DE102019118257A1 - Cleaning device and method for driving a cleaning device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung (100) zum Reinigen eines Behälters, insbesondere Orbitalreiniger, umfassend: ein Gehäuse (110) mit einem Fluideinlass (112) zum Einlassen eines Fluids, insbesondere Reinigungsmittels, einen Rotor (120), welcher relativ zu dem Gehäuse (110) rotatorisch um eine erste Rotationsachse (122) antreibbar ist, einen Düsenkopf (130) mit einem Fluidauslass (132) zum Abgeben des Fluids, insbesondere Reinigungsmittels, wobei der Düsenkopf (130) an dem Rotor (120) drehbar um eine zweite Rotationsachse (134) montiert ist, einen Strömungskanal (140) zur fluidleitenden Verbindung von dem Fluideinlass (112) und dem Fluidauslass (132), eine Passage (142), welche fluidleitend dazu eingerichtet ist, einen Teil des strömenden Fluids zu dem Rotor (120) zu leiten, um ein Antriebsdrehmoment aufzubringen und den Rotor (120) rotatorisch anzutreiben, und eine Antriebseinheit (150), welche antriebsseitig mit dem Rotor (120) und abtriebsseitig mit dem Düsenkopf (130) gekoppelt und dazu eingerichtet ist, das Antriebsdrehmoment des Rotors (120) auf den Düsenkopf (130) zu übertragen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Antreiben einer Reinigungsvorrichtung.The invention relates to a cleaning device (100) for cleaning a container, in particular an orbital cleaner, comprising: a housing (110) with a fluid inlet (112) for admitting a fluid, in particular cleaning agent, a rotor (120) which, relative to the housing (110 ) can be driven in rotation about a first axis of rotation (122), a nozzle head (130) with a fluid outlet (132) for dispensing the fluid, in particular cleaning agent, the nozzle head (130) on the rotor (120) being rotatable about a second axis of rotation (134 ) is mounted, a flow channel (140) for the fluid-conducting connection of the fluid inlet (112) and the fluid outlet (132), a passage (142) which is fluid-conducting set up to conduct part of the flowing fluid to the rotor (120) , in order to apply a drive torque and to drive the rotor (120) rotationally, and a drive unit (150) which is connected to the rotor (120) on the drive side and to the nozzle head (130 ) is coupled and set up to transmit the drive torque of the rotor (120) to the nozzle head (130). The invention also relates to a method for driving a cleaning device.
Description
Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen eines Behälters, insbesondere einen Orbitalreiniger, und ein Verfahren zum Antreiben einer Reinigungsvorrichtung.The invention relates to a cleaning device for cleaning a container, in particular an orbital cleaner, and a method for driving a cleaning device.
Reinigungsvorrichtungen der eingangs genannten Art sind allgemein bekannt. Sie werden beispielsweise in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie zur hygienischen und insbesondere sterilen Reinigung von Behältern eingesetzt.Cleaning devices of the type mentioned are generally known. They are used, for example, in the food and beverage industry for the hygienic and especially sterile cleaning of containers.
Sogenannte Orbitalreiniger arbeiten dabei auf der Basis von zwei rotierenden Achsen, einer vertikalen und einer horizontalen Achse, um welche eine Rundstrahldüse derart rotiert, dass ein hochkonzentrierter Strahl von Wasser oder Reinigungsmittel mit hoher Aufschlagkraft eine intensive Reinigung der Oberflächen von Tanks und Behältern gewährleistet.So-called orbital cleaners work on the basis of two rotating axes, a vertical and a horizontal axis, around which a round jet nozzle rotates in such a way that a highly concentrated jet of water or cleaning agent with high impact ensures intensive cleaning of the surfaces of tanks and containers.
Der Antrieb solcher Reinigungsvorrichtungen erfolgt zumeist durch das einströmende Fluid, insbesondere Reinigungsmittel, selbst. Dabei ist ein Rotor derart in dem Strömungspfad des in die Reinigungsvorrichtung einströmenden Fluids angeordnet, dass der Rotor in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit angetrieben wird. Durch die Rotation des Rotors wird die Reinigungsvorrichtung und insbesondere ein Düsenkopf für eine solche Reinigungsvorrichtung, um eine erste Achse herum angetrieben.Such cleaning devices are mostly driven by the inflowing fluid, in particular cleaning agent itself. A rotor is arranged in the flow path of the fluid flowing into the cleaning device in such a way that the rotor is driven as a function of the flow velocity. As a result of the rotation of the rotor, the cleaning device, and in particular a nozzle head for such a cleaning device, is driven around a first axis.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine verbesserte Reinigungsvorrichtung anzugeben.It is therefore an object of the present invention to provide an improved cleaning device.
Die Erfindung löst die vorstehend genannte Aufgabe durch eine Reinigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1.The invention achieves the above-mentioned object by a cleaning device according to claim 1.
