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Die
Erfindung betrifft einen Düsenhalter mit einem äußeren
Befestigungsbereich, insbesondere mit einem Außengewinde,
für die Befestigung einer Fluidzuführung, insbesondere
einem Wasser-Spritzrohr und mit einer Ausnehmung, in die ein Düsenelement
eingesetzt ist und wobei weiterhin an der Fluidaustrittsseite eine
Werkzeugaufnahme vorgesehen ist.
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Düsenhalter
dieser bekannten Art weisen demnach einen äußeren,
im Wesentlichen metallischen Düsenhalter auf, in den das
Düsenelement üblicherweise austauschbar eingesetzt
ist. Hierfür ist es vorgesehen, ein häufig keramisches
und damit sehr sprödes Düsenelement von der Fluidanströmseite aus
in die vorgenannte Ausnehmung einzusetzen, bis dass dieses am Bodengrund
der Ausnehmung anliegt und sodann mit einem ebenso von der Fluidanströmseite
aus in die Ausnehmung eingeführtes Halteelement axial zu
sichern.
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Ein
solches Halteelement ist dabei üblicherweise als ein Ring
ausgebildet, der ein Außengewinde aufweist, welches mit
einem Innengewinde in der inneren zylindrischen Mantelfläche
der Ausnehmung zusammenwirkt, so dass beim Einschrauben eines solchen
Halteelementes eine Anpresskraft auf das Düsenelemenet
in Richtung zum Boden der Ausnehmung ausgeübt wird.
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Bei
den Düsenhaltern dieser gattungsgemäßen
Art ist es als Problem und Nachteil anzusehen, dass bei nicht ausreichender
Anpresskraft zwischen Haltering und Düsenelement die Verbindung
des Düsenelementes zum Düsenhalter nicht dicht
ist und somit in den Düsenhalter eingeführtes
Fluid auch seitlich am Düsenelement und nicht nur durch
die Düsenöffnung fließt.
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Wird
hingegen der Haltering zu stark in die Ausnehmung eingeschraubt
und erzeugt dieser demnach eine zu starke Anpresskraft auf das Düsenelement,
so kann dieses aufgrund seiner spröden Materialeigenschaften
brechen und muss zwingend ersetzt werden.
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Es
ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Düsenhalter
der grundsätzlichen gattungsgemäßen Art
bereit zu stellen, der keinerlei Risiko einer eventuellen Undichtigkeit
zwischen Düsenelement und Düsenhalter aufweist
und darüber hinaus keinerlei Risiko gegeben ist, das Düsenelement
zu zerstören, wenn der Nutzer eines solchen Düsenhalters
unsachgemäß, insbesondere mit falschen Befestigungskräften,
mit einem solchen Düsenhalter umgeht.
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Diese
Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,
dass der Düsenhalter der vorgenannten gattungsgemäßen
Art derart ausgebildet ist, dass das Düsenelement in die
vorbeschriebene Ausnehmung, die zur Aufnahme des Düsenelementes
dient, kraft- und/oder formschlüssig eingepresst ist, wobei Düsenelement
und Düsenhalter einen unlösbaren Verbund bilden.
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Ein
solcher Düsenhalter hat gegenüber dem vorbenannten
Düsenhalter des Standes der Technik den besonderen Vorteil,
dass bereits herstellerseitig das Düsenelement durch Verpressung
in der Ausnehmung des Düsenhalters befestigt ist, aufgrund dieser
Verpressung eine absolute Dichtheit zwischen Düsenhalter
und Düsenelement gegeben ist und ein Nutzer ein Düsenelement
für den Einsatz eines Düsenhalters nicht erst
in diesem befestigen muss, so dass auch keine Bruchgefahr mehr besteht
für ein Düsenelement des Düsenhalters.
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Aufgrund
der Tatsache, dass das Düsenelement im Düsenhalter
kraft- und/oder formschlüssig eingepresst ist und somit
einen unlösbaren Verbund bildet, ist der erfindungsgemäße
Düsenhalter demnach als nicht wieder verwendbares Einwegbauteil ausgebildet,
das nach Verschleiß des Düsenelementes zu entsorgen
ist.
