DE19742420A1

DE19742420A1 - Rotordüsenkopf

Info

Publication number: DE19742420A1
Application number: DE1997142420
Authority: DE
Inventors: Anton Jaeger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-09-25
Filing date: 1997-09-25
Publication date: 1999-04-01

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotordüsenkopf nach dem Ober begriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Rotordüsenkopf ist aus der DE 43 40 184 A1 bekannt und wird insbesondere bei Hochdruckreinigungsgeräten eingesetzt. Der be kannte Rotordüsenkopf weist eine durchströmbare Rotordüse auf, die an ihrem vorderen Ende in einem axial verstellbaren Düsenlager anliegt. Durch Verstellen des Düsenlagers kann zwischen einem Rotordüsenbe trieb, bei dem die Rotordüse rotiert, und einem Betrieb mit feststehendem Strahl umgeschaltet werden, bei dem die Rotordüse fixiert ist. Ferner ist in der obengenannten DE 43 40 184 A1 beschrieben, daß zwei sich an den Rotordüsenkopf anschließende Leitbleche radial einwärts verstellt werden können, um einen Flachstrahl zu erzeugen.

Es ist das der Erfindung zugrundeliegende Problem (Aufgabe), einen Ro tordüsenkopf der eingangs genannten Art mit einfachem Aufbau zu schaffen, der kostengünstig und insbesondere als Massenartikel herge stellt werden kann und dabei leicht montierbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1. Erfindungsgemäß ist das Prallelement als ein separates Bauteil ausgebil det, das innerhalb eines radial verlaufenden Kanals verschiebbar ist.

Der erfindungsgemäße Rotordüsenkopf stellt eine äußerst einfache Kon struktion dar, da keine Prallelemente vormontiert werden müssen. Durch Einsetzen des als separates Bauteil ausgebildeten Prallelementes in den radial verlaufenden Kanal, der beispielsweise in einem Grundkörper vor gesehen sein kann, läßt sich der erfindungsgemäße Rotordüsenkopf ein fach montieren. Da ferner das Düsenlager axial verstellbar ist, kann auf einfache Weise von Rotordüsenbetrieb auf Strahlbetrieb umgestellt wer den.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Beschreibung, den Figuren und den Unteransprüchen beschrieben.

Nach einer ersten vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung können das Prallelement und das Düsenlager relativ zueinander bewegbar sein. Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben, durch Verstellen des Düsenlagers die Einstellung des Prallelementes bzw. durch Bewegen des Prallelementes die Position des Düsenlagers zu beeinflussen. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn Prallelement und Düsenlager einander berühren, da in diesem Fall eine direkte Betätigung möglich ist.

Das Prallelement des erfindungsgemäßen Rotordüsenkopfes kann in vor teilhafter Weise zumindest eine, vorzugsweise zwei Schrägflächen aufwei sen. Durch derartige Schrägflächen läßt sich das Prallelement innerhalb des radial verlaufenden Kanals durch eine von außen aufgebrachte Axial bewegung verschieben. Bei Vorsehen von zwei Schrägflächen können da bei zur Betätigung des Prallelementes zwei unterschiedliche Elemente, beispielsweise ein Steuerelement sowie das Düsenlager verwendet werden.

Ein zur manuellen Betätigung des Prallelementes vorgesehenes Steuere lement kann vorzugsweise eine Steuerfläche aufweisen, die zumindest teilweise zu einer Schrägfläche des Prallelementes komplementär ist. Hierbei ist es auch vorteilhaft, wenn die Steuerfläche des Steuerelementes unstetig verläuft, da in diesem Fall ein Blockieren bzw. Arretieren des Prallelementes möglich ist.

Das für die Betätigung des Prallelementes vorgesehene Steuerelement kann als Ring ausgebildet sein, der in einer Betätigungshülse integriert ist. Um einen möglichen Verschleiß zu minimieren, kann der Ring aus Metall ausgebildet sein.

Ein besonders gleichmäßig geformter Flachstrahl ergibt sich durch Vorse hen von zwei Prallelementen, wobei jedes Prallelement mit einer Anlageflä che versehen ist, die einen einseitig offenen Durchströmungskanal auf weist. Durch Anlegen der beiden Prallelemente aneinander bilden die bei den Durchströmungskanäle der beiden Prallelemente insgesamt einen ge schlossenen Durchströmungskanal. Eine bevorzugte Form des Prallele mentes ist die Form eines Würfels, wobei in diesem Fall als radial verlau fender Kanal ein Vierkantkanal vorgesehen ist. Ein solcher Würfel kann vorteilhaft aus Metall, beispielsweise aus Zinkguß hergestellt werden, um ein verschleißarmes Bauelement zu bilden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die radiale Relativlage zwischen dem Prallelement und einem Steuerelement in drei Positionen arretierbar ist. In diesem Fall können mit dem erfindungsgemäßen Rotordüsenkopf drei Be triebsarten eingestellt werden, nämlich Rotordüsenbetrieb, Flachstrahl betrieb und Punktstrahlbetrieb.

