DE29610402U1

DE29610402U1 - Cleaning head for a sewer cleaning device

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Publication number: DE29610402U1
Application number: DE29610402U
Authority: DE
Original assignee: BRENDLE GmbH
Current assignee: BRENDLE GmbH
Priority date: 1996-06-13
Filing date: 1996-06-13
Publication date: 1996-08-29
Anticipated expiration: 2006-06-14

Description

BeschreibungDescription

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rohrreinigungsgerät für Kanalisationsleitungen und insbesondere einen Reinigungskopf für ein derartiges Reinigungsgerät gemäß dem Oberbegriff des anliegenden Anspruchs 1.The present invention relates to a pipe cleaning device for sewer lines and in particular to a cleaning head for such a cleaning device according to the preamble of the appended claim 1.

Aus dem Stand der Technik, beispielsweise gemäß dem Prospekt "Kanalreinigung und Zubehör" der Anmelderin, sind Rohrreinigungsgeräte dieser Gattung bekannt. Diese Geräte bestehen aus einem granat- oder bombenförmigen zylindrischen Reinigungskopf, der über eine Schlauchleitung mit einer Hochdruckflüssigkeitspuiupe fluidverbunden ist. An dem Reinigungskopf befinden sich radial voneinander beabstandete Düsen, die über ein Kanalsystem innerhalb des Reinigungskopfes mit der Schlauchleitung verbunden sind und mit unter Druck stehender Flüssigkeit, vorzugsweise Wassser beaufschlagt werden. Die Düsen sind dabei derart an der Mantelfläche des Kopfes ausgerichtet, daß die jeweiligen Düsenaustrittsrichtungen radial in einem schrägen Winkel bezüglich der , Mittelachse des zylindrischen Reinigungskopfes nach hinten, d.h. in Richtung der Schlauchleitung verlaufen und somit eine Düsenschubkraft sowohl in Radial- als auch in Axialrichtung auf den Reinigungskopf ausüben.Pipe cleaning devices of this type are known from the state of the art, for example according to the applicant's brochure "Sewer cleaning and accessories". These devices consist of a grenade- or bomb-shaped cylindrical cleaning head, which is fluidically connected to a high-pressure liquid pump via a hose line. The cleaning head has nozzles spaced radially apart from one another, which are connected to the hose line via a channel system within the cleaning head and are supplied with pressurized liquid, preferably water. The nozzles are aligned on the surface of the head in such a way that the respective nozzle outlet directions run radially at an oblique angle to the rear, i.e. in the direction of the hose line, relative to the central axis of the cylindrical cleaning head, and thus exert a nozzle thrust force on the cleaning head in both the radial and axial directions.

Durch die radiale Düsenstrahlkomponente werden Verschmutzungen an den Innenflächen einer Kanalisationsleitung gelöst, während die axial gerichtete Stahlkomponente den Reinigungskopf in der Kanalisationsleitung nach dem Rückstoßprinzip vorwärts bewegt. Je nach Austrittswinkel und Schubkraft der Düsen können damit erhebliche Zug- und Reinigungsleistungen erzielt werden, sodaß Schlauchleitungen bis zu 450m bei einem durch die Pumpe aufgebauten Flüssigkeitsdruck von 100 bis 1000 bar (und höher) und einer Flüssigkeitsförderinenge von über 300 l/min durch die Kanalisationsleitung geschleppt werden können.The radial jet component loosens dirt on the inner surfaces of a sewer line, while the axially directed steel component moves the cleaning head forward in the sewer line according to the recoil principle. Depending on the exit angle and thrust of the nozzles, considerable pulling and cleaning performance can be achieved, so that hose lines of up to 450 m can be dragged through the sewer line at a liquid pressure of 100 to 1000 bar (and higher) built up by the pump and a liquid delivery rate of over 300 l/min.

Eine Weiterentwicklung dieser bekannten Reinigungsgeräte sieht vor, den Reinigungskopf mit einem zylinderförmigen Rotor auszubilden, der auf einem axial ausgerichteten, im Reinigungskopf befestigten Stator gelagert ist und an seiner Mantelfläche eine Anzahl von Düsen aufweist. Diese Düsen sind dabei tangential zur Mantelfläche des Rotors ausgerichtet und erzeugen somit ein Drehmoment um die Statorachse, welches den Rotor in eine Rotationsbewegung versetzt.A further development of these known cleaning devices provides for the cleaning head to be designed with a cylindrical rotor that is mounted on an axially aligned stator attached to the cleaning head and has a number of nozzles on its outer surface. These nozzles are aligned tangentially to the outer surface of the rotor and thus generate a torque around the stator axis, which sets the rotor in a rotational movement.