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Hierbei
wird unter dem Merkmal, dass Düsenelement und Düsenhalter
einen unlösbaren Verbund bilden, verstanden, dass mit üblichen
Handwerksmaßnahmen das Düsenelement und der Düsenhalter
nicht wieder voneinander getrennt werden können. Das Düsenelement
kann demnach aus dem Düsenhalter nicht mittels einfacher
Werkzeuge wiederum entfernt werden, so dass erfindungsgemäße Düsenhalter
entweder wie vorbeschrieben entsorgt oder aber recycelt werden.
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Hier
kann es grundsätzlich vorgesehen sein, dass herstellerseitig
ein Düsenelement mittels entsprechend ausgelegter Presswerkzeuge
wiederum aus dem kraft- und/oder formschlüssigen Verbund entfernt
wird und das verschlissene Düsenelement in gleicher Weise
ersetzt werden kann wie bei einer Neuherstellung.
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In
einer möglichen Ausführungsform kann es hier vorgesehen
sein, dass die Ausnehmung, die zur Aufnahme des Düsenelementes
dient, an der Fluidabströmseite des Düsenhalters
angeordnet ist und zur Fluidabströmseite offen ist, so
dass das Düsenelement von dieser Fluidabströmseite
in die Ausnehmung eingepresst ist. Das Düsenelement ist
demnach bei dieser Montageart von der Außenseite selbst
im Betrieb sichtbar und kann während des Betriebs auf Unversehrtheit
geprüft werden.
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Um
eine konstruktiv montagefreundliche Ausbildung des erfindungsgemäßen
Düsenhalters in einer bevorzugten Weiterbildung zu erhalten,
kann es vorgesehen sein, dass der Düsenhalter von der Fluidanströmseite,
insbesondere vom Befestigungsbereich aus zur Fluidabströmseite
einen sich in einer Stufe verringernden Querschnitt aufweist, wobei
die Ausnehmung vollständig in dem fluidabströmseitigen,
im Querschnitt kleineren Düsenhalterteil angeordnet ist.
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Hierbei
kann es in einer möglichen Ausführung vorgesehen
sein, dass in der fluidabströmseitigen ringförmigen
Stirnfläche der Stufe wenigstens zwei Bohrungen angeordnet
sind, die eine Werkzeugaufnahme bilden. Bei einer Anzahl von zwei Bohrungen
können diese einander diametral gegenüberliegen.
Bei einer höheren Anzahl kann die Winkelteilung der Bohrungen
innerhalb der ringförmigen Stirnfläche zumindest
gleichförmig ausgeführt sein.
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Eine
solche Werkzeugaufnahme kann dazu dienen, stiftförmige
Vorsprünge eines entsprechenden Montagewerkzeuges, das über
den im Querschnitt kleineren Düsenhalterteil herüberführbar
ist, in die Bohrungen einzuführen und so mit diesem Werkzeug
den Düsenhalter insgesamt zu drehen. Hierfür können
gegebenenfalls auch entsprechende Spitz-Zangen verwendet werden.
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In
einer anderen Ausführungsform kann es auch vorgesehen sein,
dass der fluidabströmseitige, im Querschnitt kleinere Düsenhalterteil
einen äußeren mehreckigen Querschnitt aufweist,
der ebenso eine Werkzeugaufnahme bildet, wobei dieser mehreckige
Querschnitt beispielsweise an eine Stecknuss oder an einen Schraubenschlüssel
angepasst sein kann. So kann auch eine Stecknuss über diesen
im Querschnitt kleineren Düsenhalterteil übergesteckt werden,
um den Düsenhalter an einer Fluidzuführung zu
befestigen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform sind der innere Querschnitt
der Ausnehmung und der äußere Querschnitt des
Düsenelementes aneinander angepasst, weisen insbesondere
runde Querschnittsform auf, so dass das Düsenelement durch den
Kraft- und/oder Formschluss in der Ausnehmung axial im Düsenhalter
festgehalten ist, insbesondere mindestens bis zu einem Fluiddruck,
der den üblichen Arbeitsdruck übersteigt, beispielsweise
mindestens bis zu einem Fluiddruck von 40 bar, besonders bevorzugt
bis zu einem Fluiddruck von mindestens 100 bar. Durch den Kraft-
und/oder Formschluss wird bevorzugt eine derart hohe Haftreibung
zwischen der inneren Mantelfläche der Ausnehmung und der äußeren
Mantelfläche des Düsenelementes erzielt, die größer
ist als die in axialer Wirkung richtende Kraft aufgrund der inneren
Fluiddruckbeaufschlagung des Düsenelementes im Betrieb.
