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Technisches Gebiet
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In
Spülmaschinen,
sei es in Haushaltsspülmaschinen,
sei es bei im gewerblichen Bereich eingesetzten Spülmaschinen,
werden Düsen
zum Verteilen der Reinigungsflüssigkeit
eingesetzt. Diese Düsen
sind im Allgemeinen zu mehreren auf einem Sprührohr, welches ein längliches
Aussehen in axialer Richtung aufweist, angeordnet.
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Stand der Technik
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In
Spülmaschinen,
sowohl im Haushaltsbereich als auch im gewerblichen Bereich, werden
zumeist Düsen
zum Aufsprühen
der Reinigungsflüssigkeit
auf das zu reinigende Gut, so zum Beispiel Geschirr, Gläser, Besteck
oder dergleichen, eingesetzt. Die Düsen sind im Allgemeinen in
einer größeren Anzahl
auf der Oberseite oder Unterseite eines im Allgemeinen länglich ausgebildeten
Sprührohres
oder Sprüharmes
angeordnet. Bei den Sprührohren
oder Sprüharmen
strömt
die Spülflüssigkeit
im Allgemeinen an einer Seite ein und fließt zu den Düsen, die in Längsrichtung
des Sprührohres
hintereinander geschaltet angeordnet sind.
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Sprüharme sind
häufig
so ausgebildet, dass sie in der Mitte eine Lagerstelle aufweisen,
die eine Drehbewegung des Arms ermöglicht, wobei sich symmetrisch
von der Lagerstelle aus zwei oder mehrere Teilabschnitte, auch Flügel genannt,
erstrecken, an denen die einzelnen Düsenöffnungen ausgebildet sind.
Bei diesen Ausführungsvarianten
von Sprüharmen
erfolgt die Versorgung der Düsen
mit Reinigungsflüssigkeit
zentral von der Lagerstelle des Sprüharmes oder des Sprührohres
aus. Auch andere Ausgestaltungen und Arten der Lagerung sind jedoch denkbar.
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Die
genannten Sprühsysteme
haben die Aufgabe beziehungsweise die Funktion, die Reinigungsflüssigkeit
in vorbestimmten Spritzbildern, d. h. als Fächerstrahlen in ebenfalls vorbestimmten
Richtungen, so zum Beispiel orthogonal zur Längsachse des Sprührohres
oder des Sprüharmflügels oder
des Sprüharmes,
austreten zu lassen. Die erforderliche geforderte Strahlform und
Strahlrichtung wird im Allgemeinen in Versuchen während der
Entwicklung der Spülmaschinen
ermittelt und dann festgelegt. Die Strahlausbildung soll unverändert beibehalten
werden, auch wenn der Druck beziehungsweise der Volumenstrom und
die daraus resultierende Strömungsgeschwindigkeit,
mit der die Reinigungsflüssigkeit
den Düsensystemen
zugeführt
wird, variieren. Die Variation kann aus Gründen des Betriebes der Spülmaschine
erforderlich sein und eine Größe von ±20% des
Nennwertes betragen.
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Bei
gewerblich eingesetzten Spülmaschinen wird
ein und derselbe Maschinentyp häufig
in mehreren geometrischen Ausdehnungen gebaut. Damit ändert sich
gegebenenfalls auch die Länge
der Sprührohre,
die im Allgemeinen in Querrichtung der Maschine, d. h. bei Durchlaufmaschinen
senkrecht zur Vorschubrichtung des zu reinigenden Gutes angeordnet
sind. Wenn sich die Länge
eines derartigen Sprühsystems ändert, wird
auch eine abweichende Anzahl von Düsen in das Sprührohr eingebracht. Darüber hinaus
kann auch durch Anforderungen des Reinigungsgutes auf Sprührohren
gleicher Länge von
Maschine zu Maschine eine unterschiedliche Anzahl von Düsen erforderlich
werden.
