DE19511820A1 - Rotordüse, insbesondere für ein Hochdruckreinigungsgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotordüse, insbesondere für ein Hochdruckreinigungsgerät, mit einem Düsengehäuse, das an seinem axial einen Ende eine zentrale Einlaßöffnung und am anderen Ende eine Auslaßöffnung für die Reinigungsflüssigkeit aufweist, sowie mit einem im Düsengehäuse gegenüber dessen Längsachse geneigt angeordneten, drehangetriebenen und an der Gehäuseinnenwand sich abwälzenden Rotor, der mit einer von der Reinigungsflüssigkeit durchströmten, in einer Stelze angeordneten Düse versehen ist, deren zur Auslaßöffnung weisendes Ende in einem Napflager schwenkbar abgestützt ist.

Eine derartige Rotordüse ist beispielsweise in der DE 44 33 646 beschrieben. Grundsätzlich ist es für viele Anwendungsfälle solcher Rotordüsen günstig, die in der Regel bauartbedingt hohe Umlaufgeschwindigkeit des Rotors zu verringern, wofür schon unterschiedliche Maßnahmen vorgeschlagen wurden. Hierdurch wiederum erfährt die Rotordüse jedoch in der Regel eine Einschränkung dahingehend, daß eine Beeinflussung des Spritzbildes nicht mehr oder kaum noch möglich ist.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Rotordüse der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß auch bei Betrieb unter verringerter Drehzahl unterschiedliche Spritzbilder wählbar sind.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Rotor an seiner zur Auslaßöffnung weisenden Seite hülsenförmig ausgebildet ist und dort endseitig in der Art eines Kugelgelenks auf einer Lagerhülse gelagert ist, wobei das Napflager konzentrisch in der Lagerhülse angeordnet ist und der Rotor innenseitig Mitnahmeflächen für die Stelze aufweist.

Der durch die Erfindung erreichte Vorteil besteht im wesentlichen darin, daß einerseits über die Lagerung des Rotors an der Lagerhülse eine Beeinflussung des Bewegungsablaufes des durch die durchströmende Reinigungsflüssigkeit drehangetriebenen Rotors möglich ist, und daß andererseits über die am Rotor innenseitig angebrachten Mitnahmeflächen der Bewegungsablauf der Stelze beeinflußt wird, deren Bewegung unmittelbar für das erreichbare Spritzbild verantwortlich ist. Durch die individuelle Gestaltung der Mitnahmeflächen kann daher das Spritzbild in weiten Grenzen beeinflußt werden.

In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist die konvexe Fläche des Kugelgelenks außenseitig entweder an der Lagerhülse oder am Rotor und entsprechend die konkave Fläche innenseitig entweder am Rotor oder an der Lagerhülse angeordnet ist. Dabei ist es weiter vorteilhaft, wenn der an die konvexe Fläche angrenzende, der Auslaßöffnung abgewandte Bereich der Lagerhülse sich konisch verjüngt.

Weiter ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, daß der Rotor in seinem hülsenförmig ausgebildeten Bereich eine oder mehrere, radial verlaufende Einströmöffnungen für die Reinigungsflüssigkeit aufweist.

Soweit die Mitnahmeflächen die Stelze unmittelbar umschließen, ergibt sich ein konventionelles, im wesentlichen kreisrundes Spritzbild infolge des Bewegungsablauf s des Rotors längs einer Konusfläche. Es besteht jedoch im Rahmen der Erfindung die vorteilhafte Möglichkeit, daß der Rotor eine radial verlaufende Gleitnut für das der Düsenmündung abgewandte Ende der Stelze aufweist, wodurch die Nutwände die Mitnahmeflächen für die Stelze bilden. Die Gleitnut verläuft dabei zweckmäßigerweise kreisbogenförmig unter einem Radius, der der Gesamtlänge der Stelze entspricht, so daß die Stirnfläche der Stelze, über die die Reinigungsflüssigkeit in Richtung zur Düse einströmt, stets gleichen Abstand zum Boden der Gleitnut aufweist. Die Gleitnut kann sich dabei bis zur äußeren Mantelfläche des Rotors erstrecken, so daß das Ende der Gleitnut zugleich die Einströmöffnung für die Reinigungsflüssigkeit bildet.