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Bei
dieser Ausführungsform, insbesondere wenn der Querschnitt
von Ausnehmung und Düsenelement rund ist, weist das Düsenelement
eine axiale Längenerstreckung auf, so dass das Düsenelement bei
dieser Ausführung einen im Wesentlichen zylindrischen Körper
bildet, bevorzugt dessen Länge 50% bis 70% des Durchmessers
des Düsenelementes entspricht oder in einer längeren
Bauform etwa dem Durchmesser entspricht, so dass auch bereits hierdurch
die Düsenelemente, die hier zum Einsatz kommen, eine größere
Stabilität aufweisen als die im Wesentlichen plattenförmigen
Düsenelemente gemäß Stand der Technik.
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Auch
wird durch die zylindrische Bauform gegenüber der plattenförmigen
im Stand der Technik und die Verpressung eine axiale Führung
des Düsenelementes in der Ausnehmung erzielt, durch welche nicht
nur die Haltekräfte erzeugt werden, sondern auch eine exakte
Justierung des Düsenelementes im Düsenhalter,
so dass insbesondere bei einem Nadelstrahl-Düsenelement,
das bevorzugt zum Einsatz kommt, sicher gestellt ist, dass ein erzeugter
Strahl exakt senkrecht zur Öffnungsebene einer Fluidzuführung
ausgerichtet ist.
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Um
das Einpressen eines Düsenelementes in die Ausnehmung zu
erleichtern, kann es hierbei vorgesehen sein, dass die fluidanströmseitige äußere
Kante des Düsenelementes eine Anfasung aufweist. Diese
Anfasung kann als eine Rundung oder auch als eine konische Fläche
ausgebildet sein.
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Um
eine gegenüber der vorherigen Ausführung noch
weitere Sicherung des Düsenelementes in der Ausnehmung
zu erzielen, kann es in einer bevorzugten Weiterbildung auch vorgesehen
sein, dass die fluidabströmseitige Endfläche des im
Querschnitt verringerten Düsenhalterteils gerundet oder
gestuft in die äußere Mantelfläche des
Düsenhalterteils übergeht.
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Besonders
bei dieser Art der Ausführung, jedoch auch grundsätzlich
bei einer planen fluidabströmseitigen Endfläche
des vorgenannten Düsenhalterteils kann es vorgesehen sein,
dass diese fluidabströmseitige Endfläche zumindest
mit einem dem Düsenelement nahen Ringbereich, beispielsweise durch
eine Druckbeaufschlagung mit einem Presswerkzeug, bis über
die äußere Kante der fluidabströmseitigen
Oberfläche des Düsenelementes plastisch verformt
ist.
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Dies
hat den Vorteil, dass nach dem Einpressen des Düsenelementes
in die Ausnehmung deren fluidabströmseitige, ringförmige
Stirnfläche nach dem plastischen Verformungsschritt einen
nach innen vorspringenden Kragen aufweist, der das Düsenelement
zusätzlich in axialer Richtung in Ergänzung zu
der Haftreibungskraft aufgrund des Presssitzes zwischen innerer
und äußerer Mantelfläche von Ausnehmung
und Düsenelement festhält.
