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Die Erfindung betrifft eine Düse zum Einbau in eine Reinigungsdüse zum Reinigen von Kanälen oder Rohren, insbesondere in der Abwassertechnik Dabei ist die Reinigungsdüse mit einem Schlauch verbunden und wird in einen Kanal oder in ein zu reinigendes Rohr eingeführt. Über den Schlauch wird Wasser mit einem hohen Druck zugeführt und dieses wird in der Reinigungsdüse über Bohrungen zu Düsen geführt und die austretenden Wasserstrahlen bewirken einerseits eine Reinigung von Kanal bzw. Rohr, andererseits erzeugen sie eine Vorschubkraft, die die Reinigungsdüse im Rohr bzw. Kanal vorwärtsbewegt. Die Erfindung betrifft die Gestaltung der Düse und diese Düsen können auch eingesetzt werden bei rotierenden Reinigungsdüsen, die drehbar an einem Düsenkörper gelagert sind, der mit dem Schlauch in Verbindung steht.
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Aus der
DE 20 2015 005 582 U1 ist eine Reinigungsdüse mit einem Schlauchanschluss bekannt, bei der das Wasser unter Druck aus Düsen ausströmt, wodurch Reinigung und Vorschub bewirkt werden. Die Düsen werden in Gewindebohrungen eingeschraubt und mit Dichtungen an der Außenseite abgedichtet. Sie sind einteilig oder zweiteilig ausgebildet. Im Innern der Düsen verläuft eine Bohrung, die sich von der Eintrittsöffnung aus konisch verjüngt bis zum Beginn einer kleineren zylindrischen Bohrung, die weiterführt bis zum Austritt.
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Aus der
DE 10 2010 026 720 ist eine zweiteilige Düse zur Verwendung in einer Reinigungsdüse bekannt, bei der durch ihre entsprechende Gestaltung einerseits ein durchgehender, gleich dimensionierter Querschnitt zumindest an der Übergangsstelle der Bohrungen angestrebt wird. Dies soll Verwirbelungen des Wassers verhindern, die zum Druckverlust und damit zur Wirksamkeit der Reinigungsdüse führen. Andererseits soll das unter Druck stehende Wasser daran gehindert werden, zwischen Außenfläche der Düse und Gewinde zu gelangen. Die Düse weist ferner einen Keramikeinsatz auf, der im Düsenkörper sicher gehalten werden soll. Im Innern der Düse verläuft eine Bohrung, die sich von der Eintrittsöffnung aus konisch verjüngt bis zum Beginn einer kleineren zylindrischen Bohrung, die weiterführt bis zum Austritt bzw. bis zu einer geringfügig im Durchmesser vergrößerten Austrittsbohrung.
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Aus der
DE 103 21 432 ist eine einteilige Düse zur Verwendung in einer Reinigungsdüse bekannt, bei der die zentrale Bohrung Einformungen verschiedener Gestalt aufweist. Dadurch soll eine bessere Wasserführung gegeben sein.
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Bei allen diesen bekannten Ausführungen tritt der Wasserstrahl direkt aus der zentralen Bohrung der Düse ins Freie aus. Unabhängig davon, ob der Wasserstrahl entsprechend der Gestaltung der Düse und der Bohrung gebündelter oder mehr aufgefächert austritt. Je nach Aufgabe der Reinigungsdüse werden entsprechende Strahlformen angestrebt. Dies führt dazu, dass der Wasserstrahl die Umgebungsluft im Bereich des Wasseraustritts mitreißt. Dabei entstehen Verwirbelungen der Luft und damit auch des Wasserstrahls, die sich negativ auf die Gestalt des Wasserstrahls auswirken. Seine Reichweite und damit seine Reinigungswirkung werden negativ beeinflusst.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Düse so auszubilden, dass der Wasserstrahl auf eine größere Strahlweite als bei bekannten Düsen eine durch die Ausbildung der Düse vorgesehene Gestaltung beibehält und dadurch eine bessere Reinigungswirkung erzielt. Er trifft dadurch gebündelter auf die Kanalwand als bekannte Düsen auf. Dies kann Auswirkungen haben in der Weise, dass das Reinigen eines Kanals in kürzerer Zeit erfolgen kann. Oder bei entsprechender Reduzierung des Wasserdrucks - bei dem dann dieselbe Reinigungswirkung wie bisher erreicht wird - kann Wasser eingespart werden. Eine Kombination dieser Vorteile ist je nach Vorgabe von Wasserdruck und Vorschubgeschwindigkeit der Reinigungsdüse möglich.
