DE19709120C2 - Rotordüse für ein Hochdruckreinigungsgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotordüse für ein Hoch­ druckreinigungsgerät mit einem Gehäuse und einem darin angeordneten, einen Durchströmungskanal aufweisenden Rotorkörper, der mit einem balligen Lagerteil in einer eine Austrittsöffnung des Gehäuses umgebenden Lager­ pfanne aufgenommen ist und sich in dieser um seine Längsachse und quer dazu verdrehen kann, bis er mit einer wandseitigen Anlagefläche an der Innenwand das Gehäuses schräg zur Längsachse des Gehäuses gerichtet anliegt, mit einem das Gehäuse auf der der Lagerpfanne gegenüberliegenden Seite verschließenden Abschlußteil, mit einem eine tangentiale Komponente aufweisenden Zu­ fluß in das Gehäuse zur Erzeugung einer um die Längs­ achse gerichteten Rotation einer Flüssigkeitsfüllung des Gehäuses und mit einer Vorrichtung zur Ausrichtung des Rotorkörpers in der zentralen Position, in der der Rotorkörper parallel zur Längsachse des Gehäuses ge­ richtet ist.

Eine solche Rotordüse ist beispielsweise aus der DE 40 13 446 C1 bekannt. Im normalen Betrieb wird Flüssig­ keit durch einen Zufluß in das Gehäuse eingeleitet, der eine tangentiale Komponente besitzt, so daß sich die Flüssigkeitsfüllung in dem Gehäuse um die Längsachse dreht und dabei den Rotor mitnimmt, der dadurch auf einer kegelförmigen Umlaufbahn an der Innenwand des Ge­ häuses anliegend bewegt wird. Der Rotorkörper gibt da­ bei einen Kompaktstrahl ab, der längs einen Kegelman­ tels umläuft.

Der Winkel dieses Kegelmantels kann bei der bekannten Vorrichtung durch einen im Gehäuse verschiebbaren Ring beeinflußt werden, der als Anschlag dient und den Ro­ torkörper je nach Stellung mehr oder weniger in die zentrale Lage zwingt. Im Extremfall kann der Rotorkör­ per durch diesen Ring in der zentralen Stellung fixiert werden, so daß keinerlei Kegelmantelbewegung mehr mög­ lich ist, sondern ein Kompaktstrahl in der Verlängerung der Längsachse des Gehäuses abgegeben wird.

Diese Umschaltvorrichtung benötigt komplizierte mecha­ nische Teile, die dem Verschleiß unterworfen sind und die den Aufbau einer solchen Rotordüse komplizieren.

In der DE 43 19 743 A1 ist eine Rotordüse beschrieben, die einen Rotorkörper mit einer Kegelstumpfform am an­ strömseitigen Ende aufweist. Durch ein unterschiedli­ ches Verhältnis einer tangentialen Flüssigkeitszuströ­ mung und einer zentralen, achsparallelen Flüssigkeits­ zuströmung kann der Winkel variiert werden, unter dem der Rotorkörper auf einem Kegelmantel umläuft, das heißt auf diese Weise kann der Öffnungswinkel des Um­ laufkegels verändert werden, es ist aber nicht möglich, einen unbewegt in Richtung der Längsachse verharrenden Kompaktstrahl zu erzeugen.

Dies ist auch bei einer weiteren bekannten Rotordüse nicht möglich (DE 41 29 026 C1), bei der Flüssigkeit ausschließlich tangential in die Rotordüse eingeführt wird und bei der ein Aufrichten des Rotorkörpers in die Längsachse durch einen zentralen Vorsprung in der Düse ausgeschlossen wird. Der bekannte Rotorkörper schließt an seinem der Flüssigkeitszufuhr zugewandten Ende bal­ lig ab, da an diesem Ende eine axial verschiebbare Ku­ gel gelagert ist, die als Bremskörper dient.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Ro­ tordüse mit konstruktiv einfachen Mitteln so auszuge­ stalten, daß der Kompaktstrahl wahlweise auf einem Ke­ gelmantel umlaufend oder unbewegt in Richtung der Längsachse des Gehäuses abgegeben wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Rotordüse der eingangs be­ schriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung zur Ausrichtung des Rotorkörpers einen zen­ tralen parallel zur Längsrichtung des Gehäuses in die­ ses eintretenden Zufluß und eine Umschaltvorrichtung umfaßt, die Flüssigkeit entweder dem eine tangentiale Komponente aufweisenden oder dem zentralen Zufluß zu­ führt, und daß der frei über die zentrale Position ver­ schwenkbare Rotorkörper an seinem dem zentralen Zufluß zugewandten Ende ballig ausgebildet ist, wobei die ma­ ximale schräge Auslenkung des Rotorkörpers und sein Durchmesser am dem zentralen Zufluß zugewandten Ende so bemessen sind, daß auch bei maximaler Auslenkung des Rotorkörpers der zentrale Flüssigkeitsstrahl auf das ballige Ende des Rotorkörpers trifft.