Insbesondere schlägt die Erfindung eine Reinigungsvorrichtung der eingangs genannten Art vor, umfassend: ein Gehäuse mit einem Fluideinlass zum Einlassen eines Fluids, insbesondere Reinigungsmittels, einen Rotor, welcher relativ zu dem Gehäuse rotatorisch um eine erste Rotationsachse antreibbar ist, einen Düsenkopf mit einem Fluidauslass zum Abgeben des Fluids, insbesondere Reinigungsmittels, wobei der Düsenkopf an dem Rotor drehbar um eine zweite Rotationsachse montiert ist, einen Strömungskanal zur fluidleitenden Verbindung von dem Fluideinlass und dem Fluidauslass, eine Passage, welche fluidleitend dazu eingerichtet ist, einen Teil des strömenden Fluids zu dem Rotor zu leiten, um ein Antriebsdrehmoment aufzubringen und den Rotor rotatorisch anzutreiben, und eine Antriebseinheit, welche antriebsseitig mit dem Rotor und abtriebsseitig mit dem Düsenkopf gekoppelt und dazu eingerichtet ist, das Antriebsdrehmoment des Rotors auf den Düsenkopf zu übertragen.In particular, the invention proposes a cleaning device of the type mentioned at the outset, comprising: a housing with a fluid inlet for admitting a fluid, in particular cleaning agent, a rotor which can be rotatably driven relative to the housing about a first axis of rotation, a nozzle head with a fluid outlet for dispensing of the fluid, in particular cleaning agent, wherein the nozzle head is rotatably mounted on the rotor about a second axis of rotation, a flow channel for the fluid-conducting connection of the fluid inlet and the fluid outlet, a passage which is fluid-conducting set up to supply part of the flowing fluid to the rotor guide in order to apply a drive torque and to drive the rotor rotationally, and a drive unit which is coupled on the drive side to the rotor and on the output side to the nozzle head and is set up to transmit the drive torque of the rotor to the nozzle head.
Die Erfindung umfasst die Erkenntnis, dass bei den Reinigungsvorrichtungen der eingangs genannten Art durch die Anordnung des Rotors im Strömungspfad die Gestaltungsvielfalt bei solchen Reinigern eingeschränkt ist. Die Erfindung umfasst weiterhin die Erkenntnis, dass die Anordnung des Rotors im Strömungspfad turbulente Strömungen bzw. Strömungsstörungen bedingt, so dass der Antrieb des Düsenkopfes beeinträchtigt wird. Die Erfindung umfasst in diesem Zusammenhang die Erkenntnis, dass durch den Antrieb des Düsenkopfes in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit diese Turbulenzen und Strömungsstörungen zu einer Diskontinuität und Beeinträchtigung der Steuerung des Düsenkopfes führen.The invention includes the knowledge that in the cleaning devices of the type mentioned at the outset, the arrangement of the rotor in the flow path restricts the design variety in such cleaners. The invention further includes the knowledge that the arrangement of the rotor in the flow path causes turbulent flows or flow disturbances, so that the drive of the nozzle head is impaired. In this context, the invention includes the knowledge that, as a result of the drive of the nozzle head, depending on the flow speed, these turbulences and flow disturbances lead to a discontinuity and impairment of the control of the nozzle head.
Ein Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, dass eine Passage, welche fluidleitend dazu eingerichtet ist, einen Teil des strömenden Fluids zu dem Rotor zu leiten, einen zuverlässigen Antrieb des Rotors ermöglicht und zugleich eine Beeinträchtigung bzw. die Entstehung von Turbulenzen des strömenden Fluids zwischen dem Fluideinlass und dem Fluidauslass vermeidet. Ferner ermöglicht eine solche Passage vorteilhaft die Erzeugung eines druckgesteuerten Antriebsdrehmoments, welches somit nicht länger allein durch die Fließgeschwindigkeit des strömenden Fluids gesteuert wird. Somit wird die Gestaltungsvielfalt einer solchen vorteilhaften Reinigungsvorrichtung erhöht und die Steuerbarkeit des Antriebs in Abhängigkeit von dem Druck ermöglicht.One advantage of the invention lies in the fact that a passage which is fluidly configured to conduct part of the flowing fluid to the rotor enables reliable drive of the rotor and at the same time impairs or creates turbulence in the flowing fluid between the Fluid inlet and the fluid outlet avoids. Furthermore, such a passage advantageously enables the generation of a pressure-controlled drive torque which is therefore no longer controlled solely by the flow speed of the flowing fluid. The design variety of such an advantageous cleaning device is thus increased and the controllability of the drive as a function of the pressure is made possible.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Rotor oder das Gehäuse mindestens einen Wälzkörper auf, wobei das Gehäuse oder der Rotor mindestens eine koaxial zu dem Rotor angeordnete Wälzfläche aufweist, und der Teil des strömenden Fluids derart zu dem Rotor geleitet wird, dass der Wälzkörper durch das Fluid entlang der Wälzfläche bewegt wird. Somit wird durch Antreiben eines Wälzkörpers entlang einer koaxial zu dem Rotor angeordneten Wälzfläche ein Antriebsdrehmoment auf den Rotor aufgebracht. Ein solcher Wälzkörper ist bevorzugt derart mit dem Rotor gekoppelt, dass der Wälzkörper entlang der Wälzfläche und somit um die erste Rotationsachse herumbewegt wird, sodass der Rotor relativ zu dem Gehäuse um die erste Rotationsachse rotiert.According to a preferred embodiment, the rotor or the housing has at least one rolling element, the housing or the rotor having at least one rolling surface arranged coaxially to the rotor, and the part of the flowing fluid being guided to the rotor in such a way that the rolling element is passed through the fluid is moved along the rolling surface. A drive torque is thus applied to the rotor by driving a rolling element along a rolling surface arranged coaxially to the rotor. Such a rolling element is preferably coupled to the rotor in such a way that the rolling element is moved along the rolling surface and thus around the first axis of rotation, so that the rotor rotates around the first axis of rotation relative to the housing.