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Gelöst ist diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen. Bevorzugte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den anschließenden, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
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Die Erfindung ist anhand der schematischen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
- 1 einen Schnitt durch ein Beispiel einer Reinigungsdüse, bei der die Düse eingesetzt werden kann.
- 2 einen vergrößerten Längsschnitt durch die Düse.
- 3 einen Querschnitt durch die Düse - Schnitt A - A in 2.
- 4 eine Ansicht der Düse in Richtung Y.
- 5 eine Seitenansicht der Düse in Richtung X.
- 6 einen vergrößerten Längsschnitt durch eine Düse gemäß einer anderen Ausführungsform.
- 7 einen vergrößerten Längsschnitt durch die Düse gemäß einer weiteren Ausführungsform.
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1 zeigt einen Schnitt durch eine beispielhafte Reinigungsdüse, bei der die Erfindung Anwendung finden kann. Sie besteht aus einem einstückigen Düsenkörper 1 mit bombierter Außengestalt mit einer Mittelachse 2 und einer Bohrung 3, an der ein nicht dargestellter Wasserschlauch über einen nicht dargestellten Schlauchnippel angeschlossen wird. Dazu weist die Bohrung 3 in der Regel ein Gewinde auf, das zum Einschrauben des Schlauchnippels dient. Der Boden der Bohrung 3 ist so gestaltet, dass mittig ein Wasserteiler 4 verbleibt, dessen Spitze vorzugsweise verrundet ausgebildet ist. Der Bereich zwischen dem Fuß des Wasserteilers 4 und der Wandung 5 der Bohrung 3 ist vorzugsweise verrundet ausgeführt. Sodann sind mehrere, über den Umfang verteilte Eintrittsbohrungen 6 schräg unter einem spitzen Winkel 7 zur Mittelachse 2 gebohrt bis zu einem Endpunkt 8. In diesen Endpunkt 8 mündet jeweils eine schräg von außen entgegen der Fließrichtung des zugeführten Wassers eingebrachte Austrittsbohrung 9, wobei der Übergang der beiden Bohrungen 6, 9 vorzugsweise verrundet ausgebildet ist, um eine gute Umlenkung des Wassers zu erreichen. Dies ist durch entsprechend gestaltete Bohrer möglich. An der Austrittseite der Austrittsbohrungen 9 sind jeweils ein Gewinde 10 und eine Ansenkung 11 vorgesehen, sodass hier eine Düse 12 zum Austritt des Wassers eingeschraubt werden kann.
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2 zeigt einen vergrößerten Schnitt durch die Düse 12, bestehend aus einem Düsengrundkörper 13 mit einem Außengewinde 15 zum Einschrauben in das Innengewinde 10 im Düsenkörper 1. Einerseits geht der Düsengrundkörper 13 über in einen Bund 18 zur Aufnahme einer Dichtung 22, mit der in bekannter Weise eine Abdichtung an der Außenfläche der Düse 12 erreicht wird. Eine andere Ausführung ist in der Weise möglich, dass das Außengewinde 15 bis zur Stirnfläche 26 verläuft und die Abdichtung an dieser Stirnfläche 26 durch bekannte Dichtungen erfolgt. In Bund 18 und Düsengrundkörper 13 verläuft mittig eine Bohrung 3.
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Auf der gegenüberliegenden Seite schließt sich an den Düsengrundkörper 13 ein Sprühkopf 14 an, in dem die Bohrung 3 weiter bis zu dessen Stirnfläche 20 verläuft. Die Bohrung 3 kann dabei zylindrisch oder wie dargestellt sich im Durchmesser reduzierend ausgebildet sein. Letztere Ausbildung hat den Vorteil, dass sich eine Erhöhung der Austrittsgeschwindigkeit des Wasserstrahls 19 ergibt. An der Übergangsstelle zur Austrittsbohrung 9 ist der Übergang der Bohrung 3 vorzugsweise kegelförmig gestaltet.