Um die Zuströmung der Reinigungsflüssigkeit ins Innere der Stelze weiter zu fördern, ist vorteilhafterweise im Boden der Gleitnut eine dieser gegenüber schmalere Strömungsnut angeordnet. Diese Strömungsnut ist zweckmäßigerweise etwa mittig zur Gleitnut angeordnet und endseitig jeweils geschlossen. Dabei schließen an den oberen Rand der Nutwände der Gleitnut sich in den hülsenförmigen Bereich des Rotors hin erweiternde Konusflächen an.

Schließlich kann zur weiteren Beeinflussung des Spritzbildes die Lagerhülse zwei parallele, die Stelze zwischen sich aufnehmende Begrenzungsflächen aufweisen, die bezüglich der Längsachse des Düsengehäuses unter einem Winkel von 90° gegenüber der Gleitnut ausgerichtet sind, wobei die Lagerhülse mit einem Rotor drehschlüssig verbunden ist. Diese Begrenzungsflächen lassen die Stelze lediglich eine Pendelbewegung ausführen, wodurch sich ein lineares Spritzbild der Rotordüse ergibt. Durch die Ausrichtung der Gleitnut im Rotor unter einem Winkel von 90° gegenüber diesen Begrenzungsflächen ist sicher gestellt, daß der Rotor trotz der Beschränkung der Stelze auf eine Pendelbewegung längs einer konischen Fläche ablaufen kann.

Um die Drehschlüssigkeit zwischen der Lagerhülse und dem Rotor zu erreichen, kann vorteilhafterweise die Lagerhülse im Bereich ihrer konvexen Fläche einen in eine Aussparung des Rotors greifenden Rastvorsprung aufweisen.

Der Rotor weist in an sich bekannter Weise an seinem der Auslaßöffnung abgewandten Ende einen in eine Ringnut eingelegten Reibring auf, über den der Rotor an der Innenwand des Düsengehäuses abläuft. Dies ist eine der Maßnahmen, durch die eine Reduzierung der Drehzahl erreicht wird.

Schließlich kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Lagerhülse einstückig mit dem Düsengehäuse ausgebildet sein.

Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel erläutert; es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Rotordüse,

Fig. 2 einen weiteren Längsschnitt durch die Rotordüse, senkrecht zu dem Schnitt gemäß Fig. 1.

Die in der Zeichnung wiedergegebene Rotordüse dient insbesondere zur Verwendung in Verbindung mit einem Hochdruckreinigungsgerät. Im einzelnen besteht die Rotordüse aus einem Düsengehäuse 1, das an seinem axial einen Ende eine zentrale Einlaßöffnung 2 und an seinem anderen Ende eine Auslaßöffnung 3 für die Reinigungsflüssigkeit aufweist. Innerhalb des Düsengehäuses 1 ist ein gegenüber dessen Längsachse geneigt angeordneter Rotor 4 vorgesehen, der durch die das Düsengehäuse durchströmende Reinigungsflüssigkeit drehangetrieben ist und sich dabei an der Gehäuseinnenwand abwälzt. Der Rotor 4 ist mit einer Stelze 5 versehen, innerhalb der eine Düse 6 angeordnet ist, die ebenfalls von der Reinigungsflüssigkeit durchströmt wird und diese durch die Auslaßöffnung 3 nach außen abgibt. Die Düse 6 selbst ist dazu mit ihrem zur Auslaßöffnung 3 weisenden Ende in einem Napflager 7 schwenkbar abgestützt.

Der Rotor 4 ist an seiner zur Auslaßöffnung 3 weisenden Seite hülsenförmig ausgebildet und dort endseitig in der Art eines Kugelgelenks auf einer Lagerhülse 8 gelagert. Das Napflager 7 ist seinerseits konzentrisch in der Lagerhülse 8 angeordnet. Um die Stelze 5 entsprechend dem gewünschten Spritzbild bewegen zu können, weist der Rotor 4 innenseitig Mitnahmeflächen für die Stelze 5 auf.

Die Lagerhülse 8 trägt außenseitig die konvexe Fläche des Kugelgelenks, während der Rotor 4 innenseitig die korrespondierende, konkave Fläche aufweist. Ebenso kann jedoch auch der Rotor 4 außenseitig die konvexe Fläche aufweisen, die der konkaven Fläche der Lagerhülse 8 oder direkt des Düsengehäuses 1 anliegt. Um den Bewegungsablauf des Rotors 4 längs einer konischen Fläche zu ermöglichen, verjüngt sich der an die konvexe Fläche angrenzende, der Auslaßöffnung 3 abgewandte Bereich der Lagerhülse 8 ebenfalls konisch.

