweg
im Inneren des Verschlussteils nicht beeinträchtigt, sodass das Fluid durch
diesen ersten Strömungsweg
zu dem ersten Fluidaustritt strömen
kann.
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Nachfolgend
wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figuren
beschrieben. In diesen zeigt:
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1 eine
schematische Schnittansicht einer Düseneinrichtung gemäß der Erfindung,
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2 die
Düseneinrichtung
gemäß 1 in einer
Schaltstellung, in welcher ein erster Fluidaustritt geöffnet ist
und
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3 eine
Schnittansicht gemäß 2 in
einer Schaltstellung, in welcher ein zweiter Fluidaustritt geöffnet ist.
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Die
Düseneinrichtung
weist zwei Gehäuseteile 2, 4 auf,
welche jeweils rotationssymmetrisch ausgebildet sind und über eine
Gewindeverbindung 6 miteinander verschraubt sind. Das in
Richtung der Längsachse
Z dem zweiten Gehäuseteil 4 abgewandte
Axialende des ersten Gehäuseteiles 2 weist einen
Schraubanschluss 8 zur Verbindung mit einer Versorgungsleitung
auf. Der Schraubanschluss 8 bildet den Fluideingang der
Düseneinrichtung.
An dem dem Schraubanschluss 8 in Längsrichtung Z abgewandtem Axialende
sind ein erster Fluidaustritt 10 und ein zweiter Fluidaustritt 12 ausgebildet.
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Im
Inneren der Gehäuseteile 2 und 4 ist
in Axialrichtung Z beweglich ein Ventil- bzw. Verschlusselement 14 angeordnet.
Das Verschlusselement 14 ist rohrförmig ausgebildet und erstreckt
sich durch ein Durchgangsloch 16 an dem Axialende des Gehäuseteiles 2,
welches dem Gehäu seteil 4 zugewandt
ist. Das Durchgangsloch 16 weist einen größeren Durchmesser
auf, als der Teil des Verschlusselementes 14, welcher sich
durch das Durchgangsloch 16 hindurch erstreckt. Auf diese
Weise wird ein Strömungsweg zwischen
der Innenwandung des Durchgangsloches 16 und dem Außenumfang
des Verschlusselementes 14 gebildet.
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Zwischen
den Gehäuseteilen 2 und 4 ist
ein erweiterter Freiraum 17 ausgebildet, in welchem eine ringförmige Auskragung 18 des
Verschlusselementes 14 gelegen ist. Der zylindrische Freiraum 17 weist in
Richtung der Längsachse
Z eine Höhe
auf, welche größer ist
als die Dicke der Scheibe bzw. ringförmigen Auskragung 18,
sodass die Auskragung 18 in dem Freiraum 17 in
axialer Richtung Z bewegbar ist. An der dem ersten Gehäuseteil 2 zugewandten
Seite der Auskragung 18 ist ein O-Ring 20 angeordnet, welcher
mit einem Ventilsitz 22 dichtend zur Anlage kommen kann.
Der Ventilsitz 22 ist an dem dem zweiten Gehäuseteil 4 zugewandten
Axialende des ersten Gehäuseteiles 2 ausgebildet
und umgibt die Öffnung
des Durchgangsloches 16 ringförmig. Wenn der O-Ring 20 an
dem Ventilsitz 22 dichtend zur Anlage kommt, wie in 2 gezeigt
ist, wird auf diese Weise der Strömungsweg durch den Spalt zwischen
dem Außenumfang
des Verschlusselementes 14 und dem Innenumfang des Durchgangsloches 16 verschlossen.
Ist dieser Strömungswege
geöffnet,
ist der O-Ring 20 von dem Ventilsitz 22 beabstandet
und die Auskragung 18 liegt an der dem ersten Gehäuseteil 2 zugewandten
axialen Stirnseite des zweiten Gehäuseteils 4 an, welches
so einen Anschlag für
die axiale Bewegung des Verschlusselementes 14 bildet.
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An
der dem zweiten Gehäuseteil 4 abgewandten
Seite des Durchgangsloches 16 ist in dem ersten Gehäuseteil 2 ein
zylindrischer Freiraum 24 ausgebildet. Dieser Freiraum 24 weist
einen größeren Durchmesser
als das Durchgangsloch 16 auf, sodass seine die Öffnung des
Durchgangsloches 16 umgebende Bodenfläche 26 eine ringförmige Anlage fläche für die Schraubenfeder 28 bildet.
Die Schraubenfeder 28 erstreckt sich von dieser Boden- bzw.