Derartige Reinigungsköpfe weisen jedoch folgende Nachteile auf:However, such cleaning heads have the following disadvantages:

1. Es hat sich gezeigt, daß die nach dem vorstehenden Prinzip angetriebenen Rotoren Umdrehungszahlen von weit über 10 000 U/min erzielen, denen kein Lager auf Dauer Stand halten kann. Aus diesem Grund wurden zusätzliche Bremsdüsen, d.h. Düsen mit entgegengerichteter Strahlrichtung an der Mantelfläche des Rotors angebracht, mittels denen ein Gegendrehmoment erzeugt wird und damit die Rotationsgeschwindigkeit verringert werden kann. Jedoch ist die Schubkraft der Düsen extrem abhängig von deren Düsenquerschnitt und Strahlrichtung, sodaß eine genaue Justierung der Düsen zur Erzielung einer bestimmten Rotationsgeschwindigkeit oder zumindest eines Geschwindigkeitsbereichs praktisch unmöglich ist.1. It has been shown that the rotors driven according to the above principle achieve rotational speeds of well over 10,000 rpm, which no bearing can withstand in the long term. For this reason, additional braking nozzles, i.e. nozzles with an opposite jet direction, were attached to the surface of the rotor, by means of which a counter torque is generated and the rotation speed can thus be reduced. However, the thrust of the nozzles is extremely dependent on their nozzle cross-section and jet direction, so that precise adjustment of the nozzles to achieve a certain rotational speed or at least a speed range is practically impossible.

2. Derartige Rotoren werden auch als Aufnahmefutter für Spezialwerkzeuge wie Schneidmesser, Ketten, Bürsten und dergleichen Reinigungseinrichtungen verwendet, die_ mit einer bestimmten gleichmäßigen Rotationsgeschwindigkeit betrieben werden sollten. Werden Reinigungsköpfe mit solchen Spezialwerkzeugen bestückt, müssen zusätzlich Kufen, Rollen oder dergleiche Gleitelemente an dem Reinigungskopf angeordnet sein, um über den gesamten Umfang des Kopfes einen bestimmten Abstand zwischen dem Rotor bzw. dem Werkzeug und der Innenwandung der Kanalisationsleitung einzuhalten. Es hat sich nunmehr gezeigt, daß für den Fall eines aktiven Rotorantriebs gemäß vorstehender Beschreibung der Düsenstrahl der2. Such rotors are also used as chucks for special tools such as cutting blades, chains, brushes and similar cleaning devices, which should be operated at a certain uniform rotation speed. If cleaning heads are equipped with such special tools, skids, rollers or similar sliding elements must also be arranged on the cleaning head in order to maintain a certain distance between the rotor or the tool and the inner wall of the sewer line over the entire circumference of the head. It has now been shown that in the case of an active rotor drive as described above, the jet of the

tangential ausgerichteten Düsen intervallartig auf die radial um den Reinigungskopf beabstandeten, axial verlaufenen Gleitkufen trifft und somit vor dem Auftreffen auf die Kanalisationswandung zerstäubt wird. Hierdurch verschlechtert sich nicht nur die Reinigungsleistung des Reinigungskopfes, sondern resultiert auch eine GleichlaufSchwankung des Rotors, wodurch dieser in eine Schwingungsbewegung versetzt wird. Es liegt auf der Hand, daß durch diese Schwingbewegung die Lager des Rotors erheblich mehrbelastet werden und somit ebenfalls vorzeitig verschleißen.tangentially aligned nozzles hit the axially running skids spaced radially around the cleaning head at intervals and are thus atomized before hitting the sewer wall. This not only reduces the cleaning performance of the cleaning head, but also results in a synchronization fluctuation of the rotor, causing it to vibrate. It is obvious that this vibrating movement places significantly more stress on the rotor bearings and also causes them to wear out prematurely.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Reinigungskopf für ein Reinigungsgerät dieser Gattung bereitzustellen, der einen verbesserten Antriebsmechnismus für einen Rotor aufweist, sodaß eine längere Standzeit des Reinigungskopfes insbesondere mit Blick auf die Rotorlagerungen möglich ist.It is therefore an object of the invention to provide a cleaning head for a cleaning device of this type, which has an improved drive mechanism for a rotor, so that a longer service life of the cleaning head is possible, in particular with regard to the rotor bearings.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Reinigungskopf für ein gattungsgemäßes Reinigungsgerät mit den Merkmalen gemäß dem anliegenden Anspruch 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by a cleaning head for a generic cleaning device with the features according to the appended claim 1.