In der einen Schaltstellung der Umschaltvorrichtung ar­ beitet diese in bekannter Weise über den eine tangen­ tiale Komponente aufweisenden Zufluß, so daß die Flüs­ sigkeit im Gehäuse um die Längsachse umläuft und den Rotorkörper längs eines Kegelmantels mitnimmt.

In der anderen Stellung versorgt die Umschaltvorrich­ tung ausschließlich den zentralen Zufluß, und der durch diesen in das Gehäuse gerichtete Strahl trifft auf das ballig ausgebildete Ende des Rotorkörpers. Aufgrund von Adhäsionskräften richtet sich dabei der Rotorkörper in dem eintretenden Flüssigkeitsstrahl zentral aus und wird während des Gesamtbetriebes in dieser zentralen Position gehalten. Der Effekt ist vergleichbar mit der stabilen Lagerung eines Balles im Strahl eines Spring­ brunnens und führt zu einer dynamischen Stabilisierung des Rotorkörpers in der zentralen Position. Mechanisch am Rotorkörper anliegende Elemente sind zu dessen Aus­ richtung nicht notwendig.

Es ist zwar an sich bereits bekannt, über eine Um­ schaltvorrichtung in einer Rotordüse die Flüssigkeit auch zentral in das Gehäuse eintreten zu lassen. Hier wird wieder verwiesen auf die DE 40 13 446. Hei dieser Umschaltvorrichtung wird aber dieser zentrale Strahl nur zusätzlich zur tangentialen Einleitung der Flüssig­ keit verwendet und hat ausschließlich den Zweck, die Drehzahl des Rotorkörpers bei seinem Umlauf auf dem Ke­ gelmantel herabzusetzen. Die Flüssigkeit wird durch die immer geöffnete tangentiale Zuleitung in jedem Fall in Umlauf versetzt, nur wird der Flüssigkeitsanteil, der in dieser Weise tangential eingeleitet wird, durch die Zuschaltung einer zentralen Zuleitung reduziert. Dies führt zu einer Herabsetzung der die Flüssigkeit im Ge­ häuse in Rotation versetzenden Antriebskraft, kann aber in keiner Weise den Rotorkörper zentral ausrichten, da einerseits durch die Drehung der Flüssigkeit der Rotor­ körper immer zentrifugal nach außen getrieben wird und da andererseits bei der bekannten Rotordüse eine zen­ trale Ausrichtung durch mechanische Vorsprünge aus­ drücklich verhindert wird.

Eine zentrale Ausrichtung des Rotorkörpers im Sinne der vorliegenden Konstruktion setzt voraus, daß einerseits die gesamte Flüssigkeit über die zentrale Zufuhrleitung in das Gehäuse eingeführt wird und daß andererseits dieser zentrale Flüssigkeitsstrahl auf ein balliges En­ de des Rotorkörpers auftrifft.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß der Rotorkörper an seinem dem zentralen Zufluß zugewandten Ende kugelig ausgebildet ist.

Dabei kann das dem zentralen Zufluß zugewandte Ende durch eine am Rotorkörper gehaltene Kugel gebildet wer­ den.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kugel am Rotorkörper in einer zum zentralen Zufluß hin offenen Ausnehmung gehalten. Diese kann insbesondere ein zylin­ drischer Aufnahmeraum sein, der die Kugel vollständig in sich aufnimmt.

Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß auch eine solche in einem zylindrischen Aufnahmeraum angeordnete Kugel zu einer dynamischen Zentrierung des Rotorkörpers führt, obwohl der Rotorkörper nur im zen­ tralen Bereich ballig oder kugelig ausgebildet ist, während die weiter außen liegenden Bereiche zylindrisch ausgebildet sein können. Im Rahmen der vorliegenden Er­ findung wird somit unter dem balligen Ende des Rotor­ körpers auch eine Konstruktion verstanden, bei welcher der zentrale Teil dieses Endes ballig ausgebildet ist, so daß der zentral in das Gehäuse eintretende Strahl sich allseits an diesen zentralen balligen Bereich an­ legen und den Rotorkörper zentrieren kann.

Insbesondere kann die Kugel in der Ausnehmung frei ver­ drehbar und in axialer Richtung verschiebbar sein.

Wenn die Kugel in axialer Richtung verschiebbar ist, kann weiterhin vorgesehen sein, daß die Kugel in der Ausnehmung durch einen geringen Abstand zu dem den zen­ tralen Zufluß aufnehmenden Abschlußteil unverlierbar gehalten ist.