Vorzugsweise ist die Wälzfläche durch eine, insbesondere rotationssymmetrische, um die erste Rotationsachse herum ausgebildete Innenwand des Gehäuses ausgebildet, welche sich in axialer Richtung erstreckt. Alternativ ist die Wälzfläche durch eine, insbesondere rotationssymmetrische, um die erste Rotationsachse herum ausgebildete Aussenwand des Rotors ausgebildet. Somit kann in beiden Fällen eine kompakte Bauform gewährleistet werden und der Wälzkörper innerhalb des Gehäuses derart rotieren, dass ein Antriebsdrehmoment auf den Rotor aufgebracht wird. Die Innenwand erstreckt sich dabei zumindest entlang eines Teils des Wälzkörpers in axialer Richtung, sodass dieser entlang der Innenwand, welche die Wälzfläche ausbildet, geführt bewegt wird. Dabei kann der mindestens eine Wälzkörper bevorzugt radial innerhalb der Wälzfläche angeordnet sein. Auf diese Weise wird bei gegebener Baugröße der Vorrichtung ein höheres Drehmoment erreicht, als bei einer alternativen, ebenfalls bevorzugten Ausführungsform, bei der der mindestens eine Wälzkörper radial ausserhalb der Wälzfläche angeordnet ist, so dass sich die Wälzfläche zwischen dem mindestens einen Wälzkörper und der Rotationsachse befindet.The rolling surface is preferably formed by an, in particular rotationally symmetrical, inner wall of the housing that is formed around the first axis of rotation and extends in the axial direction. Alternatively, the rolling surface is formed by an, in particular rotationally symmetrical, outer wall of the rotor that is formed around the first axis of rotation. Thus, a compact design can be guaranteed in both cases and the rolling elements within the housing in this way rotate so that a drive torque is applied to the rotor. The inner wall extends at least along part of the rolling element in the axial direction so that it is moved in a guided manner along the inner wall which forms the rolling surface. The at least one rolling element can preferably be arranged radially inside the rolling surface. In this way, for a given size of the device, a higher torque is achieved than in an alternative, likewise preferred embodiment, in which the at least one rolling element is arranged radially outside the rolling surface, so that the rolling surface is between the at least one rolling element and the axis of rotation .
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Abstand der Wälzfläche zu der Rotationsachse nicht konstant, sodass die Wälzfläche mindestens einen ersten Abschnitt aufweist, in welchem der Abstand sinkt und mindestens einen zweiten Abschnitt aufweist, in welchem der Abstand steigt. Somit wird neben der Bewegung des Wälzkörpers in Umfangsrichtung ferner eine Bewegung des Wälzkörpers in radialer Richtung erzeugt, welche abhängig vom Abstand der Wälzfläche zu der Rotationsachse ist. Somit führt eine Bewegung des Wälzkörpers in radialer Richtung ebenso zu einer Bewegung des Wälzkörpers in Umfangsrichtung entlang der Wälzfläche.According to a particularly preferred embodiment, the distance between the rolling surface and the axis of rotation is not constant, so that the rolling surface has at least one first section in which the distance decreases and has at least one second section in which the distance increases. Thus, in addition to the movement of the rolling element in the circumferential direction, a movement of the rolling element in the radial direction is also generated, which is dependent on the distance between the rolling surface and the axis of rotation. Thus, a movement of the rolling element in the radial direction also leads to a movement of the rolling element in the circumferential direction along the rolling surface.