Anlagefläche 26 in
Richtung der Längsachse
Z zu einer Anlagescheibe 30, welche mittels einer Schraube 32 mit
dem axialen Ende des rohrförmigen Verschlusselementes 14 verschraubt
ist. Dazu greift die Schraube 32 in ein Innengewinde im
Inneren des rohrförmigen
Verschlusselementes 14 ein. Die Schraubenfeder 28 ist
als Druckfeder ausgebildet, sodass sie auf die Anlagescheibe 30 und über diese auf
das Verschlusselement 14 eine Federkraft ausübt, welche
das Verschlusselement 14 in seine Schließstellung
drückt,
in welcher der O-Ring 20 an dem Ventilsitz 22 anliegt.
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Die
Anlagescheibe 30 weist einen Außendurchmesser auf, welcher
kleiner als der Innendurchmesser des Freiraumes 24 ist,
um einen Strömungsweg
am Außenumfang
der Anlagescheibe 30 vorbei zu bilden. Alternativ können in
der Anlagescheibe 30 sich in axialer Richtung Z erstreckende
Nuten oder Durchgangslöcher
als Strömungsdurchgänge vorgesehen
sein, welche eine Fluidströmung
von dem Schraubanschluss 8 zu dem Durchgangsloch 16 ermöglichen.
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In
dem rohrförmigen
Verschlusselement 14 ist im Inneren ein zentraler Kanal 34 ausgebildet,
welcher zu demjenigen Axialende des Verschlusselementes 14,
an welchem die Anlagescheibe 30 angeordnet ist, geöffnet ist.
Dort ist in der Innenwandung ein Gewinde ausgebildet, in welches
die Schraube 32 zur Fixierung der Anlagescheibe 30 eingreift.
Zum entgegengesetzten Axialende hin ist der Kanal 34 ebenfalls
geöffnet.
Dieses Axialende des Verschlusselementes 14 ist in einen
Düsenkörper 36 eingeschraubt.
In den Düsenkörper 36 eingesetzt
ist eine Düse 38,
welche den ersten Fluidaustritt 10 in Form einer zentralen
zylindrischen Öffnung
aufweist. Das dem Fluidaustritt 10 abgewandte Axialende
der Düse 38 ist
zu dem Kanal 34 in dem Verschlusselement 14 hin
geöffnet,
sodass Fluid von dem Kanal 34 in das Innere der Düse 38 und
von dort dann durch den Fluidaustritt 10 nach außen strömen kann.
Die Düse 38 liegt
mit einer Durchmessererweiterung gegen einen Absatz 40 im
Inneren des Düsenkörpers 36 an.
Dabei wird die Düse 38 über das
eingeschraubte Verschlusselement 14 gegen den Absatz 40 geklemmt.
Zwischen dem Axialende des Verschlusselementes 14 und dem
diesen zugewandten Axialende der Düse 38 ist zur Abdichtung
ein O-Ring 42 angeordnet.
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In
der Umfangswandung des Verschlusselementes 14 sind im Bereich
des Freiraumes 24 und des Durchgangsloches 16 Eintrittsöffnungen 44 ausgebildet,
welche sich als Löcher
vom Außenumfang des
Verschlusselementes 14 zu dem Kanal 34 in dessen
Inneren erstrecken.
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So
wird in der Düseneinrichtung
ein erster Strömungsweg
von dem Schraubanschluss 8 über den Freiraum 24 durch
die Eintrittsöffnungen 44 und den
Kanal 34 zu dem ersten Fluidaustrift 10 gebildet.
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An
seinem Außenumfang
ist der Düsenkörper 36 kegelstumpfförmig ausgebildet,
d. h. er weist eine kegelförmige
Außenumfangfläche 46 auf.
Diese Außenumfangsfläche 46 liegt
einer korrespondierenden kegelförmigen
Innenumfangsfläche 48 einer Ausnehmung
des zweiten Gehäuseteils 4 gegenüber, in
welches der Düsenkörper 36 eingesetzt
ist. Die Außenumfangsfläche 46 und
die Innenumfangsfläche 48 weisen
dabei denselben Schrägungswinkel bezüglich der
Längsachse
Z auf, sodass zwischen beiden ein kegelförmiger Ringspalt gebildet wird, welcher
an dem Axialende mit größerem Durchmesser
als zweiter Fluidaustritt 12 in die Umgebung mündet. Am
entgegengesetzten Axialende mit kleinerem Durchmesser mündet der
Spalt zwischen Außenumfangsfläche 46 und
Innenumfangsfläche 48 in
den Freiraum 17 zwischen erstem 2 und zweiten 4 Gehäuseteil.