Da es für die Zentrierung im wesentlichen darauf an­ kommt, daß der zentrale Bereich des Rotorkörpers an dem dem zentralen Zufluß zugewandten Ende ballig ausgebil­ det ist, kann der Rotorkörper so ausgebildet werden, daß die Außenwand der Ausnehmung die Anlagefläche des Rotorkörpers bildet.

Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn das Abschlußteil ei­ ne zentrale, pfannenförmige Vertiefung aufweist. Diese kann beispielsweise konisch ausgebildet sein, und es genügt, wenn diese Vertiefung eine geringe Tiefe auf­ weist, beispielsweise kann die Tiefe zwischen 25% und 100% des Radius des Abschlußteils liegen.

Dabei ist vorgesehen, daß der zentrale Zufluß an der tiefsten Stelle der Vertiefung angeordnet ist, der Zu­ fluß mit der tangentialen Komponente zwischen diesem und dem Außenrand der Vertiefung.

Es ist vorteilhaft, wenn sowohl der eine tangentiale Komponente aufweisende als auch der zentrale Zufluß in dem Abschlußteil angeordnet sind.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß sich in axialer Richtung an das Abschlußteil eine Umschalteinrichtung in Form von zwei flächig aneinan­ derliegenden Dichtscheiben anschließt, die gegeneinan­ der verdrehbar sind, so daß eine Zuflußöffnung in der einen Dichtscheibe wahlweise mit jeweils einer von meh­ reren Abflußöffnungen in der anderen Dichtscheibe aus­ richtbar ist, die mit dem zentralen Zufluß bzw. mit dem eine tangentiale Komponente aufweisenden Zufluß verbun­ den sind. Eine solche Umschalteinrichtung hat sich als besonders sicher erwiesen und benötigt außerdem nur einfache Teile mit geringen Abmessungen, so daß eine solche Umschalteinrichtung einfach herzustellen ist und eine hohe Zuverlässigkeit aufweist.

Insbesondere kann dabei eine Dichtscheibe drehfest am Gehäuse und die andere drehfest an einer mit dem Gehäu­ se um dessen Längsachse drehbaren Zufuhrleitung ange­ ordnet sein. Durch Verdrehung des Gehäuses gegenüber der Zufuhrleitung läßt sich damit die Umschaltvorrich­ tung betätigen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Abschlußteil zweiteilig ausgebildet ist und ei­ nen Abschlußkörper mit dem eine tangentiale Komponente aufweisenden und mit dem zentralen Zufluß sowie einen Verteilerkörper umfaßt, der Strömungsverbindungen zwi­ schen diesen Zuflüssen und den Abflußöffnungen der Dichtscheibe aufweist. Dabei kann die Dichtscheibe mit den Abflußöffnungen drehfest am Abschlußteil gehalten sein.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Umschalteinrichtung alternativ zu dem zentralen und dem eine tangentiale Komponente auf­ weisenden Zufluß einen dritten Zufluß mit der Zufuhr­ leitung verbinden kann, der zu einem vom Gehäuse und dem Rotorkörper unabhängigen Auslaß führt. Dieser Aus­ laß kann außenseitig am Gehäuse angeordnet sein.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das Gehäuse von einem Außengehäuse überfangen ist, das zwischen sich und dem Gehäuse einen Zwischenraum einhält, in den an einer Seite der dritte Zufluß der Umschalteinrich­ tung einmündet und aus dem an der anderen Seite der Auslaß austritt.

Eine solche Konstruktion ergibt einen besonders einfa­ chen Aufbau, da lediglich zwei Gehäuse übereinander zu setzen sind, um die Verbindungsleitung zwischen der Um­ schalteinrichtung einerseits und dem weiteren Auslaß andererseits herzustellen. Besondere Leitungen oder Ka­ näle sind dazu nicht notwendig.

Eine solche Konstruktion kann auch Verwendung finden bei Rotordüsen anderer Bauart, bei der also keine dyna­ mische Zentrierung des Rotorkörpers vorgesehen ist, sondern bei der der Rotorkörper in anderer Weise ange­ strömt wird, gegebenenfalls auch nur über eine einzige Anströmungsart, beispielsweise mit tangentialer Kompo­ nente.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann dabei vor­ gesehen sein, daß sich der Zwischenraum als Ringraum um das Gehäuse herum erstreckt. Insbesondere können in dem Zwischenraum Längsrippen angeordnet sein. Dadurch wird die Strömung im Zwischenraum gerichtet, Turbulenzen werden vermieden.

Günstig ist es, wenn der Auslaß am verschlossenen Ende des Zwischenraumes an der Stirnseite des Gehäuses ange­ ordnet ist.

Ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich, wenn das Gehäuse abgedichtet und drehfest in das Außengehäuse eingeschoben ist.