Die Erfindung besteht demzufolge darin, den Rotor mit einer Anzahl von im wesentlichen gleichmäßig im Radialabstand angeordneten Prallflächen zu versehen, auf die ein Düsenstrahl zumindest einer in einem Statorelement ausgebildeten ortsfesten Düse gerichtet ist. . Die Prallflächen sind dabei derart ausgerichtet, daß zumindest eine Düsenstrahlkomponente eine Kraft in Tangentialrichtung auf den Rotor ausübt, deren resultierendes Drehmoment den Rotor in eine Drehbewegung versetzt.The invention therefore consists in providing the rotor with a number of substantially uniformly spaced radially-spaced impact surfaces onto which a jet from at least one stationary nozzle formed in a stator element is directed. The impact surfaces are aligned in such a way that at least one jet component exerts a force in the tangential direction on the rotor, the resulting torque of which causes the rotor to rotate.

Dieser Antrieb hat den Vorteil, daß unabhängig von der nachträglichen Bestückung des Rotors mit unterschiedlichen Reinigungswerkzeugen oder Gleitelementen die Umdrehungsgeschwindigkeit des Rotors lediglich über die Wahl der Düsenquerschnitte der zumindest einen ortsfesten Düse eingestellt und konstant gehalten werden kann.This drive has the advantage that, regardless of the subsequent fitting of the rotor with different cleaning tools or sliding elements, the rotational speed of the rotor can be adjusted and kept constant simply by selecting the nozzle cross-sections of at least one stationary nozzle.

In Kombination mit den tangential am Rotor ausgerichteten Reinigungsdüsen dient die zumindest eine ortsfeste Düse als Bremsdüse, die eine relativ genau einstellbare Bremskraft auf den Rotor aufbringt, sodaß die Rotationsgeschwindigkeit auch in diesem Fall je nach Wahl des Durchmessers der Bremsdüse zumindest in einem vorbestimmten Geschwindigkeitsbereich gehalten werden kann.In combination with the cleaning nozzles aligned tangentially on the rotor, the at least one stationary nozzle serves as a braking nozzle, which applies a relatively precisely adjustable braking force to the rotor, so that the rotation speed can also be kept in this case at least in a predetermined speed range depending on the choice of the diameter of the braking nozzle.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further advantageous embodiments of the invention are the subject of the subclaims.

Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren näher erläutert.The invention is explained in more detail below using preferred embodiments with reference to the accompanying figures.

Fig. 1 zeigt den Seitenriß eines Reinigungskopfes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfinung in Form eines Wurzelschneiders,Fig. 1 shows the side view of a cleaning head according to a first embodiment of the invention in the form of a root cutter,

Fig. 2 zeigt eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht des Stators gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,Fig. 2 shows a partially broken side view of the stator according to the first embodiment,

Fig. 3a und 3b zeigen die Seiten- und Hinteransicht des Rotors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,Fig. 3a and 3b show the side and rear view of the rotor according to the first embodiment,

Fig. 4 zeigt den Seitenriß eines Reinigungskopfes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, dessen Rotor mit Reinigungsdüsen ausgebildet ist,Fig. 4 shows the side view of a cleaning head according to a second embodiment of the invention, the rotor of which is designed with cleaning nozzles,

Fig. 5 zeigt eine Abwandlung des Reinigungskopfes gemäß Fig. 4.Fig. 5 shows a modification of the cleaning head according to Fig. 4.

Der in Fig. 1 gezeigte erfindungsgemäße Reinigungskopf besteht im wesentlichen aus einem Stator S und einem Rotor R, an dem eine Anzahl von radial gleichmäßig beabstandeten Prallflächen 8 ausgebildet sind. Ein als Anschlußstutzen 1 ausgebildetes Element des Stators S ist mit einer Anzahl von ortsfesten Strahldüsen 9 (siehe Fig. 2) ausgebildet, die im gleichen Radialabstand zueinander derart ausgerichtet sind, daß deren jeweiliger Düsenstrahl eineThe cleaning head according to the invention shown in Fig. 1 consists essentially of a stator S and a rotor R, on which a number of radially evenly spaced impact surfaces 8 are formed. An element of the stator S designed as a connecting piece 1 is designed with a number of stationary jet nozzles 9 (see Fig. 2) which are aligned at the same radial distance from one another in such a way that their respective jets have a

Kraft in Umfangsrichtung des Rotors R auf die Prallflächen 8 ausübt.Force in the circumferential direction of the rotor R is exerted on the impact surfaces 8.