Ein für die Rotordüse vorgesehenes Zentrierstück kann umfangsseitig axiale Durchflußöffnungen und an seinem einen Ende eine Kegelfläche aufweisen, die mit zumindest einer Nut versehen ist. Durch die umfangs seitigen Durchflußöffnungen läßt sich unterstromig des Zentrierstückes ein Wirbel erzeugen, der die Rotordüse in Rotation versetzt. Sofern die Rotordüse zwischen dem Düsenlager und dem Zentrierstück durch axiales Verstellen des Düsenlagers geklemmt wird, ist durch die an der Konusflä che vorgesehene Nut sichergestellt, daß die Strahlflüssigkeit auch in die sem Zustand in die Rotordüse gelangen kann.

Sofern im Bereich des Düsenlagers ein Haltekragen vorgesehen ist, der in eine äußere Ringnut der Rotordüse eingreift, ist die Rotordüse an ihrem oberen Ende stets in einer definierten Position gehalten, so daß auch bei Verstellen des Düsenlagers keine undefinierte Lage der Rotordüse auftre ten kann. Auch ist es vorteilhaft, wenn der Durchströmungskanal der Rotordüse eine Einschnürung aufweist, da dann sichergestellt ist, daß bei einströmender Druckflüssigkeit der Düsenkörper stets gegen das Düsen lager gedrückt wird.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung rein beispielhaft anhand einer vorteilhaften Ausführungsform und unter Bezugnahme auf die Zeichnun gen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht durch eine Ausführungsform eines Rotordüsenkopfes im Flachstrahlbetrieb; und

Fig. 2 eine Querschnittsansicht des Rotordüsenkopfes von Fig. 1 im Rotordüsenbetrieb.

Der in den Figuren dargestellte Rotordüsenkopf weist einen zweiteilig aus gebildeten Grundkörper auf, der aus einem Vorderteil 10 und einem Hin terteil 12 besteht, wobei das Vorderteil 10 über ein Schraubgewinde in das Hinterteil 12 geschraubt ist. Zur Abdichtung der beiden Teile gegeneinan der dient ein O-Ring 14.

Das Vorderteil 10 weist eine zentrische Durchgangsöffnung auf, in der ein Düsenlager 16 verschiebbar aufgenommen ist, das über einen O-Ring ge genüber dem Vorderteil 10 abgedichtet ist. Das Düsenlager 16 besitzt ei nen sich konisch erweiternden Durchströmungskanal 17, der sich in Richtung der Austrittsöffnung des Rotordüsenkopfes in einen Austritts raum 62 öffnet. An seinem oberstromigen Ende weist das Düsenlager eine konkave Lagerfläche für eine Rotordüse 18 auf, die während des Betriebs mit ihrer Vorderspitze an dem Düsenlager 16 anliegt. Die Rotordüse 18 besitzt einen zentrischen Durchströmungskanal 20, der an seinem ober stromigen Ende verbreitert ist und in seinem unterstromigen Bereich eine Verjüngung bzw. Einschnürung 22 besitzt.

In einem oberstromigen Außenabschnitt der Rotordüse 18 ist eine Ringnut 24 vorgesehen, in der ein Lagerring 26 drehbar aufgenommen ist. Auf dem Lagerring 26 befindet sich ein elastischer Wälzring 28, der im Rotordü senbetrieb an der inneren Umfangswand 30 des Hinterteils 12 abläuft (vgl. Fig. 2). Durch die Anordnung des Lagerringes 26 und des Wälzringes 28 wird eine Drehzahlregelung erreicht.

Oberstromig zu der Rotordüse 18 ist in dem Hinterteil 12 des Gehäuses ein Zentrierstück 32 vorgesehen, das umfangsseitig axiale Durchflußöff nungen 34 aufweist. Diese Durchflußöffnungen ermöglichen ein Durch strömen der in die oberstromige Öffnung des Hinterteils 12 einströmenden Flüssigkeit zu dem Hohlraum, der innerhalb des Gehäuses gebildet ist. An seinem unterstromigen Ende weist das Zentrierstück 34 eine kegelförmige Fläche 36 auf, die an ihrer Oberseite mit mehreren Nuten (nicht darge stellt) versehen ist, die sich radial in Richtung des Scheitelpunktes der Fläche 36 erstrecken.