Dabei kann weiterhin vorgesehen sein, daß das Außenge­ häuse und die Zufuhrleitung axial unverschiebbar, je­ doch gegeneinander frei um die Längsachse des Gehäuses verdrehbar miteinander verbunden sind. Das Außengehäuse bildet somit ein Teil, das mit der Zufuhrleitung ver­ bunden ist und das zur Betätigung der Umschalteinrich­ tung gegenüber der Zufuhrleitung verdrehbar ist. Das den Rotorkörper aufnehmende Gehäuse wird dann wie ein Einsatz in dem Außengehäuse gehalten, wobei die Um­ schaltvorrichtung teilweise an diesem Einsatz angeord­ net ist, teilweise in der Zufuhrleitung.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungs­ formen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Strahlrohrs einer Hochdruckleitung mit einer in Längsrichtung geschnittenen Rotordüse;

Fig. 2 eine vergrößerte Längsschnittansicht der Rotordüse der Fig. 1 mit dem Ro­ torkörper in zentraler Position;

Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 2 mit einem Längsschnitt in einer um 120° verdreh­ ten Ebene mit dem Rotorkörper in einer kegelförmigen Rotationsbewegung;

Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 2 mit einem Längsschnitt in einer um 240° verdreh­ ten Ebene bei stillgelegtem Rotorkörper und Verströmung der Flüssigkeit durch eine parallele Auslaßdüse;

Fig. 5 eine Ansicht der Rotordüse der Fig. 2 in Richtung des Pfeiles X in Fig. 2;

Fig. 6 eine Schnittansicht längs Linie 6-6 in Fig. 2;

Fig. 7 eine Schnittansicht längs Linie 7-7 in Fig. 2 und

Fig. 8 eine Schnittansicht längs Linie 8-8 in Fig. 2.

Das in der Zeichnung dargestellte Strahlrohr 1 dient der Abgabe von Reinigungsflüssigkeit, die von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Hochdruckreinigungs­ gerät üblicher Bauart über einen flexiblen Hochdruck­ schlauch angeliefert wird, dieses Strahlrohr 1 ist bei­ spielsweise über eine Handspritzpistole mit einer star­ ren, rohrförmigen Zufuhrleitung 2 verbunden, die in ei­ ne Rotordüse 3 einmündet.

Diese Rotordüse 3 umfaßt ein haubenförmiges Außengehäu­ se 4 mit einem verschlossenen Ende 5 und einem offenen Ende 6, wobei im verschlossenen Ende 5 eine zentrale, sich konisch erweiternde Auslaßöffnung 7 vorgesehen ist, die von einem nach innen gerichteten ringförmigen Flansch 8 umgeben wird.

In das Außengehäuse ist ein ebenfalls haubenförmiges Gehäuse 9 vom offenen Ende 6 her eingeschoben und durch in der Zeichnung nicht dargestellte Mittel drehfest ge­ halten. Dieses Gehäuse 9 weist ebenfalls ein verschlos­ senes Ende 10 und ein offenes Ende 11 auf. Im ver­ schlossenen Ende 10 ist eine zylindrische Auslaßöffnung 12 angeordnet, mit einem diese Auslaßöffnung 12 umge­ benden stirnseitigen Rand 13 stützt sich das Gehäuse 9 am Flansch 8 des Außengehäuses 4 ab. Der Flansch 8 und die Auslaßöffnung 12 haben denselben Innendurchmesser und sind miteinander ausgerichtet, in diesen durch den Flansch 8 und die Auslaßöffnung 12 gebildeten Zylinder­ raum ist ein ringförmiger Lagerkörper 14 eingesetzt, der über jeweils eine Ringdichtung 15 bzw. 16 gegenüber dem Flansch 8 bzw. dem Gehäuse 9 abgedichtet ist. Die­ ser Lagerkörper 14 ist auf der dem Gehäuse 9 zugewand­ ten Seite ballig vertieft und bildet somit eine Lager­ pfanne 17 aus, an deren tiefster Stelle eine sich nach außen hin konisch erweiternde Auslaßöffnung 18 an­ schließt.

Das Gehäuse 9 ist in der Nähe seines offenen Endes 11 mittels einer Ringdichtung 19 gegenüber dem Außengehäu­ se 4 abgedichtet und bildet zwischen sich und dem Aus­ sengehäuse 4 einen ringförmigen Zwischenraum 20 aus, der durch an der Außenseite des Gehäuses 9 angeformte Längsrippen 21 in parallele Strömungskanäle unterteilt ist. Dieser Zwischenraum 20 ist durch das verschlossene Ende 5 des Außengehäuses 4 einerseits und durch die Ringdichtung 19 andererseits allseits verschlossen, im Bereich des verschlossenen Endes 5 des Außengehäuses 4 tritt aus ihm eine sich konisch erweiternde Auslaßöff­ nung 22 aus, in der Nähe der Ringdichtung 19 steht der Zwischenraum 20 über radiale Öffnungen 23 mit dem In­ nenraum des Gehäuses 9 in Verbindung (Fig. 4).