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Die Erfindung bezieht sich auf die Gestaltung der Düse 12 im Bereich des Wasseraustritts im Bereich der Stirnfläche 20. Diese Gestaltung hängt u.a. davon ab, wie die Düse 12 gefertigt wird und welche Strahlausbildung erzielt werden soll. Allen nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen gemeinsam ist es, dass ein Ringkanal 21 gebildet wird, der zur deutlichen Erkennbarkeit kreuzförmig schraffiert dargestellt ist. Er ist einerseits begrenzt bzw. bildet sich durch den austretenden Wasserstrahl 19, andererseits durch eine durch eine Schürze 29 gebildete Ringfläche 35, die mit einer Höhe A über die Stirnfläche 20 des Sprühkopfes 14 vorsteht und ringsum verläuft. Sie weist dazu einen Abstand B zum Wasserstrahl 19 auf. In diesen Ringkanal 21 münden entweder einzelne Luftkanäle 23, die bis zur Außenfläche 16 des Sprühkopfes 14 reichen. Oder ein durchgehender Ringkanal, der ebenfalls bis zur Außenfläche 16 führt. Diese Ausbildung ist abhängig vom Fertigungsverfahren der Düse 12, worauf nachfolgend noch näher eingegangen wird.
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2 zeigt eine im Wesentlichen einstückige Düse 12, wie sie durch ein sogenanntes 3D-Druckverfahren hergestellt werden kann. Dabei werden einzelne Schichten aus Metallpulver gebildet und mittels eines Laserstrahles an vorgegebenen Stellen nach einem vorgegebenen Programm, das durch die Gestalt der Düse 12 gegeben ist, verbunden. Dabei kann entweder die gesamte Düse 12 gedruckt werden oder, um Kosten zu sparen, wird nur der Sprühkopf 14 auf diese Weise hergestellt, indem ein aus Metall hergestellter Grundkörper 13 in die Druckmaschine eingelegt wird und ab seiner Trennlinie 17 das Aufdrucken des Sprühkopfes 14 erfolgt. In beiden Fällen kann das Einbringen der Luftkanäle 23 beim Drucken erfolgen, es verbleiben dabei vorzugsweise Stege 24 zwischen den einzelnen Luftkanälen 23 wie aus 3 und 4 ersichtlich. Der Sprühkopf 14 wird so hergestellt, dass eine über die Stirnfläche 20 der Bohrung 3 um ein Maß A vorstehende Schürze 29 entsteht, wodurch ein Ringkanal 21 mit einer Ringfläche 35 und einer Breite B gebildet wird.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform beginnen die Luftkanäle 23 um ein Maß C versetzt zur Außenfläche 16 mit einem größeren Querschnitt, der sich dann im weiteren Verlauf bis zur Austrittsseite an der Stirnfläche 20 verringert. Die Verbindung zur Außenfläche erfolgt über kleine Bohrungen 25 oder auch über Schlitze, sodass hier die Gefahr verringert wird, dass Schmutz in die Luftkanäle 23 eindringt und diese verstopft. Diese Gestaltung bringt Vorteile bei der Luftführung durch die Luftkanäle 23 im Hinblick auf ihr Verhindern von Verwirbelungen der austretenden Luft.
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Vorzugsweise sind die Luftkanäle 23 zumindest in Teilbereichen bogenförmig gestaltet, um eine gute Luftführung zu gewährleisten. Außerdem ist es vorteilhaft, im Auslaufbereich die Luftkanäle 23 im Wesentlichen parallel zu der Bohrung 3 zu führen, was sich günstig auf das Strömungsverhalten der Luft und ihr Verhindern von Verwirbelungen der austretenden Luft auswirkt.
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Wie aus 3 erkennbar haben die Luftkanäle 23 vorzugsweise einen kreissegmentartigen Querschnitt, da dieser einen möglichst großen Querschnitt bildet. Sie können aber auch als runde Bohrungen ausgeführt sein. Zwischen den Luftkanälen 23 verbleiben Stege 24 und es bildet sich eine Bohrungswandung 27 zu der zentralen Bohrung 3.
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6 zeigt einen Querschnitt durch eine Düse 12 gemäß einer anderen Gestaltung, wie sie beispielsweise durch Drehen der Einzelteile hergestellt werden kann. Der Düsengrundkörper 13 weist einen Absatz 30 auf, der verrundet übergeht in einen zylindrischen Stutzen 31, der bis zu einer Stirnfläche 20 verläuft. Im Innern verläuft die Bohrung 3 zur Wasserzufuhr. Auf dem Absatz 30 sitzt ein Außenteil 32, dessen Innenkontur 33 so gestaltet ist, dass sich zur Außenkontur 36 des Stutzens 31 ein Ringkanal 34 bildet, der vorzugsweise so gestaltet ist, dass er sich in Richtung Stirnfläche 20 wie dargestellt verengt. Stutzen 31 und Außenteil 32 sind im Bereich des Absatzes 30 mittels bekannter Verfahren verbunden, z.B. verklebt. Das Außenteil 32 weist eine Schürze 29 auf, die über die Stirnfläche 20 um ein Maß A vorsteht und damit eine Ringfläche 35 bildet, sodass sich ein Ringraum 21 mit der Breite B bildet. Kleine Bohrungen 25 dienen der Luftzufuhr in den Ringkanal 34 von der Außenfläche 16 her.