Der Rotor 4 weist in seinem hülsenförmig ausgebildeten Bereich zwei radiale Ausströmöffnungen 9 auf, durch die die Reinigungsflüssigkeit eintreten und zur Stirnfläche der Stelze 5 strömen kann.

Die Mitnahmeflächen des Rotors 4 für die Stelze 5 können entsprechend dem gewünschten Spritzbild ausgebildet sein. Im Ausführungsbeispiel weist der Rotor 4 eine radial verlaufende Gleitnut 10 für das der Düsenmündung abgewandte Ende der Stelze 5 auf, wobei hier die Nutwände die Mitnahmeflächen für die Stelze 5 bilden. Zusätzlich zu dem durch den Rotor 4 verursachten Bewegungsablauf kann hier also die Stelze 5 noch eine lineare Bewegung innerhalb des Rotors 4 ausführen. Dies führt im Ergebnis zu einem elliptischen bzw. linsenförmigen Spritzbild der Rotordüse, da die Stelze 5 beim Ablauf des Rotors 4 lediglich in der einen Richtung den vollen Bewegungshub mitmachen wird, während sie in der hierzu senkrechten Richtung über die Gleitnut 10 in gewissem Umfange ausweicht, also nicht die maximale Auslenkung erreichen wird.

Die Gleitnut 10 verläuft kreisbogenförmig unter einem Radius, der der Gesamtlänge der Stelze 5 entspricht, so daß der Abstand zwischen der Stirnfläche der Stelze 5 und dem Nutboden unabhängig von der Lage der Stelze 5 konstant ist. Die Gleitnut 10 erstreckt sich bis zur äußeren Mantelfläche des Rotors 4, so daß das Ende der Gleitnut 10 zugleich auch die Einströmöffnung 9 in den Rotor 4 hinein bildet. Um die Zuströmung der Reinigungsflüssigkeit in die Stirnfläche der Stelze 5 hinein weiter zu verbessern, ist im Boden der Gleitnut 10 eine dieser gegenüber schmalere Strömungsnut 11 angeordnet. Diese Strömungsnut 11 verläuft etwa mittig zur Gleitnut 10 und ist endseitig jeweils geschlossen. An den oberen Rand der Nutwände der Gleitnut 10 schließen sich in den hülsenförmigen Bereich des Rotors 4 hin erweiternde Konusflächen 12 an, wie dies in Fig. 1 zu sehen ist.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Lagerhülse 8 darüber hinaus zwei parallele, die Stelze 5 zwischen sich aufnehmende Begrenzungsflächen 13 auf, die bezüglich der Längsachse 14 des Düsengehäuses 1 unter einem Winkel von 90° gegenüber der Gleitnut 10 ausgerichtet sind. Die Lagerhülse 8 ist dabei mit dem Rotor 4 drehschlüssig verbunden, wozu die Lagerhülse 8 im Bereich ihrer konvexen Fläche einen Rastvorsprung 15 aufweist, der in eine Aussparung des Rotors 4 greift.

Die beiden Begrenzungsflächen 13 erlauben der Stelze 5 lediglich eine Pendelbewegung, so daß sich im Ergebnis ein lineares Spritzbild einstellt. Durch die Ausrichtung der Gleitnut 10 gegenüber den Begrenzungsflächen 13 unter einem Winkel von 90° ist sicher gestellt, daß der Rotor 4 gleichwohl längs einer Konusfläche ablaufen kann. Um diesen Winkel von 90° einzuhalten, ist die drehschlüssige Verbindung zwischen dem Rotor 4 und der Lagerhülse 8 erforderlich.

Im übrigen weist der Rotor 4 an seinem der Auslaßöffnung 3 abgewandten Ende einen Reibring 16 auf, der in eine Ringnut eingelegt ist. Über diesen Reibring 16 läuft der Rotor 4 an der Innenwand des Düsengehäuses 1 ab, wodurch einerseits ein verschleißfreier Betrieb, andererseits eine Verringerung der Umlaufgeschwindigkeit des Rotors 4 erreicht wird.