Im Innern des Gehäuses 9 ist ein Rotorkörper 24 ange­ ordnet, der einen zylindrischen Schaft 25 mit einem sich konisch erweiternden Übergangsbereich 26 und einem sich daran anschließenden zylindrischen Aufnahmeraum 27 umfaßt. In das offene Ende 28 des Schaftes 25 ist ein Düsenkörper 29 mit einer Düsenöffnung 30 eingesetzt, dessen aus dem Schaft 25 hervorstehendes Ende 31 kuge­ lig ausgebildet ist und sich in der Lagerpfanne 17 ab­ stützt. Durch seitliche Öffnungen 32 steht der Innen­ raum des Schaftes 25 mit dem Innenraum des Gehäuses 9 in Strömungsverbindung.

In den einseitig offenen Aufnahmeraum 27 ist eine Kugel 33 eingelegt, die in diesem axial verschieblich, jedoch in radialer Richtung unverschieblich gehalten ist und deren Eintauchtiefe durch im Übergangsbereich 26 ange­ ordnete Anschlagelemente 34 begrenzt wird, so daß die vollständig in den Aufnahmeraum 27 eintauchende Kugel 33 im wesentlichen mit dem Rand 35 des Aufnahmeraums 27 abschließt. Die zylindrische Außenwand 36 des Aufnahme­ raumes 27 trägt in axialem Abstand zueinander zwei O- Ringe 37, 38, diese legen sich an die Innenwand 39 des konisch ausgebildeten Innenraums 40 des Gehäuses 9 an, wie dies beispielsweise aus der Darstellung der Fig. 4 ersichtlich wird. Bei einer solchen Anlage ist der Ro­ torkörper 24 gegenüber der Längsachse des Gehäuses 9 verschwenkt.

An seinem offenen Ende 11 ist das Gehäuse 9 mittels ei­ nes Abschlußteils 41 verschlossen, welches einen im we­ sentlichen plattenförmigen Abschlußkörper 42 und einen sich daran anschließenden Verbindungskörper 43 umfaßt. Der Abschlußkörper 42 hat die Form einer Platte mit ei­ ner zum Innenraum 40 hin weisenden konischen Vertiefung 44 mit einer zentralen Öffnung 45 am tiefsten Punkt der Vertiefung 44 und mit diese zentrale Öffnung 45 im Ab­ stand umgebenden, mit tangentialer Komponente in den Innenraum 40 eintretenden Auslässen 46, die den Ab­ schlußkörper 42 in Form von Strömungskanälen vollstän­ dig durchsetzen.

Der Abschlußkörper 42 stützt sich an einer Stufe 47 des Gehäuses 9 ab und umgreift mit einem vom Gehäuse 9 weg­ gewandten Ringflansch 48 einen radial zurückgesetzten stirnseitigen Abschnitt 49 des stopfenförmigen Verbin­ dungskörpers 43. In diesem Bereich sind Abschlußkörper 42 und Verbindungskörper 43 durch eine zwischengelegte Ringdichtung 50 gegeneinander abgedichtet, die gleich­ zeitig die Abdichtung dieser beiden Teile gegenüber der Innenwand 39 des Gehäuses 9 übernimmt. Zwischen Verbin­ dungskörper 43 und Abschlußkörper 42 umgibt ein von beiden Teilen begrenzter Ringraum 51 die zentrale Öff­ nung 45, gegenüber dieser ist dieser Ringraum 51 durch eine Ringdichtung 52 zwischen Verbindungskörper 43 und Abschlußkörper 42 abgedichtet. Der Ringraum 51 steht mit den mit tangentialer Komponente in den Innenraum 40 des Gehäuses 9 eintretenden Auslässen 46 in Verbindung.

Im Verbindungskörper 43 ist ein zentrales Sackloch 53 angeordnet (Fig. 2), welches mit der zentralen Öffnung 45 des Abschlußkörpers 42 verbunden ist.

In den Außenmantel des stopfenförmigen Verbindungskör­ pers 43 ist eine Umfangsnut 54 eingearbeitet, die mit den radialen Öffnungen 23 im Gehäuse 9 in Verbindung steht und damit mit dem Zwischenraum 20. Diese Umfangs­ nut 54 ist einmal durch die Ringdichtung 50 und zum an­ deren durch eine weitere Ringdichtung 55 am Umfang des Verbindungskörpers 43 gegenüber der Innenwand 39 des Gehäuses 9 abgedichtet (Fig. 4).