Vorzugsweise weist der Rotor eine Mehrzahl von Wälzkörpern auf und die Wälzfläche eine Mehrzahl von ersten Abschnitten, in welchen der Abstand sinkt und eine Mehrzahl von zweiten Abschnitten auf, in welchen der Abstand steigt, wobei jeweils ein erster Abschnitt benachbart zu einem zweiten Abschnitt angeordnet ist. In dem zweiten Abschnitt führt eine Bewegung des Wälzkörpers radial nach außen somit gleichzeitig zu einer Bewegung in Umfangsrichtung. Anschließend kann dabei ein benachbarter Wälzkörper durch das strömende Fluid radial nach außen angetrieben werden, sodass auch dieser in einem definierten Bereich in Umfangsrichtung bewegt wird. Die so aufeinanderfolgende Bewegung in Umfangsrichtung der Mehrzahl der Wälzkörper bedingt dabei eine Rotation des Rotors um die erste Rotationsachse herum.The rotor preferably has a plurality of rolling elements and the rolling surface has a plurality of first sections in which the distance decreases and a plurality of second sections in which the distance increases, a first section in each case being arranged adjacent to a second section. In the second section, a movement of the roller body radially outwards thus simultaneously leads to a movement in the circumferential direction. Then an adjacent rolling element can be driven radially outward by the flowing fluid so that it is also moved in a defined area in the circumferential direction. The successive movement in the circumferential direction of the plurality of rolling elements causes the rotor to rotate about the first axis of rotation.
Vorzugsweise ist der Abstand der Wälzfläche zu der Rotationsachse als eine Funktion A = sin α beschreibbar. Somit findet eine gleichmäßige Zu- und Abnahme des Abstandes der Wälzfläche von der Rotationsachse und somit eine gleichmäßige Bewegung des Wälzkörpers in radialer Richtung zwischen einer maximal ausgelenkten und einer maximal eingelenkten Position in radialer Richtung statt.The distance between the rolling surface and the axis of rotation can preferably be described as a function A = sin α. Thus, there is a uniform increase and decrease in the distance between the rolling surface and the axis of rotation and thus a uniform movement of the rolling element in the radial direction between a maximally deflected and a maximally deflected position in the radial direction.
Bevorzugt ist die Passage fluidleitend mit einem zumindest teilweise durch den Strömungskanal gebildeten Druckraum für unter Druck stehendes Fluid verbunden. Auf diese Weise kann unter Druck stehendes Fluid besonders einfach in die Passage gelangen.The passage is preferably connected in a fluid-conducting manner to a pressure space for pressurized fluid that is at least partially formed by the flow channel. In this way, fluid under pressure can get into the passage particularly easily.
Alternativ oder ergänzend kann die Passage fluidleitend mit einem zumindest teilweise durch einen Innenraum des Rotors gebildeten Druckraum für unter Druck stehendes Fluid verbunden sein.Alternatively or in addition, the passage can be connected in a fluid-conducting manner to a pressure space for pressurized fluid, which is at least partially formed by an interior of the rotor.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Antriebseinheit: eine Antriebswelle zum Antreiben des Düsenkopfes, welche koaxial zu der zweiten Rotationsachse angeordnet und derart mit dem Rotor gekoppelt ist, dass die Antriebswelle mit dem Rotor um die erste Rotationsachse angetrieben wird, und eine relativ zu der ersten und zweiten Rotationsachse stationäre Aufnahme, wobei die Antriebswelle derart mit der stationären Aufnahme in Eingriff steht, dass das Antriebsdrehmoment des Rotors auf die Antriebswelle übertragen wird und die Antriebswelle um die zweite Achse rotiert. Somit wird durch die Rotation des Rotors sowie der mit dem Rotor gekoppelten Antriebswelle um die erste Rotationsachse herum zugleich ein Drehmoment auf die Antriebswelle der Antriebseinheit aufgebracht, welches die Antriebswelle um die zweite Rotationsachse herum derart antreibt, dass der Düsenkopf um die erste Rotationsachse und die zweite Rotationsachse herum rotatorisch angetrieben wird.According to a further preferred embodiment, the drive unit comprises: a drive shaft for driving the nozzle head, which is arranged coaxially to the second axis of rotation and is coupled to the rotor in such a way that the drive shaft with the rotor is driven about the first axis of rotation, and one relative to the first and second axis of rotation stationary receptacle, wherein the drive shaft is in engagement with the stationary receptacle in such a way that the drive torque of the rotor is transmitted to the drive shaft and the drive shaft rotates about the second axis. Thus, through the rotation of the rotor and the drive shaft coupled to the rotor around the first axis of rotation, a torque is applied to the drive shaft of the drive unit at the same time, which drives the drive shaft around the second axis of rotation in such a way that the nozzle head around the first axis of rotation and the second The axis of rotation is driven in rotation around.