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Besonders
für diese letztgenannte Ausführungsform ist es
vorteilhaft, wenn die axiale Länge des Düsenelementes
zumindest geringfügig kleiner ist als die axiale Tiefe
der das Düsenelement aufnehmenden Ausnehmung. Besonders
hierdurch wird sicher gestellt, dass Material von der fluidabströmseitigen
Endfläche des Düsenhalterteils zumindest bereichsweise
bis über die Oberfläche des Düsenelementes
plastisch verformt werden kann.
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In
einer mit den vorherigen Ausführungen kombinierbaren, ebenso
wie alleinig vorsehbaren Weiterbildung kann der Boden der Ausnehmung
eine Bohrung aufweisen, die denselben Durchmesser aufweist, wie
eine fluidanströmseitige Ausnehmung in dem Düsenelement,
wobei die Bohrung in der Ausnehmung fluchtend angeordnet ist mit
der Ausnehmung im Düsenelement. Hierdurch wird sicher gestellt,
dass es beim Überströmen von Fluid aus dem inneren
Bereich des Düsenhalters in das Innere des Düsenelementes
keinerlei Verwirbelungen entstehen, die einen erzeugten Düsenstrahl
stören würden.
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In
einer weiteren Ausführung kann es zusätzlich vorgesehen
sein, dass der Düsenhalter eine fluidanströmseitige
Ausnehmung aufweist, deren Innendurchmesser größer
ist als der Innendurchmesser der fluidabströmseitigen Ausnehmung
zur Aufnahme des Düsenelementes, wobei beide Ausnehmungen
des Düsenhalters, also sowohl die fluidanströmseitige
als auch die fluidabströmseitige, über einen gemeinsamen
Boden, nämlich den zuvor beschriebenen, die Bohrung aufweisenden
Boden aneinander angrenzen.
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Hierdurch
wird eine besonders einfache und leicht herzustellende konstruktive
Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Düsenhalters
erreicht, da sowohl fluidabströmseitige als auch fluidanströmseitige Ausnehmungen
von beiden Seiten eines Düsenhalters bei der Herstellung
in ein Vollmaterial eingebracht werden können, jeweils
bis zu einer gewissen Grenztiefe, so dass zwischen den Ausnehmungen der
vorgenannte Bodenbereich verbleibt.
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In
einer Weiterbildung kann es zusätzlich zu der eingangs
genannten Stufe auch vorgesehen sein, dass der Düsenhalter
vom Befestigungsbereich, insbesondere der ein Außengewinde
aufweist, in Richtung zur Fluidanströmseite einen sich
in einer Stufe verringernden Querschnitt aufweist, wobei die fluidanströmseitige
ringförmige Stirnfläche dieser Stufe einen Dichtbereich
bildet, der bei einer Montage dieses Düsenhalters mit einer
Fluidzuführung und deren korrespondierenden Dichtbereiches
zusammenwirkt.
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Dieser
Dichtbereich kann dafür vorgesehen sein, dass ein O-Ring
an der Fluidzuführung auf diesem Dichtbereich zu liegen
kommt. Alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass der hier beschriebene Dichtbereich
in der ringförmigen Stirnfläche dieser Stufe eine
ringförmige Nut aufweist, in der ein O-Ring aufgenommen
ist.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgend
beschriebenen Figur in Aufsicht, Querschnitt und perspektivisch
dargestellt.
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Die
Figur zeigt einen Düsenhalter 1 gemäß der
Erfindung, der einen äußeren, d. h. am maximalen
Durchmesser angeordneten Befestigungsbereich in Form eines Außengewindes 2 aufweist.
Insbesondere in der Schnittdarstellung zeigt die Figur, dass linksseitig,
d. h. zum fluidanströmseitigen Bereich, eine Stufe 10 vorgesehen
ist, an welcher der äußere Durchmesser stufenförmig
in Richtung zur Fluidanströmseite A sich verringert.
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Die
ringförmige Stirnfläche 11 dieser Stufe kann
eine Dichtfläche bilden wie im allgemeinen Teil beschrieben.