Die Einlaßöffnung 2 der Rotordüse weist einen Einsatzstutzen 17 auf, über den die Reinigungsflüssigkeit tangential ins Innere des Düsengehäuses 1 eintritt. Hierdurch erfolgt ein Antrieb des Rotors 4 nach dem Wirbelkammerprinzip. Die Erfindung ist jedoch in gleicher Weise auch mit anderen Antriebsprinzipien, etwa unter Verwendung von Schaufelrädern, anwendbar. Der Einsatzstutzen 17 ist dabei so ausgebildet, daß durch seine Verdrehung die Querschnittsfläche 18, über die die Reinigungflüssigkeit aus dem Einsatzstutzen 17 in das Düsengehäuse 1 eintritt, variiert und somit die Durchflußmenge der Reinigungsflüssigkeit verändert werden kann.

Es besteht auch die in der Zeichnung nicht dargestellte Möglichkeit, daß die Lagerhülse 8 einstückig mit dem Düsengehäuse 1 ausgebildet ist.

Claims (14)

1. Rotordüse, insbesondere für ein Hochdruckreinigungsgerät, mit einem Düsengehäuse (1), das an seinem axial einen Ende eine zentrale Einlaßöffnung (2) und am anderen Ende eine Auslaßöffnung (3) für die Reinigungsflüssigkeit aufweist, sowie mit einem im Düsengehäuse (1) gegenüber dessen Längsachse (14) geneigt angeordneten, drehangetriebenen und an der Gehäuseinnenwand sich abwälzenden Rotor (4), der mit einer von der Reinigungsflüssigkeit durchströmten, in einer Stelze (5) angeordneten Düse (6) versehen ist, deren zur Auslaßöffnung (3) weisendes Ende in einem Napflager (7) schwenkbar abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (4) an seiner zur Auslaßöffnung (3) weisenden Seite hülsenförmig ausgebildet ist und dort endseitig in der Art eines Kugelgelenks auf einer Lagerhülse (8) gelagert ist, wobei das Napflager (7) konzentrisch in der Lagerhülse (8) angeordnet ist und der Rotor (4) innenseitig Mitnahmeflächen für die Stelze (5) aufweist.

2. Rotordüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konvexe Fläche des Kugelgelenks außenseitig entweder an der Lagerhülse (8) oder am Rotor (4) und entsprechend die konkave Fläche innenseitig entweder am Rotor (4) oder an der Lagerhülse (8) angeordnet ist.

3. Rotordüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der an die konvexe Fläche angrenzende, der Auslaßöffnung (3) abgewandte Bereich der Lagerhülse (8) sich konisch verjüngt.

4. Rotordüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (4) in seinem hülsenförmig ausgebildeten Bereich eine oder mehrere, radial verlaufende Einströmöffnungen (9) für die Reinigungsflüssigkeit aufweist.

5. Rotordüse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (4) eine radial verlaufende Gleitnut (10) für das der Düsenmündung abgewandte Ende der Stelze (5) aufweist, wobei die Nutwände die Mitnahmeflächen für die Stelze (5) bilden.

6. Rotordüse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitnut (10) kreisbogenförmig verläuft unter einem Radius, der der Gesamtlänge der Stelze (5) entspricht.

7. Rotordüse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitnut (10) sich bis zur äußeren Mantelfläche des Rotors (4) erstreckt.

8. Rotordüse nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Boden der Gleitnut (10) eine dieser gegenüber schmalere Strömungsnut (11) angeordnet ist.

9. Rotordüse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsnut (11) etwa mittig zur Gleitnut (10) angeordnet und endseitig jeweils geschlossen ist.

10. Rotordüse nach den Ansprüchen 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an den oberen Rand der Nutwände der Gleitnut (10) sich in den hülsenförmigen Bereich des Rotors (4) hin erweiternde Konusflächen (12) anschließen.

11. Rotordüse nach den Ansprüchen 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerhülse (8) zwei parallele, die Stelze (5) zwischen sich aufnehmende Begrenzungsflächen (13) aufweist, die bezüglich der Längsachse (14) des Düsengehäuses (1) unter einem Winkel von 90° gegenüber der Gleitnut (10) ausgerichtet sind, wobei die Lagerhülse (8) mit dem Rotor (4) drehschlüssig verbunden ist.

12. Rotordüse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerhülse (8) im Bereich ihrer konvexen Fläche einen in eine Aussparung des Rotors greifenden Rastvorsprung (15) aufweist.

13. Rotordüse nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (4) an seinem der Auslaßöffnung (3) abgewandten Ende einen in eine Ringnut eingelegten Reibring (16) aufweist, über den der Rotor (4) an der Innenwand des Düsengehäuses (1) abläuft.

14. Rotordüse nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerhülse (8) einstückig mit dem Düsengehäuse (1) ausgebildet.