Vorzugsweise weist die stationäre Aufnahme ein stationäres Kegelrad auf, welches koaxial zur ersten Rotationsachse angeordnet und rotorseitig verjüngend ausgebildet ist, und die Antriebswelle ein Antriebs-Kegelrad zur drehmomentübertragenden Koppelung mit dem stationären Kegelrad auf, welches koaxial zur zweiten Rotationsachse angeordnet und in Richtung der ersten Rotationsachse verjüngend ausgebildet ist. Somit ist die Antriebseinheit nach Art eines Kegelradgetriebes ausgebildet, welches die erste Rotationsachse und eine zweite winkelig zu der ersten Rotationsachse angeordnete Rotationsachse umfasst, welche einen gemeinsamen Schnittpunkt besitzen. Die Kraftübertragung erfolgt durch das erste und das Antriebs-Kegelrad. Ein solches Kegelrad weist bevorzugt eine Außenverzahnung auf, wobei die Zähne des Antriebs-Kegelrads an den Zähnen des stationären Kegelrads entlangwälzen bzw. entlanggleiten. Das Gleiten bzw. Wälzen wird durch die Relativbewegung des Antriebs-Kegelrads relativ zu dem stationären Kegelrad erzeugt. Das stationäre Kegelrad ist bevorzugt ein Tellerrad und das Antriebs-Kegelrad ist bevorzugt ein Ritzel. Die Kegelräder stehen derart miteinander in Eingriff, dass sowohl eine Relativbewegung des Antriebs-Kegelrads um die erste Rotationsachse in einer ersten Drehrichtung als auch in einer zweiten Drehrichtung die Übertragung des Antriebsdrehmoments des Rotors um die erste Rotationsachse auf die Antriebswelle bedingt.The stationary receptacle preferably has a stationary bevel gear, which is arranged coaxially to the first axis of rotation and is tapered on the rotor side, and the drive shaft has a bevel drive gear for torque-transmitting coupling with the stationary bevel gear, which is arranged coaxially to the second axis of rotation and in the direction of the first axis of rotation is tapered. The drive unit is thus designed in the manner of a bevel gear, which comprises the first axis of rotation and a second axis of rotation which is arranged at an angle to the first axis of rotation and which have a common point of intersection. The power is transmitted through the first and the drive bevel gear. Such a bevel gear preferably has external toothing, the teeth of the drive bevel gear rolling or sliding along the teeth of the stationary bevel gear. The sliding or rolling is generated by the relative movement of the drive bevel gear relative to the stationary bevel gear. The stationary bevel gear is preferably a ring gear and the drive bevel gear is preferably a pinion. The bevel gears mesh with one another in such a way that a relative movement of the drive bevel gear around the first axis of rotation in a first direction of rotation and in a second direction of rotation causes the drive torque of the rotor to be transmitted to the drive shaft around the first axis of rotation.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Strömungskanal eine erste Querschnittsfläche auf und die Passage eine zweite Querschnittsfläche auf, wobei die zweite Querschnittsfläche kleiner als die erste Querschnittsfläche ist. Somit kann die Fließgeschwindigkeit des Fluids in der Passage durch die im Vergleich zur ersten Querschnittsfläche kleinere zweite Querschnittsfläche erhöht werden. Somit kann auch bei einer vergleichsweise langsamen Strömung des Fluids in dem Strömungskanal eine schnellere Rotationsbewegung des Düsenkopfes um die erste und zweite Rotationsachse erzeugt werden.According to a further preferred embodiment, the flow channel has a first cross-sectional area and the passage has a second cross-sectional area, the second cross-sectional area being smaller than the first cross-sectional area. The flow rate of the fluid in the passage can thus be increased by the second cross-sectional area, which is smaller than the first cross-sectional area. Thus, even with a comparatively slow flow of the fluid in the flow channel, a faster rotational movement of the nozzle head about the first and second rotational axes can be generated.
Ferner kann die erste Querschnittsfläche des Strömungskanals kleiner sein als die zweite Querschnittsfläche der Passage, sodass die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids hoch sein kann und eine vergleichsweise langsame Rotation des Düsenkopfes um die erste Achse und die zweite Achse erzeugt wird.Furthermore, the first cross-sectional area of the flow channel can be smaller than the second cross-sectional area of the passage, so that the flow velocity of the fluid can be high and a comparatively slow rotation of the nozzle head about the first axis and the second axis is generated.