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Die
genannten Sprührohre
mit Düsen
werden gewöhnlich
so hergestellt beziehungsweise ausgeführt, dass in einen rohrförmigen Körper, über die gesamte
Länge verteilt,
mehrere runde oder schlitzförmige Öffnungen
eingebracht werden. Eine weitere Ausführung, die aus dem Stand der
Technik bekannt ist, liegt darin, zunächst längs des Rohres eine durchgehende
Rinne nach innen zu prägen
und die Düsenöffnungen
in dieser Rinne zu platzieren. Eine weitere aus dem Stande der Technik
bekannte Ausführungsvariante
liegt darin, dass an den Stellen im Sprührohr, an denen eine Düse erforderlich
ist, zunächst
eine Kalotte nach innen oder außen
geprägt
wird und die Düsenöffnung in
dieser Kalotte platziert ist.
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Die
Ausführung
dieser Kalotte und die Platzierung der Düsenöffnung in der Kalotte bestimmt
die Form des Strahles und seine Richtung. Aus fertigungstechnischen
Gründen
ist es besonders vorteilhaft, wenn jede Düse in gleicher Art, d. h. in
Bezug auf Form und Richtung, gefertigt werden kann. Wenn ein Sprührohr der
beschriebenen Art mit gleichen Düsen
betrieben wird, ist zu beobachten, dass sich die Strahlen an den
Düsen über die
Längsrichtung
des Rohres in unterschiedliche Richtung ausbilden, d. h. die Strahlen
nahe bei der Einspeisestelle der Reinigungsflüssigkeit sind stark in Anströmrichtung
des Rohres geneigt, während
die weiter entfernt aus dem Rohr austretenden Strahlen zunehmend
weniger geneigt sind, bis zum letzten Strahl, der sich annähernd orthogonal
zum Rohr bildet.
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Diese
Erscheinung, die das Spritzbild beziehungsweise die Fächerstrahlen
negativ beeinflusst, kann dadurch verhindert werden, dass jede Düse in einer
eigenen, optimalen Rich tung in das Sprührohr eingebracht wird, und
so den Einflüssen
aus der inneren Strömung
im Rohr entgegengewirkt wird.
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Wenn
sich nun bei vorgegebenem Grundtyp des Sprührohres und seiner Flüssigkeitsversorgung die
Anzahl der Düsen ändert, ist
zu beobachten, dass die zuvor gefundene Einstellung, was die Düsenrichtung
betrifft, nicht mehr eingehalten wird. Dies bedeutet, dass für jede Sprührohrvariante
eine eigene optimale Anordnung und Einbringrichtung für die Düsenöffnungen
in aufwändiger
Weise zu ermitteln und in der Fertigung zu realisieren ist. Daraus
ergibt sich jedoch ein erheblicher zusätzlicher Aufwand für Versuche
und in der Fertigung der Sprührohre,
was sehr nachteilig ist. Des Weiteren ist zu beobachten, dass sich
mit variierendem Versorgungsdruck der Reinigungsflüssigkeit
im Sprührohr
ebenfalls die Neigung der aus den Düsen austretenden Strahlen ändert, so dass
eine für
optimal befundene Einbringrichtung der Düsenöffnung lediglich für einen
Betriebspunkt gute Ergebnisse liefert.
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Anstatt
die Düsen
direkt in den Mantel des Sprührohrs
einzustanzen und diese durch die dünne Wand des Sprührohres
beziehungsweise des Sprüharms
oder dessen Flügel
zu bilden, können
auch komplette Düsen
mit jeweils einer eigenen relativ langen Anströmstrecke in das Sprührohr eingesetzt
werden. Dieser Ansatz bedeutet eine erheblich größere Anzahl an Bauteilen und
verteuert dadurch das System erheblich.
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Eine
weitere Möglichkeit,
die obenstehend beschriebenen Nachteile zu vermeiden, liegt darin, die
Sprührohre,
die Sprüharme
beziehungsweise die Sprüharmflügel mit
im Verhältnis
sehr großen
Querschnitten auszuführen,
so dass die Strömungsgeschwindigkeit
der Reinigungsflüssigkeit
innerhalb des Strömungsquerschnittes
im Inneren der Sprührohre
beziehungsweise Sprüharme
oder Sprüharmflügel sehr
niedrig wird. Während
heutige Sprührohre in
der Regel einen kreisrunden Querschnitt mit einem Durchmesser von
43 mm aufweisen, müssten
optimierte Sprührohre
demzufolge einen Durchmesser von ca. 100 mm haben. Aufgrund des
dafür großen erforderlichen
Bauraumes und des erheblichen Materialmehraufwandes ist dieser Lösungsansatz
jedoch ebenfalls nachteilig.