Wie insbesondere aus Fig. 1 zu entnehmen ist, hat der hohle, zylinderförmige Anschlußstutzen 1 an einem axialen Endabschnitt ein Innengewinde 10 für das Befestigen einer Schlauchleitung (nicht gezeigt), über die eine Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser von einer nicht gezeigten Hochdruckpumpe zum Reinigungskopf gefördert wird. Der gegenüberliegende axiale Endabschnitt des hohlen Anschlußstutzens 1 ist mit einer einstückig daran ausgebildeten Endkappe 4 verschlossen, in die mittig eine Paßbohrung gebohrt ist. In diese Bohrung ist eine Vollagerwelle 3 als ein weiteres Element des Stators S eingepreßt und mittels einer nicht gezeigten Wellenmutter fest fixiert. Auf der Lagerwelle 3 ist der Rotor R aufgelagert, wobei gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zwei Radialkugellager 5 zwischen Rotor R und Welle 3 vorgesehen sind. Alternativ hierzu können auch vorgespannte Schrägkugellager, oder Schrägwälzlager in O- oder X-Anordnung verwendet werden.As can be seen in particular from Fig. 1, the hollow, cylindrical connecting piece 1 has an internal thread 10 on an axial end section for attaching a hose line (not shown), via which a liquid, preferably water, is conveyed from a high-pressure pump (not shown) to the cleaning head. The opposite axial end section of the hollow connecting piece 1 is closed with an end cap 4 formed as a single piece thereon, into which a fitting hole is drilled in the middle. A full bearing shaft 3 is pressed into this hole as a further element of the stator S and is firmly fixed by means of a shaft nut (not shown). The rotor R is supported on the bearing shaft 3, whereby according to the first embodiment two radial ball bearings 5 are provided between the rotor R and the shaft 3. Alternatively, preloaded angular contact ball bearings or angular contact roller bearings in an O or X arrangement can also be used.

Der Anschlußstutzen 1 ist desweiteren an seinem Außenumfang mit einer Anzahl von Bohrungen 9, 11 versehen, die in gleichem Radialabstand zueinander angeordnet sind und eine Verbindung mit dem Hohlraum im Anschlußstutzen 1 und damit mit der Schlauchleitung haben. Ein Teil 11 der Bohrungen 9, 11 ist dabei in einem schrägen Winkel zur Mittelachse des Anschlußstutzens 1 nach hinten, d.h. in Richtung der Schlauchleitung ausgerichtet, während—..der andere Teil 9 der Bohrungen 9, 11 schräg nach vorn, d.h. in Richtung der Lagerwelle 3 weist. Die nach vorn gerichteten Bohrungen 9 verlaufen zusätzlich windschief zur Mittelachse des Anschlußstutzens 1, d.h. in einem schrägen Winkel zur Tangentialrichtung des Anschlußstutzens 1 und münden in einem peripheren Randabschnitt der Endkappe 4 und bilden somit die bereits vorstehend erwähnten ortsfesten Strahldüsen.The connection piece 1 is further provided on its outer circumference with a number of holes 9, 11, which are arranged at the same radial distance from one another and have a connection with the cavity in the connection piece 1 and thus with the hose line. A part 11 of the holes 9, 11 is aligned at an oblique angle to the central axis of the connection piece 1 to the rear, i.e. in the direction of the hose line, while...the other part 9 of the holes 9, 11 points obliquely forward, i.e. in the direction of the bearing shaft 3. The forward-facing holes 9 also run skewed to the central axis of the connecting piece 1, i.e. at an oblique angle to the tangential direction of the connecting piece 1 and open into a peripheral edge section of the end cap 4 and thus form the stationary jet nozzles already mentioned above.

Die nach hinten gerichteten Bohhrungen 11 enden in einem Radialabsatz 12, der an der Außenfläche des Anschlußstutens 1 ausgebildet ist und dienen somit als Antriebsschubdüsen für den Vortrieb des Reinigungskopfes in einer Kanalisationsleitung.The rearward-facing bores 11 end in a radial shoulder 12, which is formed on the outer surface of the connecting piece 1 and thus serve as drive thrust nozzles for propelling the cleaning head in a sewer line.

An den Mündungsabschnitten der Bohrungen 9, 11 sind ferner Innengewinde ausgebildet, in die wahlweise Düseneinsätze vorbestimmten Querschnitts und Materials, vorzugsweise Keramik oder VA einschraubbar sind.Internal threads are also formed at the mouth sections of the bores 9, 11, into which nozzle inserts of a predetermined cross-section and material, preferably ceramic or VA, can be screwed.

Gemäß der Fig. 3a und 3b besteht der Rotor R im wesentlichen aus einem hohlen Zylinder 2 der an einem axialen Ende durch eine einstückig daran ausgebildete Kappe 13 verschlossen ist. Die Kappe 13 ist dabei mit einer Aufnahmevorrichtung 14, vorliegend einer Quernut und einer Anzahl von Schraubbohrungen ausgebildet und dient somit als Aufnahmefutter für spezielle nicht gezeigte Reinigungswerkzeuge, wie Schneidmesser, Räumkörbe, Schleuderketten u. dgl..According to Fig. 3a and 3b, the rotor R consists essentially of a hollow cylinder 2 which is closed at one axial end by a cap 13 formed integrally thereon. The cap 13 is formed with a receiving device 14, in this case a transverse groove and a number of screw holes and thus serves as a receiving chuck for special cleaning tools (not shown), such as cutting blades, clearing baskets, centrifugal chains and the like.