Vorzugsweise weist das Gehäuse einen koaxial zu der ersten Rotationsachse angeordneten zylindrischen Abschnitt auf, welcher einen Abschnitt des Strömungskanals ausbildet, und wobei das stationäre Kegelrad an einem rotorseitigen Ende des zylindrischen Abschnitts ausgebildet ist. Somit wird die stationäre Aufnahme durch den zylindrischen Abschnitt ausgebildet, welcher rotorseitig das stationäre Kegelrad aufweist. Die Bauform des Gehäuses wird somit kompakter gestaltet, da ein Teil des Strömungskanals, nämlich der Teil des Strömungskanals, welcher den Fluideinlass aufweist und mit einer Zuführleitung koppelbar ist, die stationäre Aufnahme ausbildet. Dieser Teil des Strömungskanals ist dabei herkömmlicherweise stationär ausgebildet, da eine sichere fluidleitende Kopplung zu der Zuführleitung gewährleistet sein muss.The housing preferably has a cylindrical section which is arranged coaxially to the first axis of rotation and which forms a section of the flow channel, and wherein the stationary bevel gear is formed at an end of the cylindrical section on the rotor side. The stationary receptacle is thus formed by the cylindrical section which has the stationary bevel gear on the rotor side. The design of the housing is thus made more compact, since part of the flow channel, namely the part of the flow channel which has the fluid inlet and can be coupled to a supply line, forms the stationary receptacle. This part of the flow channel is conventionally designed to be stationary, since a reliable fluid-conducting coupling to the supply line must be ensured.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Rotor einen Käfig zum Führen des Wälzkörpers in radialer Richtung auf, welcher koaxial zur ersten Rotationsachse angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, mit dem Wälzkörper um die erste Rotationsachse zu rotieren. Somit ist die Mehrzahl der Wälzkörper miteinander gekoppelt und in radialer Richtung geführt. Eine Bewegung jeweils eines Wälzkörpers in Umfangsrichtung bedingt somit eine Bewegung in Umfangsrichtung aller Wälzkörper, welche durch den Käfig geführt werden. Das Bewegen jeweils eines Wälzkörpers radial nach außen durch einen Teil des strömenden Fluids bedingt somit gleichermaßen eine Relativbewegung in Umfangsrichtung aller Wälzkörper.According to a further preferred embodiment, the rotor has a cage for guiding the rolling element in the radial direction, which is arranged coaxially to the first axis of rotation and is set up to rotate with the rolling element about the first axis of rotation. The majority of the rolling elements are thus coupled to one another and guided in the radial direction. A movement of one rolling element in each case in the circumferential direction thus requires a movement in the circumferential direction of all of the rolling elements which are guided through the cage. The movement of one rolling element in each case radially outward through a part of the flowing fluid thus equally causes a relative movement in the circumferential direction of all rolling elements.
Vorzugsweise ist der Käfig zumindest teilweise an dem Gehäuse aufgenommen und der Wälzkörper durch den Käfig derart geführt, dass der Wälzkörper in radialer Richtung zwischen dem Käfig und der Wälzfläche bewegbar ist. Somit wird eine geführte Bewegung des Wälzkörpers in radialer Richtung sichergestellt.The cage is preferably at least partially received on the housing and the rolling element is guided through the cage in such a way that the rolling element can be moved in the radial direction between the cage and the rolling surface. This ensures a guided movement of the rolling element in the radial direction.
Weiter bevorzugt weist der Käfig eine Mehrzahl von Aufnahmen auf, welche entlang eines äußeren Umfangs des Käfigs angeordnet und dazu eingerichtet sind, jeweils einen Wälzkörper zumindest teilweise aufzunehmen und in radialer Richtung zu führen. Durch solche Aufnahmen, welche den Wälzkörper in radialer Richtung führen, kann die Mehrzahl von Wälzkörpern derart durch den Käfig aufgenommen werden, dass sie innerhalb der Aufnahmen in radialer Richtung zwischen der Wälzfläche und einer inneren Kontaktfläche der jeweiligen Aufnahme bewegbar sind. Bevorzugt ist die Passage dabei mit zumindest einer Aufnahme fluidleitend verbunden, sodass ein Teil des strömenden Fluids zwischen dem Wälzkörper und einer inneren Kontaktfläche der Aufnahme eingeleitet wird und derart auf den Wälzkörper trifft, dass dieser radial nach außen gedrückt wird.The cage also preferably has a plurality of receptacles which are arranged along an outer circumference of the cage and are designed to at least partially receive a rolling element and to guide it in the radial direction. Through such receptacles, which guide the rolling elements in the radial direction, the plurality of rolling elements can be received by the cage in such a way that they can be moved within the receptacles in the radial direction between the rolling surface and an inner contact surface of the respective receptacle. The passage is preferably connected in a fluid-conducting manner to at least one receptacle, so that part of the flowing fluid is introduced between the rolling element and an inner contact surface of the receptacle and strikes the rolling element in such a way that it is pressed radially outward.
Vorzugsweise sind die Wälzkörper zylindrisch ausgebildet und die Aufnahme korrespondierend zu den Wälzkörpern jeweils teilzylindrisch ausgebildet. Eine solche zylindrische Ausbildung verhindert ein Verkanten des Wälzkörpers innerhalb der Aufnahme. Preferably, the rolling elements are cylindrical and the receptacle is designed in a partially cylindrical manner, corresponding to the rolling elements. Such a cylindrical design prevents the rolling element from tilting within the receptacle.