In eine zylindrische Vertiefung 56 in der dem Innenraum 40 abgewandten Stirnseite 57 des Verbindungskörpers 43 ist eine Dichtscheibe 58 aus Keramik eingelegt, die drei im Abstand zum Mittelpunkt und in Umfangsrichtung um jeweils 120° gegeneinander versetzte, durchgehende Auslaßöffnungen 59, 60, 61 aufweist und die durch in Rücksprünge 62 der Dichtscheibe 58 eingreifende Vor­ sprünge 63 am Verbindungskörper 43 gegenüber diesem drehfest gelagert ist. Die drei Auslaßöffnungen 59, 60 und 61 sind durch eine Ringdichtung 64 mit Y-förmigen radialen Stegen 65 gegeneinander und zum Verbindungs­ körper 43 hin abgedichtet und stehen mit drei Verbin­ dungskanälen 66, 67, 68 im Verbindungskörper 43 in Ver­ bindung. Der Verbindungskanal 66 stellt eine Strömungs­ verbindung her mit dem zentralen Sackloch 53 (Fig. 2), der Verbindungskanal 67 mit dem Ringraum 51 (Fig. 3) und der dritte Verbindungskanal 68 mit der Umfangsnut 54 (Fig. 4).

Die rohrförmige Zufuhrleitung 2 weist an ihrem der Ro­ tordüse 3 zugewandten Ende 70 eine einseitig offene, zylindrische Vertiefung 71 auf, die über einen sich er­ weiternden Leitungsabschnitt 72 mit dem Innenraum der Zufuhrleitung 2 verbunden ist. In diese Vertiefung 71 ist über eine außenseitige Ringdichtung 73 abgedichtet eine Dichtscheibe 74 aus Keramik eingesetzt, die durch einen in einen Rücksprung 75 der Dichtscheibe 74 ein­ greifenden Vorsprung 76 in der Vertiefung 71 drehfest gehalten ist.

Die Vertiefung 71 wird von einem ringförmigen Steck­ flansch 77 umgeben, der über eine Ringdichtung 78 abge­ dichtet in das offene Ende 11 des Gehäuses 9 einsteck­ bar ist, so daß sich die Dichtscheibe 74 flächig an die Dichtscheibe 58 anlegt. In der Dichtscheibe 74 ist aus­ sermittig eine einzige Durchlaßöffnung 79 angeordnet, die bei Verdrehung der beiden Dichtscheiben 74 bzw. 58 gegeneinander wahlweise mit einer der Auslaßöffnungen 59, 60 oder 61 ausgerichtet werden kann, so daß jeweils nur eine dieser Auslaßöffnungen 59, 60, 61 mit der Zu­ fuhrleitung 2 verbunden wird.

Ein sich an den Steckflansch 77 anschließender, den sich erweiternden Leitungsabschnitt 72 umgebender Ein­ steckabschnitt 80 der Zufuhrleitung 2 ist in das offene Ende 6 des Außengehäuses 4 eingeschoben und wird durch zwei U-förmige Klammern 81, die durch Öffnungen im Aus­ sengehäuse 4 in dessen Innenraum ragen und dabei in Um­ fangsnuten 82 des Einsteckabschnittes 80 eintauchen, in axialer Richtung festgelegt, dabei bleibt aber die Zu­ fuhrleitung 2 gegenüber dem Außengehäuse 4 frei dreh­ bar.

Damit ist es möglich, die gesamte Baueinheit aus Außen­ gehäuse 4, Gehäuse 9, Abschlußteil 41 und Dichtscheibe 58 relativ zu der Zufuhrleitung 2 mit der Dichtscheibe 74 zu verdrehen, und dadurch kann der Benutzer frei wählen, in welcher Weise die über die Zufuhrleitung 2 herangeführte Flüssigkeit über die Rotordüse 3 abgege­ ben wird.

Bei der Abgabe der Flüssigkeit über die Auslaßöffnung 60 und den Verbindungskanal 67 gelangt die Flüssigkeit über die Auslässe 46 mit tangentialer Komponente in den Innenraum 40 des Gehäuses 9, so daß die Flüssigkeit im Innenraum 40 insgesamt in eine Rotation um die Längs­ achse des Gehäuses 9 versetzt wird. Diese rotierende Flüssigkeitssäule nimmt den Rotorkörper 24 mit und legt diesen durch die Zentrifugalkräfte mit den beiden O- Ringen 37 und 38 an die Innenwand 39 des Innenraumes 40 an, dabei wälzt sich der Rotorkörper 24 an dieser In­ nenwand 39 ab und bewegt sich auf einem Kegelmantel.

Die Flüssigkeit gelangt durch die seitliche Öffnung 32 in den Schaft 25 des Rotorkörpers 24 und tritt durch den Düsenkörper 29 als auf einem Kegelmantel umlaufen­ der Kompaktstrahl aus.