An dem gegenüberliegenden offenen Axialende des Rotors R sind wie in Fig. 3b gezeigt wird, stirnseitig im wesentlichen radial verlaufende Kerben oder Taschen 8 in der Rotorwand ausgebildet, die in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandet und zur äußeren Mantelfläche des Rotors R hin offen sind. Die Taschen sind ferner windschief zur Mittelachse des Rotors R ausgerichtet, wie aus der Fig. 3a zu entnehmen ist und weisen eine trapezartige Längsschnittform auf. Im Querschnitt gemäß Fig. 3b ist jede Tasche nach innen, d.h. in Richtung zum Hohlraum des Rotors R verschossen, wobei die Innenseiten der Taschen jeweils halbkreisförmig ausgerundet sind.At the opposite open axial end of the rotor R, as shown in Fig. 3b, there are essentially radially extending notches or pockets 8 in the rotor wall, which are evenly spaced in the circumferential direction and open towards the outer surface of the rotor R. The pockets are also aligned skewed to the center axis of the rotor R, as can be seen from Fig. 3a, and have a trapezoidal longitudinal section shape. In the cross section according to Fig. 3b, each pocket is closed inwards, i.e. in the direction of the cavity of the rotor R, with the inner sides of the pockets each being rounded in a semicircular shape.

Innerhalb des zylinderförmigen Rotors R befinden sich wie in Fig. 1 gezeigt ist, ferner die vorstehend bereits genannten Radialkugellager 5 herkömmlicher Bauart, deren äußere Laufringe an die Kappe des Rotors anschlagen bzw. mit einem Innenring 7 axial gesichert sind. Die inneren Laufringe sind dabei ebenfalls zwischen einem WellenabsatzAs shown in Fig. 1, the cylindrical rotor R also contains the previously mentioned radial ball bearings 5 of conventional design, the outer races of which abut against the cap of the rotor or are axially secured with an inner ring 7. The inner races are also located between a shaft shoulder

15 auf der Lagerwelle 3 und einem Wellenring 6 axial fixiert.15 is axially fixed on the bearing shaft 3 and a shaft ring 6.

Zur Funktionsweise des erfindungsgemäßen Reinigungskopfes nach dem ersten Ausführungsbeispiel läßt sich folgendes anführen.The following can be stated regarding the functioning of the cleaning head according to the invention according to the first embodiment.

Druck- und Reinigungsmedium, vorzugsweise Wasser wird von der nicht gezeigten Pumpe mit einem Druck von über 1000 bar über die Schlauchleitung (ebenfalls nicht gezeigt) zum Reinigungskopf gefördert. Innerhalb des Anschlußstutzens 1 teilt sich dann der Fluidstrom entsprechend den gewählten Querschnitten der nach hinten gerichteten Bohrungen oder auch Vortriebsdüsen 11 und der nach vorn gerichteten Bohrungen oder auch Antriebsdüsen 9 des Rotors R derart, daß ein größerer Anteil des Fluidstroms über die Vortriebsdüsen 11 schräg nach hinten abgegeben wird, wodurch der hieraus resultierende Schub den Reinigungskopf samt Schlauchleitung durch die zu reinigende Kanalisationsleitung drückt. Da die Vortriebsdüsen 11 nicht parallel zur Mittelachse des Anschlußstutzens sondern in einem spitzen Winkel radial nach außen ausgerichtet sind, trifft der Vortriebsstrahl· in dem entsprechenden Winkel auch auf die Innenwandung der Kanalisationsleitung auf, wodurch der zuvor durch das am Rotor R befestigte Reinigungswerkzeug gelöste Schmutz abgespült wird.Pressure and cleaning medium, preferably water, is pumped by the pump (not shown) at a pressure of over 1000 bar via the hose line (also not shown) to the cleaning head. Within the connection piece 1, the fluid flow then splits according to the selected cross-sections of the rear-facing bores or propulsion nozzles 11 and the forward-facing bores or propulsion nozzles 9 of the rotor R in such a way that a larger proportion of the fluid flow is discharged diagonally backwards via the propulsion nozzles 11, whereby the resulting thrust pushes the cleaning head together with the hose line through the sewer line to be cleaned. Since the propulsion nozzles 11 are not aligned parallel to the central axis of the connection piece but at an acute angle radially outwards, the propulsion jet also hits the inner wall of the sewer line at the corresponding angle, whereby the dirt previously loosened by the cleaning tool attached to the rotor R is rinsed away.