Vorzugsweise weisen die Aufnahmen jeweils eine dem Gehäuse abgewandte Öffnung auf, welche fluidleitend mit der Passage verbindbar ist. Somit kann ein Teil des strömenden Fluids durch die Öffnung derart zwischen dem Wälzkörper und einer inneren Kontaktfläche der Aufnahme eingeleitet werden, dass der Wälzkörper radial nach außen gedrückt wird.The receptacles preferably each have an opening facing away from the housing, which can be connected to the passage in a fluid-conducting manner. Thus, part of the flowing fluid can be introduced through the opening between the rolling element and an inner contact surface of the receptacle in such a way that the rolling element is pressed radially outward.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der Rotor ferner ein Abdeckelement, welches dazu eingerichtet ist, die Öffnungen zu verschließen, und wobei das Abdeckelement eine Mehrzahl von Kanälen aufweist, welche fluidleitend mit der Passage verbindbar sind. Somit kann in Abhängigkeit von den Kanälen eines solchen Abdeckelements ein definiertes Einströmen zumindest eines Teils des strömenden Fluids in die Aufnahme für die Wälzkörper gewährleistet werden, sodass der jeweilige Wälzkörper in der Aufnahme radial nach außen bewegt wird.According to a further preferred embodiment, the rotor further comprises a cover element, which is designed to close the openings, and wherein the cover element has a plurality of channels which can be connected to the passage in a fluid-conducting manner. Thus, depending on the channels of such a cover element, a defined inflow of at least part of the flowing fluid into the receptacle for the rolling elements can be ensured, so that the respective rolling element is moved radially outward in the receptacle.
Weiter bevorzugt ist in einem solchen Abdeckelement zumindest ein Abströmkanal ausgebildet, aus welchem das in der Aufnahme befindliche Fluid abfließen kann, nachdem der jeweilige Wälzkörper radial nach außen bewegt wurde.Further preferably, at least one discharge channel is formed in such a cover element, from which the fluid located in the receptacle can flow after the respective rolling element has been moved radially outward.
Die Erfindung wurde vorstehend in Bezug auf einen ersten Aspekt beschrieben.The invention has been described above in relation to a first aspect.
Die Erfindung betrifft ferner in einem zweiten Aspekt ein Verfahren zum Antreiben einer Reinigungsvorrichtung, insbesondere einer Reinigungsvorrichtung der vorstehend beschriebenen Art.In a second aspect, the invention also relates to a method for driving a cleaning device, in particular a cleaning device of the type described above.
Die Erfindung löst die vorstehend beschriebene Aufgabe in einem zweiten Aspekt durch den Gegenstand des Anspruchs 18.The invention achieves the object described above in a second aspect through the subject matter of claim 18.
Insbesondere schlägt die Erfindung ein Verfahren zum Antreiben einer Reinigungsvorrichtung vor, insbesondere ein Verfahren zum Antreiben einer Reinigungsvorrichtung der vorstehend beschriebenen Art, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
- - Einlassen eines Fluids, insbesondere Reinigungsmittels, in ein Gehäuse,
- - Leiten eines Teils des strömenden Fluids zu einem Rotor,
- - Antreiben des Rotors durch den Teil des strömenden Fluids um eine erste Rotationsachse relativ zu dem Gehäuse,
- - Bereitstellen einer Antriebseinheit, welche antriebsseitig mit dem Rotor und abtriebsseitig mit einem Düsenkopf gekoppelt ist,
- - Übertragen des Drehmoments des Rotors auf den Düsenkopf durch die Antriebseinheit, und
- - Abgeben des Fluids durch einen Fluidauslass des Düsenkopfes.
- - Letting a fluid, in particular cleaning agent, into a housing,
- - directing part of the flowing fluid to a rotor,
- - Driving the rotor by the part of the flowing fluid about a first axis of rotation relative to the housing,
- - Provision of a drive unit which is coupled to the rotor on the drive side and to a nozzle head on the driven side,
- - Transmission of the torque of the rotor to the nozzle head by the drive unit, and
- - Dispensing the fluid through a fluid outlet of the nozzle head.
Das erfindungsgemäße Verfahren und seine möglichen Fortbildungen weisen Merkmale bzw. Verfahrensschritte auf, die sie insbesondere dafür geeignet machen, für eine Reinigungsvorrichtung gemäß dem vorherigen Aspekt und den jeweiligen Fortbildungen verwendet zu werden.The method according to the invention and its possible developments have features or method steps that make them particularly suitable for being used for a cleaning device according to the previous aspect and the respective developments.