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WO 2009/021626 A1 bezieht
sich auf einen Geschirrspüler.
Dieser umfasst einen Spülraum,
in dem wenigstens ein Sprüharm
drehbar gelagert ist, an dem mehrere Düsen zum Sprühen von Spülflüssigkeit vorgesehen sind. Diese
sind über
eine Pumpe mit Spülflüssigkeit
versorgt. Innerhalb des Sprüharms
ist von mindestens einer Düse
ein Strömungshindernis
zur Veränderung
der Geometrie des Sprühstrahles
vorgesehen. Dadurch kann das Sprühbild
an der Düse
individuell angepasst werden.
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DE 10 2005 026 558
B3 bezieht sich auf eine Geschirrspülmaschine mit einem Spülbehälter, in dem
wenigstens ein Sprüharm
angeordnet ist. Der Sprüharm
ist in dem Sprühraum
um eine vertikale Achse rotierend gelagert, wobei der Sprüharm mit Sprühdüsen bestückt ist.
Diese sind über
eine Umwälzpumpe
mit Spülflüssigkeit
gespeist. In dem Sprüharm
sind rotierende Mittel vorgesehen, die ein Schließen und Öffnen der
Sprühdüsen für gepulste Sprühstrahlen
bewirken, wodurch insbesondere ein wesentlich effizienteres Reinigen
des Geschirrs erfolgt.
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DE 202 20 465 U1 bezieht
sich auf eine Spülmaschine
mit einem rotierbaren Sprüharm.
Der Sprüharm
umfasst fächerförmige Sprühstrahlen
erzeugende Sprühdüsen zur
Spülgutreinigung.
Die Sprühdüsen sind
auf der Sprüharmoberfläche ausgebildet.
Die Sprühdüsenöffnungen
sind jeweils kantig ausgeführt
und in Verprägungen
auf der Sprüharmoberfläche angeordnet.
Die Verprägungen
sind in Längsrichtung
des Sprüharms
ausgerichtet und weisen eine Länge
auf, die größer als
das Achsenmaß der
zugeordneten Sprühdüsenöffnung in
Längsrichtung
ist.
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DE 10 2007 027 930
A1 bezieht sich auf einen Wascharm und einen Geschirrspüler mit Wascharm.
Der Wascharm weist einen ersten durch fließende Waschflüssigkeit
drehbaren Arm und einen zweiten Arm auf, der sich bezüglich des
ersten Arms durch Waschflüssigkeit
dreht, die vom ersten Arm ausgegeben wird.
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Darstellung der Erfindung
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Angesichts
der obenstehend skizzierten Nachteile der Lösungen aus dem Stande der Technik liegt
der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu
finden, mit der alle Düsen
eines Sprührohrs
in der gleichen Art und Richtung in das Sprührohr, den Sprüharm beziehungsweise Wascharmflügel eingebracht
werden können
und sich das Strahlbild trotzdem gleichmäßig und gleichbleibend ausbildet,
insbesondere unabhängig von der
Anzahl der Düsen
und des im Sprührohr
oder Sprüharm
herrschenden Versorgungsdruckes der Reinigungsflüssigkeit.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch ein Sprührohr
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Maschine zur Reinigung
von Reinigungsgut mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Vorteilhafte
Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination realisiert sein
können,
sind in den abhängigen
Ansprüchen
dargestellt.