Das Vorderteil 10 des Gehäuses weist zwei radial verlaufende Kanäle 40, 41 auf, die einen rechteckigen Querschnitt besitzen und sich von der Au ßenseite des Vorderteils 10 bis zu dem im Inneren vorgesehenen, zentri schen Durchströmungskanal 42 erstrecken, der in dem Vorderteil 10 aus gebildet ist. In beiden Kanälen 40, 41 ist ein Prallelement 44, 45 angeord net, das innerhalb des Kanals 40, 41 radial verschiebbar ist.

Jedes Prallelement 44, 45 ist als Würfel hergestellt, der zwei zueinander V-förmig verlaufende Schrägflächen 46, 48 bzw. 47, 49 aufweist. Beide Schrägflächen verlaufen jeweils im gleichen Winkel zu dem Würfel, d. h. die beiden Schrägflächen eines Würfels verlaufen V-förmig zueinander, wobei die Spitze des "V" abgeschnitten ist. Innerhalb des Durchströ mungskanals 42 laufen die Schrägflächen 46, 47 der Prallelemente 44, 45 in Strömungsrichtung konisch aufeinander zu.

An ihren einander zugewandten Flächen weisen die Prallelemente 44, 45 eine Anlagefläche auf, in der mittig ein in Strömungsrichtung durchge hender Durchströmungskanal 50, 51 ausgebildet ist, der in radialer Richtung offen ist (vgl. Fig. 2). Bei aneinander anliegenden Prallelemen ten (Fig. 1) ergibt sich somit ein rundum geschlossener, jedoch in Durchströmungsrichtung offener Durchströmungskanal.

An der Außenseite des Gehäuses, bestehend aus dem Vorderteil 10 und dem Hinterteil 12, befindet sich eine axial verschiebbare Betätigungshülse 54, mit der ein Metallring 56 verpreßt ist, der als Steuerelement für die Prallelemente 44, 45 dient. Der Ring 56 weist an seinem vorderen Ende eine innere Konusfläche 58 auf, an die sich ein zylindrischer Innenab schnitt 60 anschließt. Sowohl die Konusfläche 58 wie auch der Innenab schnitt 60 dienen als Steuerflächen für die Prallelemente 44, 45, was nachfolgend näher erläutert wird.

Bei einem Flachstrahlbetrieb befindet sich die Betätigungshülse 54 in ih rer vorderen Endstellung, in der die Konusfläche 58 an einer komple mentären Konusfläche des Vorderteils 10 anschlägt. In diesem Zustand hält der zylindrische Innenabschnitt 60 des Vorderteils 10 die beiden Prallelemente 44, 45 gegeneinander, d. h. das Innenmaß des Innenab schnitts 60 entspricht der Breite der beiden Prallelemente 44, 45. In die sem Zustand ist das Düsenlager 16 von den beiden Prallelementen 44, 45 axial nach hinten gedrückt, wodurch die Rotordüse 18 zwischen dem Dü senlager und dem Zentrierstück 32 geklemmt ist. In diesem Fall durch strömt die in den Rotordüsenkopf einströmende Flüssigkeit die Rotordüse 34, das Düsenlager 16 und anschließend den Kanal, der durch die beiden Durchströmungskanäle 50, 51 der Prallelemente 44, 45 gebildet ist. Hier durch wird an dieser Stelle ein Flachstrahl gebildet, der am Vorderende des Vorderteils 10 des Gehäuses austritt, das an seiner Vorderseite einen Austrittsraum 62 bildet.

Zum Umschalten auf einen Rotordüsenbetrieb wird die Betätigungshülse 54 nach hinten geschoben (Fig. 2), wodurch die beiden Prallelemente 44, 45 innerhalb der Kanäle 40, 41 radial nach außen bewegt werden können.

Die Bewegung selbst erfolgt durch den Druck der Flüssigkeit, die in den Rotordüsenkopf einströmt. Diese Flüssigkeit durchströmt zunächst die Rotordüse 18, drückt diese jedoch aufgrund der Einschnürung 22 in Strömungsrichtung. Hierdurch wird das Düsenlager 16 innerhalb des Vorderteils 10 ebenfalls in Strömungsrichtung axial bewegt und gleitet an seiner vorderen Umfangskante entlang der Schrägflächen 46, 47 der bei den Prallelemente 44, 45. Hierdurch werden die beiden Prallelemente in nerhalb der Kanäle 40, 41 radial nach außen gedrückt, bis diese an der Konusfläche 58 des Ringes 56 anliegen. In diesem Zustand kann die Ro tordüse 18 frei rotieren, wobei der Rotordüsenstrahl aus dem Rotordüsen kopf austritt.

Um wieder zu einem Flachstrahlbetrieb zurück kehren zu können, wird die Betätigungshülse 54 nach vorne geschoben, wodurch der Ring 56 mit seiner Konusfläche 58 auf die Schrägflächen 48, 49 der Prallelemente drückt und in diese radial nach innen bewegt, bis wieder die in Fig. 1 dargestellte Position erreicht ist.