Für weitere Vorteile, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails dieses weiteren Aspekts und seiner möglichen Fortbildungen wird auf die zuvor erfolgte Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen und Fortbildungen der Reinigungsvorrichtung verwiesen.For further advantages, design variants and design details of this further aspect and its possible further developments, reference is made to the description given above for the corresponding features and further developments of the cleaning device.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen:
-
1 : eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung; -
2 : ein Gehäuse für die Reinigungsvorrichtung gemäß1 in einer perspektivischen Ansicht; -
3 : ein Käfig für die Reinigungsvorrichtung gemäß1 in einer perspektivischen Ansicht; -
4 : ein Abdeckelement für die Reinigungsvorrichtung gemäß1 in einer perspektivischen Ansicht; -
5 : einen Wälzkörper für die Reinigungsvorrichtung gemäß1 in einer perspektivischen Ansicht; -
6 : ein Kegelrad für die Reinigungsvorrichtung gemäß1 einer perspektivischen Ansicht.
-
1 : a sectional view of a cleaning device according to the invention; -
2 : a housing for the cleaning device according to1 in a perspective view; -
3 : a cage for the cleaning device according to1 in a perspective view; -
4th : a cover element for the cleaning device according to FIG1 in a perspective view; -
5 : a rolling element for the cleaning device according to FIG1 in a perspective view; -
6th : a bevel gear for the cleaning device according to1 a perspective view.
Die in
Das Gehäuse
Der Rotor
Der Düsenkopf
Die Reinigungsvorrichtung
Weiterhin umfasst die Reinigungsvorrichtung
Die Reinigungsvorrichtung
Bevorzugt umfasst die Antriebseinheit
Die Antriebseinheit
Die stationäre Aufnahme
Die Reinigungsvorrichtung
Der Käfig
Die Wälzkörper
Die Reinigungsvorrichtung
Die Reinigungsvorrichtung
Die
Wie insbesondere
Die Wälzfläche
Das Gehäuse
Ferner ist an dem zylindrischen Abschnitt
Durch die benachbart zueinander angeordneten ersten und zweiten Abschnitte
Der Käfig
Die Aufnahmen
Der Käfig
Wie insbesondere
Das Abdeckelement
Das Abdeckelement
Durch das Fluid, welches durch die Kanäle
Durch diese Ausweichbewegung radial nach außen wälzt jeweils ein Wälzkörper
Das Antriebs-Kegelrad
Im montierten Zustand ist das zweite Kegel
Somit wird mittels der Wälzkörper
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 100100
- ReinigungsvorrichtungCleaning device
- 110110
- Gehäusecasing
- 112112
- FluideinlassFluid inlet
- 114114
- InnenwandInner wall
- 116116
- WälzflächeRolling surface
- 116a116a
- erster Abschnittfirst section
- 116b116b
- zweiter Abschnittsecond part
- 118118
- zylindrischen Abschnittcylindrical section
- 120120
- Rotorrotor
- 122122
- erste Rotationsachsefirst axis of rotation
- 124124
- WälzkörperRolling elements
- 130130
- DüsenkopfNozzle head
- 132132
- FluidauslassFluid outlet
- 134134
- zweite Rotationsachsesecond axis of rotation
- 140140
- StrömungskanalFlow channel
- 142142
- Passagepassage
- 150150
- AntriebseinheitDrive unit
- 152152
- Antriebswelledrive shaft
- 154154
- stationäre Aufnahmehospitalized
- 156156
- Antriebs-KegelradDrive bevel gear
- 158158
- stationäres Kegelradstationary bevel gear
- 160160
- KäfigCage
- 162162
- teilzylindrische Aufnahmepartially cylindrical recording
- 164164
- gerader Wandabschnittstraight wall section
- 166166
- Öffnungopening
- 168168
- erste zentrale zylindrische Öffnungfirst central cylindrical opening
- 170170
- AbdeckelementCover element
- 172172
- Mehrzahl von KanälenPlurality of channels
- 174174
- zweite zentrale zylindrische Öffnungsecond central cylindrical opening
- 180180
- erster Lagerringfirst bearing ring
- 182182
- zweiter Lagerringsecond bearing ring
- 184184
- dritter Lagerringthird bearing ring
Claims (18)
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EP20730609.3A EP3993909A1 (en) | 2019-07-05 | 2020-06-03 | Cleaning device and method for driving a cleaning device |
PCT/EP2020/065362 WO2021004699A1 (en) | 2019-07-05 | 2020-06-03 | Cleaning device and method for driving a cleaning device |
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Family Applications (1)
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-
2019
- 2019-07-05 DE DE102019118257.3A patent/DE102019118257A1/en active Pending
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2020
- 2020-06-03 EP EP20730609.3A patent/EP3993909A1/en active Pending
- 2020-06-03 WO PCT/EP2020/065362 patent/WO2021004699A1/en unknown
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---|---|
WO2021004699A1 (en) | 2021-01-14 |
EP3993909A1 (en) | 2022-05-11 |
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