Wird die Flüssigkeit über die Auslaßöffnung 59 und den Verbindungskanal 66 geleitet, so tritt sie aus der zen­ tralen Öffnung 45 des Abschlußkörpers 42 in den Innen­ raum 40 ein, also als zentraler Flüssigkeitsstrahl in Richtung der Längsachse des Gehäuses 9. Er trifft dabei auf die Kugel 33 im Aufnahmeraum 27 und zentriert den Rotorkörper 24 in einer Position, bei der dieser mit den O-Ringen 37, 38 von der Innenwand 39 abgehoben ist und parallel zur Längsachse des Gehäuses ausgerichtet ist. Es hat sich gezeigt, daß in diesem Falle allein durch das ballige Ende und den zentralen Flüssigkeits­ strahl eine solche Zentrierung eintritt. Der vom Rotor­ körper 24 abgegebene Kompaktstrahl ist also unbewegt und zentral ausgerichtet.

Wenn die Flüssigkeit schließlich durch die Auslaßöff­ nung 61 und den Verbindungskanal 68 geführt wird, ge­ langt sie über die Umfangsnut 54 und den ringförmigen Zwischenraum 20 zur Auslaßöffnung 22 und kann über die­ se beispielsweise als Flachstrahl oder als aufgefächer­ ter Strahl abgegeben werden. In diesem Falle gelangt keine Flüssigkeit in den Innenraum 40 des Gehäuses 9.

Es ergibt sich bei der beschriebenen Rotordüse ein be­ sonders einfacher konstruktiver Aufbau, da ohne mecha­ nisch bewegte Teile eine Zentrierung des Rotorkörpers und eine Umschaltung auf eine weitere Auslaßdüse mög­ lich ist, diese Umschaltung erfolgt allein durch axia­ les Verdrehen der Rotordüse 3 gegenüber der Zufuhrlei­ tung 2 mit einer einzigen Umschaltvorrichtung. Diese Umschaltvorrichtung ist durch die Verwendung von zwei Keramikscheiben besonders leicht herzustellen und zeigt besonders hohe Zuverlässigkeit.

Claims (23)

1. Rotordüse für ein Hochdruckreinigungsgerät mit einem Gehäuse und einem darin angeordneten, einen Durchströmungskanal aufweisenden Rotorkörper, der mit einem balligen Lagerteil in einer eine Aus­ trittsöffnung des Gehäuses umgebenden Lagerpfanne aufgenommen ist und sich in dieser um seine Längsachse und quer dazu verdrehen kann, bis er mit einer wandseitigen Anlagefläche an der Innen­ wand des Gehäuses schräg zur Längsachse des Ge­ häuses gerichtet anliegt, mit einem das Gehäuse auf der der Lagerpfanne gegenüberliegenden Seite verschließenden Abschlußteil, mit einem eine tan­ gentiale Komponente aufweisenden Zufluß in das Gehäuse zur Erzeugung einer um die Längsachse ge­ richteten Rotation einer Flüssigkeitsfüllung des Gehäuses und mit einer Vorrichtung zur Ausrich­ tung des Rotorkörpers in der zentralen Position, in der der Rotorkörper parallel zur Längsachse des Gehäuses gerichtet ist, dadurch gekennzeich­ net, daß die Vorrichtung zur Ausrichtung des Ro­ torkörpers einen zentralen, parallel zur Längs­ richtung des Gehäuses (9) in dieses eintretenden Zufluß (45) und eine Umschaltvorrichtung (58, 74) umfaßt, die Flüssigkeit entweder dem eine tangen­ tiale Komponente aufweisenden Zufluß (46) oder dem zentralen Zufluß (45) zuführt, und daß der frei über die zentrale Position verschwenkbare Rotorkörper (24) an seinem dem zentralen Zufluß (45) zugewandten Ende ballig ausgebildet ist, wo­ bei die maximale schräge Auslenkung des Rotorkör­ pers (24) und sein Durchmesser am dem zentralen Zufluß (45) zugewandten Ende so bemessen sind, daß auch bei maximaler Auslenkung des Rotorkör­ pers (24) der zentrale Flüssigkeitsstrahl auf das ballige Ende des Rotorkörpers (24) trifft.

2. Rotordüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Rotorkörper (24) an seinem dem zen­ tralen Zufluß (45) zugewandten Ende kugelig aus­ gebildet ist.

3. Rotordüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das dem zentralen Zufluß (45) zugewandte Ende durch eine am Rotorkörper (24) gehaltene Ku­ gel (33) gebildet wird.

4. Rotordüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kugel (33) am Rotorkörper (24) in einer zum zentralen Zufluß (45) hin offenen Aus­ nehmung (27) gehalten ist.

5. Rotordüse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ausnehmung ein zylindrischer Aufnah­ meraum (27) ist, der die Kugel (33) vollständig in sich aufnimmt.