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Es
wird ein Sprührohr
für die
Beaufschlagung von zu reinigendem Gut mit Reinigungsflüssigkeit
vorgeschlagen, welches insbesondere für den Einsatz in Geschirrspülmaschinen
eingerichtet ist. Das Sprührohr
weist eine Längsausdehnung
auf und verfügt
in der Längsausdehnung über mindestens zwei
Düsen zum
Aufsprühen
von Reinigungsflüssigkeit
auf zu reinigendes Gut. Innerhalb des Sprührohrs wird vor mindestens
einer Düse
die Strömung
der Reinigungsflüssigkeit
derart abgelenkt, dass ein durch eine Düsenöffnung der Düse austretender Strahl
im Wesentlichen keine in Längsrichtung
des Sprührohrs
gerichtete Strömungskomponente
enthält
und im Wesentlichen orthogonal zum Sprührohr aus der mindestens einen
Düse austritt.
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Vorzugsweise
wird im Sprührohr
beziehungsweise Sprüharm
beziehungsweise Sprüharmflügel vor
den Austrittsdüsen,
durch die die Reinigungsflüssigkeit
in die Reinigungskammer beziehungsweise in die Behandlungszone eintritt,
beziehungsweise im Anströmbereich
der Düsen,
ein Strömungsprofil
erzeugt, welches von einer Hauptströmung, die sich mit relativ
hoher Strömungsgeschwindigkeit
in Längsrichtung
des Sprührohres
ausbildet, entkoppelt ist. Dies kann zum Beispiel durch Ablenkkörper erreicht
werden, hinter denen sich ein relativ beruhigter Strömungsbereich
einstellt. Durch diese Maßnahme
tritt die Reinigungsflüssigkeit
im Wesentlichen ohne Strömungskomponente,
die in Längsrichtung
des Sprührohres
beziehungsweise des Sprüharms
beziehungsweise des Sprüharmflügels gerichtet
ist, aus den Öffnungen
der betreffenden Düsen
aus. Die Ebene des Spritzstrahles kann sich deswegen im Wesentlichen
orthogonal zur Langsachse des Sprührohres beziehungsweise Sprüharmes beziehungsweise
Sprüharmflügels ausbilden.
Unter „im Wesentlichen” sind dabei
beispielsweise Abweichungen von nicht mehr als 20°, vorzugsweise
von nicht mehr als 10° und
besonders bevorzugt von nicht mehr als 5° zu verstehen. Um diesen beruhigten
Bereich zu schaffen, existieren mehrere technische Möglichkeiten,
die nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben
werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Anhand
der Zeichnung wird die Erfindung nachfolgend eingehender beschrieben.
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Es
zeigt:
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1 eine
schematische Darstellung der sich bei den Lösungen des Standes der Technik
einstellenden negativen Effekte,
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2 eine
erste Ausführungsform
der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Lösung
mit einem geprägten
Ablenkkörper,
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3 eine
weitere, zweite Ausführungsform der
Erfindung mit einem eingebauten Ablenkkörper,
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4 eine
weitere, dritte Ausführungsform der
erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Lösung
mit zungenförmig
ausgebildeten Ablenkkörpern
und
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5 eine
weitere, vierte Ausführungsform der
erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Lösung
mit einem eingebauten Trennblech zur Teilung des Strömungskanals.
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Die
Darstellung gemäß 1 zeigt
eine aus dem Stand der Technik bekannte Lösung und die sich bei dieser
einstellenden, negativen Effekte.
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1 zeigt,
dass sich die Strömung 6 im
gesamten Sprührohrquerschnitt 2 von
der Zuströmöffnung 3 bis
zu einer letzten Düse
stark in Längsrichtung
des Sprührohres 1 ausbildet.
Die relativ kleinen Volumenströme,
die einzelnen Düsen 4,
die als Prägungen
mit Düsenöffnung ausgebildet
sind und aus diesen austreten, enthalten deshalb große Anteile
an Bewegungskomponenten in Anströmrichtung 5 des Sprührohres 1.
Infolgedessen neigen sich die Ebenen der aus den Prägungen mit
Düsenöffnungen 4 austretenden
Düsenstrahlen 7 ebenfalls
in diese Richtung und bilden sich nicht selbstständig orthogonal zum Sprührohr 1 aus.