Eine solche stufenförmige Verringerung ist ebenso vorgesehen
von dem Befestigungsbereich 2 aus in Richtung zur Fluidabströmseite
B, wobei diese Stufe 5 in dem ringförmigen fluidabströmseitigen Stirnflächenbereich 5a Bohrungen 6 aufweist,
hier zwei Bohrungen, die einander diametral gegenüberliegen
und als Werkzeugaufnahme dienen, um den hier beschriebenen Düsenhalter
in eine Fluidzuführung einzuschrauben.
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Der
rechtsseitig von der Stufe 5 angeordnete, im Querschnitt
verringerte Düsenhalterteil 1a weist eine zur
Fluidabströmseite B offene Ausnehmung 3 auf, in
die ein Düsenelement 4 form- und/oder kraftschlüssig
eingepresst ist. Die Ausnehmung 3 hat einen mit einer gegenüberliegenden
Ausnehmung 9 gemeinsamen Bodenbereich 3a, der
eine Bohrung 7 aufweist, die denselben Innendurchmesser
aufweist wie eine zylindrische Ausnehmung 8 im Düsenelement 4.
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Hier
ist das Düsenelement 4 als zylindrischer Körper
ausgebildet, der in die Ausnehmung 3 herstellungsseitig
eingepresst ist, wofür die fluidanströmseitige,
d. h. zur Ausnehmung 3 weisende äußere
Kante 4c des zylindrischen Düsenelementes eine
Anfasung aufweisen kann, um das Einpressen zu erleichtern.
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Das
Düsenelement 4 ist durch die radial wirkenden
Haftreibungskräfte zwischen der inneren Mantelfläche
der Ausnehmung 3 und der äußeren Mantelfläche
des Düsenelementes 4 sicher in der Ausnehmung 3 festgehalten,
es kann jedoch auch noch in einer Weiterbildung vorgesehen sein,
dass die Stirnfläche 12 des im Querschnitt verringerten
fluidabströmseitigen Düsenhalterteils 1a in
axialer Richtung mit einer Presskraft beaufschlagt wurde bei der Herstellung
des erfindungsgemäßen Düsenhalters, um
zu bewirken, dass zumindest das dem Düsenelement nahe Material
dieser ringförmigen Endfläche zumindest bereichsweise über
die Oberfläche 4a des Düsenelementes
plastisch verformt wird und somit das Düsenelement zusätzlich
noch in axialer Richtung sichert. Hierdurch ist das Düsenelement 4 in
der Ausnehmung 3 von allen Seiten eingeschlossen. Um eine
solche Ausführung zu erzielen, ist es vorteilhaft, wenn
die axiale Länge des zylindrischen Düsenelementes 4 zumindest
geringfügig kürzer ist als die axiale Bautiefe
der Ausnehmung 3.
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Ein
Düsenelement der hier beschriebenen Art bildet im Wesentlichen
ein Einwegbauteil aus, das nach Verschleiß der Düse
zu entfernen und durch ein neues, komplettes Düsenhalterelement
mit darin eingepresster Düse zu ersetzen ist. Dies bedeutet
nicht zwingend, dass das erfindungsgemäße Düsenhalterbauteil
in seiner Gesamtheit zu entsorgen ist, es kann hier auch vorgesehen
sein, dass herstellerseitig die verschlissenen Düsenelemente
aus dem erfindungsgemäßen Düsenhalter
herausgepresst werden, um die Düsenelemente zu ersetzen.
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Ersichtlich
hat der hier vorgestellte Düsenhalter den Vorteil, dass
die Düsenelemente 4 herstellungsseitig in diesen
Halter eingepresst sind, demnach keine Notwendigkeit mehr besteht,
dass durch einen Nutzer einzelne Düsenelemente in einem
Düsenhalter zu befestigen sind, wodurch diese wie zuvor
beschrieben häufig zu Bruch gehen, wenn falsche Befestigungskräfte
zum Einsatz kommen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 202007003854
U [0002]