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7 zeigt eine zweiteilige Düse 12, bei der wie in 6 ein Grundkörper 13 mit einem Stutzen 31 gebildet wird, wobei aber das Außenteil 32 durch ein Blechteil gebildet wird, das beispielsweise durch Tiefziehen hergestellt wird. Dessen Gestalt ist so ausgebildet, dass ein sich vorzugsweise verengender Ringkanal 34 zwischen seiner Innenkontur 37 und der Außenkontur 36 des Stutzens 31 gebildet wird. Kleine Bohrungen 25 dienen der Luftzufuhr in den Ringkanal 34 von der Außenfläche 16 aus.
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Das günstigste Fertigungsverfahren der Düse 12 hängt außer von den Fertigungsmöglichkeiten des Herstellers auch von der Größe der Düse 12 ab. Mit einem 3D-Druck kann man heute sehr kleine Düsen 12 herstellen, bei größeren Düsen 12 bieten sich die beiden anderen Fertigungsverfahren an.
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Der Vorteil eines Ringkanals 21 und der Luftzufuhr zu ihm über Luftkanäle 23 oder über einen Ringkanal 34 liegt darin, das sich beim Austritt des Wasserstrahls 19 aus der Düse 12 ein Unterdruck im Abstrahlbereich ergibt, der die Luft aus den Luftkanälen 23 oder aus dem Ringkanal 34 ansaugt, die sich um den Wasserstrahl 19 legt, sodass er länger seine vorgegebene und gewünschte Gestalt beibehält und weniger durch Luftwirbel verändert wird. Folge ist eine bessere Reinigungswirkung in kürzerer Zeit bzw. bei gleicher angestrebter Reinigungswirkung eine mögliche Reduzierung des Wasserdrucks und damit eine Einsparung von Wasser.
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Die Gestaltung der Schürze 29 kann unterschiedlich sein je nachdem, welche Gestalt der Wasserstrahl 19 annehmen soll. Entweder möglichst zentral und wenig divergierend oder mehr divergierend je nach Aufgabe der Düse 12 bei ihrem Einsatz. Entsprechend wird die Ringfläche 35 der Schürze 29 entweder wie dargestellt senkrecht zur Richtung des Wasserstrahls19 verlaufend ausgebildet oder geneigt oder gewölbt nach innen oder außen gerichtet.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung der Düse wird vorgeschlagen, die Bohrung 3 mit einer wendelförmig gestalteten Nut 28 zu versehen, die den Wasserstrahl zusätzlich stabilisiert.
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Die dargestellte Reinigungsdüse ist nur als Beispiel zu betrachten. Düsen 12 der beanspruchten Bauweise können in unterschiedlichste Reinigungsdüsen eingebaut werden, auch in solche, bei denen rotierende Sprühköpfe zum Einsatz kommen oder die zusätzlich Bearbeitungswerkzeuge verschiedenster Art tragen, wobei die Düsen 12 dann in erster Linie eine Vorschubfunktion übernehmen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Düsenkörper
- 2
- Mittelachse
- 3
- Bohrung
- 4
- Wasserteiler
- 5
- Wandung
- 6
- Eintrittsbohrung
- 7
- Winkel
- 8
- Endpunkt
- 9
- Austrittsbohrung
- 10
- Innengewinde
- 11
- Ansenkung
- 12
- Düse
- 13
- Düsengrundkörper
- 14
- Sprühkopf
- 15
- Außengewinde
- 16
- Außenfläche
- 17
- Trennlinie
- 18
- Bund
- 19
- Wasserstrahl
- 20
- Stirnfläche
- 21
- Ringkanal
- 22
- Dichtung
- 23
- Luftkanal
- 24
- Steg
- 25
- Bohrung
- 26
- Stirnfläche
- 27
- Bohrungswandung
- 28
- Nut
- 29
- Schürze
- 30
- Absatz
- 31
- Stutzen
- 32
- Außenteil
- 33
- Innenkontur
- 34
- Ringkanal
- 35
- Ringfläche
- 36
- Außenkontur
- 37
- Innenkontur
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202015005582 U1 [0002]
- DE 102010026720 [0003]
- DE 10321432 [0004]