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Ausführungsformen
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Der
Darstellung gemäß 2 ist
eine erste Ausführung
der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung zu
entnehmen.
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In
der Darstellung gemäß 2 ist
ein Sprührohr 1 gezeigt,
welches nach innen geprägte Kalotten 4 aufweist,
in denen Düsenöffnungen 4 zum Beispiel
durch Stanzen direkt eingebracht sind. Hierbei werden jeweils in
Anströmrichtung 5 vor
den Düsenöffnungen 4 nasenförmige Ablenkkörper 8 in
den Mantel des Sprührohrs 1 eingeprägt. Diese
Ablenkkör per 8 lenken
die Längsströmung 6 von
den Eintrittsöffnungen
in die Düse
ab in Richtung auf die Symmetrieachse des Sprührohrs 1 und erzeugen
den gewünschten
Effekt einer von der Längsströmung 6 unbeeinflussten
Anströmung
der in den Mantel des Sprührohrs 1 eingeprägten Düsenöffnung 4.
Die Ablenkkörper 8 werden
vorzugsweise unmittelbar bei der Düsenöffnung 4 beziehungsweise
der Prägung für die Düse 4,
maximal jedoch in einer Entfernung in das Sprührohr 1 eingebracht,
die der zweifachen Höhe
des Ablenkkörpers 8 entspricht.
Die Höhe
des Ablenkkörpers
wird bevorzugt so gewählt,
dass diese der Höhe
der Prägung
für die
Düsenöffnung entspricht,
aber maximal so hoch ist, dass die Versorgung nachfolgender Düsenöffnungen 4,
die im Mantel des Sprührohrs 1 eingeprägt sind,
nicht eingeschränkt
wird.
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Dies
bedeutet zum Beispiel für
ein Sprührohr 1,
welches einen Innendurchmesser von ca. 43 mm aufweist und in dessen
Mantelfläche 10 Düsenöffnungen 4 eingebracht
sind, dass die Höhe
der Ablenkkörper 8 in
der Größenordnung
von 10 mm liegt. Sollte im Mantel des Sprührohrs 1 eine Düse beziehungsweise
eine Düsenöffnung 4 vorgesehen
sein, die keine Prägung
nach innen hin aufweist, so ist die Höhe des Ablenkkörpers 8 so
zu wählen,
dass diese dem kleinsten Querschnitt der Düsenöffnung entspricht. Die Ablenkkörper 8 können zum
Beispiel durch Prägungen
im Mantel des Sprührohrs 1 von der
Außenseite
her nach innen unmittelbar in der Nachbarschaft der Düsenöffnung 4 im
Mantel des Sprührohrs 1 erzeugt
werden. Dies ist mit dem zusätzlichen
Vorteil verbunden, dass die Herstellung der Ablenkkörper 8 und
der Düsenöffnungen 4 selbst in
einem Arbeitsgang erfolgen kann, was sehr wirtschaftlich ist. Darüber hinaus
sind keine zusätzlichen Bauteile
erforderlich, die Mehrkosten erzeugen und/oder im Betrieb Störungen verursachen
können.
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Der
Darstellung gemäß 3 ist
eine weitere Ausführungsvariante
der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Lösung
zu entnehmen.
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Aus
der Darstellung gemäß 3 geht
hervor, dass die Ablenkkörper 8 als
Kunststoffspritzteile ausgeführt
sind. Diese als Kunststoffspritzteile ausgebildeten Ablenkkörper 8 können zum
Beispiel über federnde
oder starr ausgebildete Halteelemente 9 im Sprührohrquerschnitt 2 des
Sprührohrs 1 fixiert
werden. Aus der Darstellung gemäß 3 geht
hervor, dass der Haltekörper 9 im
Bereich der Düsenöffnung 4 eine Öffnung aufweist,
in die die kalottenförmig nach
innen geprägte
Wand des Sprührohrs 1 hineinragt
und somit das Halteelement 9 in axiale Richtung des Sprührohrquerschnittes 2 des
Sprührohrs 1 fixiert.