Die Auskragung 18 weist sich parallel zur Längsachse
Z erstreckende Durchgangslöcher 50 auf,
welche eine Fluidströmung
von dem Durchgangsloch 16 über den Freiraum 17 zu
dem Spalt, welcher zwischen der Außenumfangsfläche 46 und der
Innenumfangsfläche 48 gebildet
wird, hin ermöglichen,
auch wenn die Auskragung 18 an der axialen Stirnfläche des
zweite Gehäuseteils 4 anliegt.
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Insgesamt
wird so in der Düseneinrichtung ein
zweiter Strömungsweg
gebildet, welcher ausgehend von dem Schraubanschluss 8 am
Umfang der Anlagescheibe 30 vorbei, durch den Freiraum 24 und das
Durchgangsloch 16 verläuft.
Wenn der O-Ring 20 von dem Ventilsitz 22 beabstandet
ist, wie in 1 und 3 gezeigt,
verläuft
dieser zweite Strömungsweg
dann weiter durch den Freiraum 17 die Durchgangslöcher 50 und
den Ringspalt zwischen Außenumfangsfläche 46 und
Innenumfangsfläche 48 zu
dem zweiten Fluidaustritt 12. Dieser ist ringförmig ausgebildet
und führt
zu einer hohlkegelförmigen Strahlcharakteristik
für das
austretende Fluid. Wenn der O-Ring 20 an dem Ventilsitz 22 anliegt,
ist dieser zweite Strömungsweg
unterbrochen und Fluid kann nicht zu dem zweiten Fluidaustritt 12 in
Form des Ringspaltes gelangen. In dieser Stellung verengt sich ferner
der Spalt zwischen Außenumfangsfläche 46 und
Innenumfangsfläche 48 bzw.
beide Flächen kommen
aneinander zur Anlage. In dieser Schaltstellung des Verschlusselementes 14 tritt
Fluid nur noch aus der Düse 38 bzw.
dem in dieser angeordneten ersten Fluidaustritt.
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Die
Schaltfunktion des Verschlusselementes 14 wird nachfolgend
anhand der 2 und 3 näher erläutert.
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2 zeigt
den Zustand, in welchen nur der erste Fluidaustritt 10 in
der Düse 38 in
Aktion ist. Dieser Zustand wird erreicht, indem über eine mit dem Schraubanschluss 8 verbundene
Versorgungsleitung ein Fluid mit einem Fluiddruck zugeführt wird,
welchen unterhalb eines Grenzdruckes liegt. In diesem Bereich unterhalb
des Grenzdruckes ist die von der Schraubenfeder 28 über die
Anlagescheibe 30 auf das Verschlusselement 14 wirkende
Axialkraft größer als
diejenige Axialkraft, welche in entgegengesetzte Richtung von dem
Fluiddruck erzeugt wird, welcher gegen die der Schraubenfeder 28 abgewandte
Oberfläche
der Anlagescheibe 30 drückt.
Die Schraubenfeder 28 drückt so den O-Ring 20 gegen
den Ventilsitz 22. Gleichzeitig verringert sich, wie oben
beschrieben, der kegelförmige
Spalt zwischen der Innenumfangsfläche 48 des zweiten
Gehäuseteils 4 und
der Außenumfangsfläche 46 des
Düsenkörpers 36.
Auf diese Weise wird der Strömungsdurchgang zu
dem zweiten Fluidaustritt 12 hin verschlossen und das zugeführte Fluid
kann nur durch den ersten Fluidaustritt 10 austreten. Dabei
werden Durchfluss- und Strahlcharakteristik durch die Öffnung in
der Düse 38,
welche den ersten Fluidaustritt 10 bildet, definiert.
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Wenn
nun der Fluiddruck in der Zuführleitung erhöht wird,
erhöht
sich damit der auf das axiale Ende des Verschlusselementes 14 und
insbesondere die Anlagescheibe 30 wirkende Fluiddruck.
Damit erhöht
sich die der Federkraft der Schraubenfeder 28 entgegengerichtete
Axialkraft, welche auf das Verschlusselement 14 wirkt.
Wenn der Fluiddruck oberhalb eines Grenzdruckes liegt, wird dabei
diese Axialkraft größer als
die Federkraft, sodass das Verschlusselement 14 gegen die
Schraubenfeder 28 bewegt wird und der O-Ring 20 von
dem Ventilsitz 22 abgehoben wird, bis schließlich die
Auskragung 18 an der Stirnfläche des zweiten Gehäuseteils 4 in
der oben beschriebenen Weise zur Anlage kommt. Gleichzeitig entfernt
sich die Außenumfangsfläche 46 von
der Innenumfangsfläche 48,
sodass der kegelförmige
Spalt, welcher den zweiten Fluidaustritt 12 bildet, geöffnet wird.