6. Rotordüse nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kugel (33) in der Ausnehmung (27) frei verdrehbar und in axialer Richtung ver­ schiebbar ist.

7. Rotordüse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kugel (33) in der Ausnehmung (27) durch einen geringen Abstand zu dem den zentralen Zufluß (45) aufnehmenden Abschlußteil (41) unver­ lierbar gehalten ist.

8. Rotordüse nach einem der Ansprüche 5 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Außenwand (36, 37, 38) der Ausnehmung (27) die Anlagefläche des Ro­ torkörpers (24) bildet.

9. Rotordüse nach einem der voranstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußteil (41) eine zentrale, pfannenförmige Vertiefung (44) aufweist.

10. Rotordüse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß der zentrale Zufluß (45) an der tiefsten Stelle der Vertiefung (44) angeordnet ist, der Zufluß (46) mit der tangentialen Komponente zwi­ schen diesem und dem Außenrand der Vertiefung (44).

11. Rotordüse nach einem der voranstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der eine tangentiale Komponente aufweisende Zufluß (46) als auch der zentrale Zufluß (45) in dem Ab­ schlußteil (41) angeordnet sind.

12. Rotordüse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß sich in axialer Richtung an das Ab­ schlußteil (41) eine Umschalteinrichtung in Form von zwei flächig aneinanderliegenden Dichtschei­ ben (58, 74) anschließt, die gegeneinander ver­ drehbar sind, so daß eine Zuflußöffnung (79) in der einen Dichtscheibe (74) wahlweise mit jeweils einer von mehreren Abflußöffnungen (59, 60) in der anderen Dichtscheibe (58) ausrichtbar ist, die mit dem zentralen Zufluß (45) bzw. mit dem eine tangentiale Komponente aufweisenden Zufluß (46) verbunden sind.

13. Rotordüse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Dichtscheibe (58) drehfest am Ge­ häuse (9) und die andere Dichtscheibe (74) dreh­ fest an einer gegenüber dem Gehäuse (9) um dessen Längsachse drehbaren Zufuhrleitung (2) angeordnet ist.

14. Rotordüse nach einem der Ansprüche 11 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß das Abschlußteil (41) zweiteilig ausgebildet ist und einen Abschlußkör­ per (42) mit dem eine tangentiale Komponente auf­ weisenden Zufluß (46) und dem zentralen Zufluß (45) sowie einen Verteilerkörper (43) umfaßt, der Strömungsverbindungen (66, 67) zwischen diesen Zuflüssen (45, 46) und den Abflußöffnungen (59, 60) der Dichtscheibe (58) aufweist.

15. Rotordüse nach Anspruch 13 oder 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Dichtscheibe (58) mit den Abflußöffnungen (59, 60) drehfest am Abschlußteil (41) gehalten ist.

16. Rotordüse nach einem der voranstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltein­ richtung (58, 74) alternativ zu dem zentralen Zu­ fluß (45) und dem eine tangentiale Komponente aufweisenden Zufluß (46) einen dritten Zufluß (Öffnung 23) mit der Zufuhrleitung (2) verbinden kann, der zu einem vom Gehäuse (9) und dem Rotor­ körper (24) unabhängigen Auslaß (22) führt.

17. Rotordüse nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich­ net, daß der Auslaß (22) außenseitig am Gehäuse (9) angeordnet ist.

18. Rotordüse nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich­ net, daß das Gehäuse (9) von einem Außengehäuse (4) überfangen ist, das zwischen sich und dem Ge­ häuse (9) einen Zwischenraum (20) einhält, in den an einer Seite der dritte Zufluß (23) der Um­ schalteinrichtung (58, 74) einmündet und aus dem an der anderen Seite der Auslaß (22) austritt.

19. Rotordüse nach Anspruch 18, dadurch gekennzeich­ net, daß sich der Zwischenraum (20) als Ringraum um das Gehäuse (9) herum erstreckt.

20. Rotordüse nach Anspruch 19, dadurch gekennzeich­ net, daß in dem Zwischenraum (20) Längsrippen (21) angeordnet sind.

21. Rotordüse nach einem der Ansprüche 18 bis 20, da­ durch gekennzeichnet, daß der Auslaß (22) am ver­ schlossenen Ende (5) des Zwischenraumes (20) an der Stirnseite des Gehäuses (9) angeordnet ist.

22. Rotordüse nach einem der Ansprüche 18 bis 21, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (9) abge­ dichtet und drehfest in das Außengehäuse (4) ein­ geschoben ist.

23. Rotordüse nach einem der Ansprüche 18 bis 22, da­ durch gekennzeichnet, daß das Außengehäuse (4) und die Zufuhrleitung (2) axial unverschiebbar, jedoch gegeneinander frei um die Längsachse des Gehäuses (9) verdrehbar miteinander verbunden sind.