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Der
Darstellung gemäß 4 ist
eine weitere Ausführungsform
der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Lösung
zu entnehmen.
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In
der in 4 dargestellten Ausführungsform erfolgt die Ablenkung
der den Sprührohrquerschnitt 2 durchströmenden Längsströmung 6 mittels Zungen 11.
Diese Zungen 11 sind in das Sprührohr 1 eingelassen
und verengen dessen Sprührohrquerschnitt 2.
Das in 4 dargestellte Blechteil 10 umfasst in
Strömungsrichtung
der Längsströmung 6 gesehen
an seinem ausströmseitigen
Ende die Ablenkzunge 11, welche als Stirnfläche ausgebildet
werden kann. Bevorzugt ist das Blechteil 10 rotationssymmetrisch
ausgebildet und hinsichtlich seines Außendurchmessers an den Innendurchmesser
des Sprührohrs 1 angepasst.
Hinter den radial nach innen verlaufenden Ablenkzungen 11 stellt
sich ein relativ beruhigter Strömungsbereich
ein, aus dem sich im Bereich der Düsenöffnung 4 ein zur Längsachse
des Sprührohrs 1 orthogonaler
Düsenstrahl
einstellt.
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Der
Darstellung gemäß 5 ist
eine weitere, vierte Ausführungsvariante
der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Lösung
eines optimierten Düsensystems
zu entnehmen.
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Wie
der Darstellung gemäß 5 entnommen
werden kann, wird bei dieser Lösung
ein von der Längsströmung 6 im
Sprührohrquerschnitt 2 des Sprührohrs 1 abgekoppelter
Strömungsbereich
erzeugt. Hierzu wird das Sprührohr 1 durch
mindestens eine Trennwand 12, die sich parallel zum Mantel
des Sprührohrs 1 erstreckt,
längs unterteilt.
Dadurch ergeben sich im Sprührohrquerschnitt 2 des
Sprührohrs 1 zumindestens
zwei Kanäle.
Ein Abströmkanal 14 ist
an seiner Stirnseite verschlossen, so dass er keine Verbindung zur
Zuströmungsöffnung 3 am
Anfang des Sprührohrs 1 hat.
In diesem abgetrennten Bereich sind die Düsenöffnungen 4 eingebracht,
die demzufolge nicht von der Längsströmung 6 direkt
beaufschlagt werden. Die Trennwand 12 ist an mehreren Stellen
von Öffnungen 15 durchbrochen,
die zum Beispiel als kreisrunde Löcher oder dergleichen ausgeführt sein
können.
Durch diese tritt die Reinigungsflüssigkeit aus einem Versorgungskanal 13 durch
die Öffnungen 15 in
der Trennwand 12 in den Abströmkanal 14. Durch diese
Maßnahme
bilden sich ebenfalls an allen Düsen
gleichartige und gleichbleibende Düsenstrahlen 7 aus,
auch wenn alle Düsenöffnungen 4 gleichartig
ausgeführt
sind.
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Die
in der Darstellung gemäß 5 in
dem Sprührohrquerschnitt 2 eingezogene
Trennwand 12 kann zum Beispiel durch ein einfaches eingeschobenes
Blech mit Löchern
gebildet sein. Die Vorteile dieser Lösung sind ihre fertigungstechnisch
bestechende Einfachheit, ihre Robustheit und ihr guter Effekt in Bezug
auf die Verlagerung von Längsströmungskomponenten
weg von den im Mantel des Sprührohrs 1 ausgeführten Düsenöffnungen 4.
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- 1
- Sprührohr
- 2
- Sprührohrquerschnitt
- 3
- Zuströmöffnung
- 4
- Prägung mit
Düsenöffnung
- 5
- Anströmrichtung
- 6
- Strömungsrichtung
im Rohr
- 7
- Ebene
der Düsenstrahlen
- 8
- Ablenkkörper
- 9
- Halteelement
- 10
- Blechteil
- 11
- Ablenkzunge
- 12
- Trennwand
- 13
- Versorgungskanal
- 14
- Abströmkanal
- 15
- Verbindungsöffnung