Auf diese Weise wird ein zweiter Strömungsweg freigegeben, d. h.
das Fluid strömt
ausgehend von dem Schraubanschluss 18 nicht nur durch den
Kanal 34 im Inneren des Verschlusselementes 14 sondern
auch am Außenumfang
des Verschlusselementes 14 vorbei durch den Freiraum 24,
durch das Durchgangsloch 16, den Spalt zwischen O-Ring 20 und
Ventilsitz 22, durch den Freiraum 17 und die Durchgangslöcher 50 in
den kegelförmigen
Ringspalt zwischen Außenumfangsfläche 46 und
Innenumfangsfläche 48.
Von dort tritt es dann mit einer hohlkegelförmigen Strahlcharakteristik
nach außen
aus.
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Das
heißt
erfindungsgemäß kann das
durch das Verschlusselement 14 gebildete Ventil im Inneren
der Düseneinrichtung,
welches zwei verschiedene Fluidaustritte wahlweise freigibt, allein
durch Änderung
des Fluiddruckes geschaltet werden. Der Grenzdruck, bei welchen
das Schalten erfolgt, ist dabei derjenige Druck, bei welchem ein
Kräftegleichgewicht
zwischen der von dem Fluiddruck erzeugten Axialkraft und der Federkraft
besteht.
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Auf
diese Weise kann eine integrierte Düsenanordnung bzw. Düseneinrichtung
geschaffen werden, welche zwei unterschiedliche Austritte mit unterschiedlicher
Strahlcharakteristik und/oder unterschiedlichem Durchfluss aufweist.
Welcher der beiden Austritte Verwendung findet, wird durch Änderung
des Fluiddruckes ausgewählt.
So kann beispielsweise der Düseneinrichtung
ein Schmiermittel für
eine Bandschmierung mit einem Fluiddruck zugeführt werden, welcher geringer
als der Grenzdruck ist, sodass dieses Schmiermittel allein durch
den ersten Fluidaustritt 10 austritt. Dieser ist für geringe
Volumenströme
ausgelegt. Wenn dieselbe Düseneinrichtung
nun für
Reinigungszwecke verwendet werden soll, kann anstelle des Schmiermittels
dem Schraubanschluss 8 ein Reinigungsmittel mit einem Fluiddruck
zugeführt
werden, welcher höher
als der Grenzdruck ist, sodass der zweite Fluidaustritt 12 geöffnet wird
und durch diesen das Reinigungsmittel mit einem größeren Volumenstrom
nach außen
austritt. Im gezeigten Beispiel tritt dabei gleichzeitig ein Austritt
des Reinigungsmittels durch den ersten Fluidaustritt 10 auf.
Es ist jedoch zu verstehen, dass die Düseneinrichtung auch so ausgestaltet
werden kann, dass in dem Fall, dass der zweite Fluidaustritt 12 geöffnet wird,
gleichzeitig der erste Fluidaustritt 10 geschlossen wird.
Dies könnte
beispielsweise dadurch geschehen, dass die Eintrittsöffnungen 44 in
dieser Schaltstellung überdeckt
werden. Es ist auch zu verstehen, dass die geometrische Gestalt
des ersten Fluidaustritts 10 und des zweiten Fluidaustritts 12 nicht
auf das gezeigte Ausführungsbeispiel
beschränkt
ist, sondern in beliebiger anderer Weise, wie es von herkömmlichen
Düsen bekannt
ist, ausgestaltet werden kann.
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- 2,
4
- Gehäuseteile
- 6
- Gewindeverbindung
- 8
- Schraubanschluss
- 10
- erster
Fluidaustritt
- 12
- zweiter
Fluidaustritt
- 14
- Verschlusselement
- 16
- Durchgangsloch
- 17
- Freiraum
- 18
- Auskragung
- 20
- O-Ring
- 22
- Ventilsitz
- 24
- Freiraum
- 26
- Bodenfläche
- 28
- Schraubenfeder
- 30
- Anlagescheibe
- 32
- Schraube
- 34
- Kanal
- 36
- Düsenkörper
- 38
- Düse
- 40
- Absatz
- 42
- O-Ring
- 44
- Eintrittsöffnungen
- 46
- Außenumfangsfläche
- 48
- Innenumfangsfläche
- 50
- Durchgangslöcher
- Z
- Längsachse