Der andere Teil des Fluids wird durch die vorwärts und radial auswärts gerichteten Antriebsdüsen 9 innerhalb des Anschlußstutzens 1 auf die Taschen 8 geleitet, derart, daß die austretenden Düsenstrahlen im wesentlichen jeweils auf eine Seitenfläche der Taschen 8 auftreffen, welche, wie vorstehend bereits ausgeführt wurde, ebenfalls windschief bezüglich der Mittelachse des Rotors R ausgerichtet sind. Hierdruch wird eine Druckkraft auf den Rotor aufgebracht, dessen eine Kraftkomponente in Tangentialrichtung zeigt und den Rotor in eine Umdrehungsbewegung versetzt.The other part of the fluid is guided through the forward and radially outward directed drive nozzles 9 within the connection piece 1 to the pockets 8, such that the emerging jets essentially impinge on a side surface of the pockets 8, which, as already explained above, are also skewed relative to the center axis of the rotor R. This applies a pressure force to the rotor, one force component of which points in the tangential direction and causes the rotor to rotate.

Durch die Erhöhung der Zahl der vorwärtsgerichteten Düsen 9 und/oder der Taschen bzw. Prallflächen 8 läßt sich somitBy increasing the number of forward-facing nozzles 9 and/or pockets or impact surfaces 8,

eine quasi stetige (weil hochfrequente Kraftimpulse) Antriebkraft erzeugen, wodurch Gleichlaufschwankungen vermieden werden. Desweiteren ist die Antriebskraft und damit die Umdrehungsgeschwindigkeit des Rotors R bei vorgegebener Anzahl an Taschen 8 und Antriebsdüsen 9 lediglich abhängig vom Querschnitt der einzelnen Düsen 9 und läßt sich somit durch die Wahl entsprechender Düsendurchmesser relativ genau einstellen.generate a quasi-continuous (because of high-frequency force impulses) driving force, whereby synchronization fluctuations are avoided. Furthermore, the driving force and thus the rotational speed of the rotor R for a given number of pockets 8 and drive nozzles 9 is only dependent on the cross-section of the individual nozzles 9 and can therefore be adjusted relatively precisely by selecting the appropriate nozzle diameter.

Die Fig. 4 zeigt nunmehr ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Reinigungskopfes, in der für zum ersten Beispiel gleiche Bauteile weiterhin die gleichen Bezugszeichen verwendet sind.Fig. 4 now shows a second preferred embodiment of the cleaning head according to the invention, in which the same reference numerals continue to be used for components that are the same as in the first example.

Gemäß der Fig. 4 hat der Reinigungskopf des zweiten Ausführungsbeispiels einen Stator S bestehend aus dem Anschlußstut&zgr;en 1 und der Lagerwelle 3, die an ihrem einen axialen Ende in den Anschlußstutzen 1 eingeschraubt ist. Hierfür ist die Lagerwelle 3 mit einem kleindurchmessrigen Lagerungsabschnitt 3a ausgebildet, der an dem einen axialen Ende von einem großdurchmessrigen Flansch 3b begrenzt ist. Der Außenumfang des Flansches 3b ist teilweise, d.h. an seinem· axial äußersten Endabschnitt mit einem Außengewinde 3c versehen, das an einen axial innenliegenden Anschlag 3c grenzt, der durch einen Wellenbund am Flansch 3b gebildet wird.According to Fig. 4, the cleaning head of the second embodiment has a stator S consisting of the connecting piece 1 and the bearing shaft 3, which is screwed into the connecting piece 1 at one axial end. For this purpose, the bearing shaft 3 is designed with a small-diameter bearing section 3a, which is delimited at one axial end by a large-diameter flange 3b. The outer circumference of the flange 3b is partially, i.e. at its axially outermost end section, provided with an external thread 3c, which borders on an axially inner stop 3c, which is formed by a shaft collar on the flange 3b.

Der Anschlußstutzen 1 ist ein im wesentlichen zylindrischer Hohlkörper, der an einem axialen Ende einen Anschluß 10 für die Schlauchleitung und an dem gegenüberliegenden axialen Ende ein Innengewinde 15 für das Anflanschen der Lagerwelle 3 aufweist. Wie ferner aus der Fig. 4 zu entnehmen ist, ist der Anschlußstutzen 1 im Anschlußbereich der Schlauchleitung konusförmig ausgebildet.The connecting piece 1 is a substantially cylindrical hollow body which has a connection 10 for the hose line at one axial end and an internal thread 15 for flanging the bearing shaft 3 at the opposite axial end. As can also be seen from Fig. 4, the connecting piece 1 is conical in the connection area of the hose line.