Mit dem beschriebenen Rotordüsenkopf ist auch ein Punktstrahlbetrieb möglich, der einer in den Figuren nicht dargestellten Zwischenstufe der Betätigungshülse 54 entspricht.

Sobald die beiden Prallelemente 44, 45 aneinander anliegen, läßt sich der Ring 41 mit seinem Innenabschnitt 60 über die beiden Prallelemente schieben, so daß diese fixiert sind und ein Zurückspringen auch unter Druck ausgeschlossen ist.

Bei einem Umschalten von Flachstrahlbetrieb (Fig. 1) auf Rotordüsen betrieb (Fig. 2) werden die Schrägflächen 46, 47 der Prallelemente 44, 45 dazu benutzt, das zentral angeordnete Düsenlager zurückzuschieben, bis der Rotor 18 zentriert und fixiert ist.

Im Betrieb zieht der Benutzer im drucklosen Zustand die Betätigungshül se 54 nach hinten, wodurch anschließend die unter Druck stehende Flüs sigkeit zunächst die Rotordüse 18 und daraufhin das Düsenlager 16 nach vorne schiebt, wodurch die beiden Prallelemente 44, 45 nach außen ge schoben werden. Bei Anschlagen des Düsenlagers 16 an seinem vorderen Endpunkt beginnt die Rotordüse 18 automatisch anzurotieren. Um wieder einen Flachstrahlbetrieb herzustellen, muß der Benutzer die Betätigungs hülse 54 im drucklosen Zustand nach vorne schieben. Hierbei werden die beiden Prallelemente radial zur Mitte hin bewegt, bis sie zentrisch anein ander anschlagen und dabei gleichzeitig durch das Düsenlager 16 die Ro tordüse 18 im Einlaßbereich zentriert haben.

Bezugszeichenliste

10

Vorderteil

12

Hinterteil

14

O-Ring

16

Düsenlager

17

Durchströmungskanal

18

Rotordüse

20

Durchströmungskanal

22

Einschnürung

24

Ringnut

26

Lagerring

28

Wälzring

30

Umfangswand

32

Zentrierstück

34

Durchflußöffnungen

36

kegelförmige Fläche

40

,

41

Kanal

42

Durchströmungskanal

44

,

45

Prallelement

46

,

48

Schrägfläche

47

,

49

Schrägfläche

50

,

51

Durchströmungskanal

54

Betätigungshülse

56

Ring

58

Konusfläche

60

Innenabschnitt

62

Austrittsraum

Claims

1. Rotordüsenkopf mit

- einer durchströmbaren Rotordüse (18);
- einem Düsenlager (16), dessen axiale Position verstellbar ist; und
- zumindest einem radial verstellbaren Prallelement (44, 45),

dadurch gekennzeichnet, daß das Prallelement (44, 45) ein separates Bauteil ist, das innerhalb ei nes radial verlaufenden Kanals (40, 41) verschiebbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prallelement (44, 45) und das Düsenlager (16) relativ zueinan der bewegbar sind.

3. Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Prallelement (44, 45) und Düsenlager (16) einander berühren.

4. Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Prallelement (44, 45) zumindest eine, vorzugsweise zwei Schrägflächen (46, 48; 47, 49) aufweist.

5. Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Bewegung des Prallelementes (44, 45) steuerndes Steuer element (56) vorgesehen ist, das manuell betätigbar ist.

6. Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Prallelement (44, 45) durch das Düsenlager (16) verschiebbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (56) eine Steuerfläche (58, 60) aufweist, die zu mindest teilweise zu einer Schrägfläche (48, 49) des Prallelementes (44, 45) komplementär ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (56) als Ring, vorzugsweise aus Metall, ausge bildet ist, der in eine Betätigungshülse (54) integriert ist.

9. Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Prallelemente (44, 45) vorgesehen sind, von denen jedes eine Anlagefläche mit einem darin ausgebildeten Durchströmungskanal (50, 51) aufweist, der vorzugsweise einseitig offen ist.

10. Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Prallelement (44, 45) ein Würfel mit mindestens einer Schräg fläche (46, 48; 47, 49) ist.

11. Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Prallelement (44, 45) aus Metall, vorzugsweise aus Zinkguß besteht.

12. Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Relativlage zwischen dem Prallelement (44, 45) und ei nem Steuerelement (56) in vorzugsweise drei Positionen arretierbar ist.

13. Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zentrierstück (32) umfangsseitig axiale Durchflußöffnungen (34) und an seinem einen Ende eine Kegelfläche (36) aufweist, die mit zumindest einer Nut versehen ist.

14. Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Düsenlagers (16) ein vorzugsweise angeformter Haltekragen vorgesehen ist, und daß die Rotordüse eine äußere Ringnut aufweist.

15. Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchströmungskanal (20) der Rotordüse (18) eine Ein schnürung (22) aufweist.