Beim Zusammenschrauben der Lagerwelle 3 und des Anschlußstutzens 1 bildet sich eine innere Kammer im Stutzen 1 aus, in die eine Anzahl von Bohrungen 9, 11 im Stutzen 1 und in dem Wellenflansch 3b münden. Ein Teil 11When the bearing shaft 3 and the connecting piece 1 are screwed together, an inner chamber is formed in the piece 1, into which a number of holes 9, 11 in the piece 1 and in the shaft flange 3b open. A part 11

dieser Bohrungen, welche radial gleichmäßig voneinander im Stutzen 1 beabstandet sind, erstreckt sich in einem spitzen Winkel zur Mittelachse des Anschlußstutzens 1 nach hinten in Richtung der Schlauchleitung und öffnet sich im konusförmigen Bereich des Stutzens 1. Diese Bohrungen 11 dienen zur Aufnahme von Schubdüsen für den Vortrieb des Reinigungskopfes in der Kanalisationsleitung. Der andere Teil der ebenfalls radial gleichmäßig beabstandeten Bohrungen 9 erstreckt sich in einem spitzen Winkel zur Mittelachse nach vorn in Richtung der Lagerwelle 3 innerhalb des Anschlußflansches 3b und öffnet sich an einem peripheren Randbereich der der Kammer abgewandten Stirnseite des Flansches 3b. Diese letztgenannten Bohrungen 9 im Flansch 3b sind dabei zusätzlich windschief (d.h. in Tangentialrichtung) zur Mittelachse der Lagerwelle 3 ausgerichtet und dienen zur Aufnahme von Antriebsdüsen des Rotors R. Innerhalb der Lagerwelle 3 ist eine axiale Sackbohrung 16 ausgebildet, die ebenfalls in die Kammer mündet und über zumindest eine Radialbohrung 17 in einem Mittenabschnitt der Lagerwelle 3 (vorliegend zwei Bohrungen) nach außen geöffnet ist.of these holes, which are evenly spaced radially from one another in the nozzle 1, extends at an acute angle to the central axis of the connecting nozzle 1 backwards in the direction of the hose line and opens in the conical area of the nozzle 1. These holes 11 serve to accommodate thrust nozzles for the propulsion of the cleaning head in the sewer line. The other part of the holes 9, which are also evenly spaced radially, extends at an acute angle to the central axis forwards in the direction of the bearing shaft 3 inside the connecting flange 3b and opens at a peripheral edge area of the front side of the flange 3b facing away from the chamber. These latter holes 9 in the flange 3b are additionally aligned skewed (i.e. in the tangential direction) to the central axis of the bearing shaft 3 and serve to accommodate drive nozzles of the rotor R. An axial blind hole 16 is formed within the bearing shaft 3, which also opens into the chamber and is open to the outside via at least one radial hole 17 in a central section of the bearing shaft 3 (in this case two holes).

Der Lagerungsabschnitt 3a der Welle 3 endet an einem freien Wellenende in einem Passungsabschnitt 3e mit noch kleinerem Außendurchmesser als der Lagerungsabschnitt 3a, an dessen axialem Ende wiederum ein Außengewinde ausgebildet ist.The bearing section 3a of the shaft 3 ends at a free shaft end in a fitting section 3e with an even smaller outer diameter than the bearing section 3a, at the axial end of which an external thread is again formed.

Wie in Fig. 4 weiter zu sehen ist, mündet im Bereich des Passungsabschnitts 3e eine weitere Radialbohrung 18 in die axiale Sackbohrung 16 der Lagerwelle 3.As can be seen in Fig. 4, in the area of the fitting section 3e, a further radial bore 18 opens into the axial blind bore 16 of the bearing shaft 3.

Um die Lagerwelle 3 ist eine Hülse 19 aus Messing, Keramik oder einem Keramik beschichteten Stahl angeordnet, die fest auf der Außenfläche im Bereich des Lagerungsabschnitts 3a aufgepaßt und ggf. verklebt ist. In dieser Hülse 19 ist ebenfalls zumindest eine Radialbohrung 20 entsprechend der Bohrung(en) 17 in der Lagerwelle 3 ausgebildet, die in Deckung mit den wellenseitigen Bohrungen 17 gebracht sind. An der äußeren MantelflächeA sleeve 19 made of brass, ceramic or a ceramic-coated steel is arranged around the bearing shaft 3, which is firmly fitted and, if necessary, glued to the outer surface in the area of the bearing section 3a. In this sleeve 19, at least one radial bore 20 is also formed corresponding to the bore(s) 17 in the bearing shaft 3, which are aligned with the shaft-side bores 17. On the outer surface

der Hülse 19 sind zusätzlich radiale Nuten (nicht gezeigt) ausgebildet, die im Axialabstand zueinander angeordnet sind.In addition, radial grooves (not shown) are formed in the sleeve 19, which are arranged at an axial distance from one another.

Der Rotor R besteht aus einem zylinderförmigen Außenmantel 2 vorzugsweise aus Stahl, in den eine Gleitbüchse 22 beispielsweise aus Messing, Keramik oder einem Keramik beschichteten Stahl eingepreßt und ggf. verklebt ist. In dem Außenmantel 2 sind eine Anzahl von radial beabstandeten schräg und windschief, (d.h. in Tangentialrichtung) zur Mittelachse des Rotors R radial nach außen verlaufende Bohrungen 23 ausgebildet, die zur Aufnahme von Rotorantriebsdüsen des aktiven, aus dem Stand der Technik bereits bekannten Antriebsmechanismus vorgesehen sind. Diese Bohrungen 23 sind über entsprechende Radialbohrungen 24 in der Büchse mit einer Ringnut 21 verbunden, die an der Innnenwandung der Büchse 23 ausgebildet ist und die über die Radialbohrungen 17 und Sackbohrung 16 in der Lagerwelle 3 eine Verbindung mit der Kammer im Anschlußstutzen 1 hat.The rotor R consists of a cylindrical outer casing 2, preferably made of steel, into which a sliding bush 22, for example made of brass, ceramic or a ceramic-coated steel, is pressed and possibly glued. In the outer casing 2, a number of radially spaced holes 23 are formed, which run obliquely and skewed (i.e. in the tangential direction) to the central axis of the rotor R and which are intended to accommodate rotor drive nozzles of the active drive mechanism already known from the prior art. These holes 23 are connected via corresponding radial holes 24 in the bush to an annular groove 21 which is formed on the inner wall of the bush 23 and which has a connection to the chamber in the connection piece 1 via the radial holes 17 and blind hole 16 in the bearing shaft 3.

Auf dem zum Flansch 3b gegenüberliegenden Passungsabschnitt 3e der Lagerwelle 3 ist eine konusförmige Kappe 25 aufgepaßt, die mit einer Wellenmutter gesichert ist und den Rotor R zwischen sich und dem Flansch 3b axial festlegt. In der Kappe 25 ist zumindest eine Radialbohrung 26 ausgebildet, die mit der Sackbohrung 16 über die Bohrung 18 der Lagerwelle 3 fluidverbunden ist und eine Öffnung 27 in Richtung auf die andere Stirnseite des Rotormantels 2 hat. Die Öffnung 27 dient ebenfalls zur Aufnahme einer Antriebsdüse des Rotors R, deren Ausströmrichtung derart verläuft, daß die Stirnseite des Rotormantels R möglichst in Tangentialrichtung angeströmt wird.A conical cap 25 is fitted onto the fitting section 3e of the bearing shaft 3 opposite the flange 3b, which is secured with a shaft nut and axially fixes the rotor R between itself and the flange 3b. At least one radial bore 26 is formed in the cap 25, which is fluidically connected to the blind bore 16 via the bore 18 of the bearing shaft 3 and has an opening 27 in the direction of the other end face of the rotor casing 2. The opening 27 also serves to accommodate a drive nozzle of the rotor R, the outflow direction of which is such that the end face of the rotor casing R is flowed against in the tangential direction as far as possible.

Auf der zum Anschlußstutzen 1 zugewandten und/oder abgewandten Stirnseite des Rotormantels R sind darüberhinaus Kerben oder Taschen 8 ausgebildet, wie sie bereits vorstehend anhand des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben wurden. Diese Taschen 8 bilden demnach dieOn the front side of the rotor casing R facing and/or facing away from the connection piece 1, notches or pockets 8 are also formed, as already described above with reference to the first embodiment. These pockets 8 therefore form the

Prallflächen aus, die derart ausgerichtet sind, daß durch den auftreffenden Düsenstrahl der ortsfesten Rotorantriebsdüsen 9 bzw. 27 im Wellenflansch 3b bzw. in der Kappe 25 eine Kraft in Tangentialrichtung auf den Rotor R aufgebracht wird.Impact surfaces which are aligned in such a way that a force in the tangential direction is applied to the rotor R by the impinging jet of the stationary rotor drive nozzles 9 or 27 in the shaft flange 3b or in the cap 25.

Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel ist diese durch die ortsfesten Düsen 9, 27 erzeugte Tangentialkraft jedoch entgegen der Antriebskraft der rotorseitigen Antriebsdüsen 23 des aktiven Antriebssytems gerichtet und bewirkt demzufolge ein Gegendreh- oder Bremsmoment in dem Rotor R, wodurch die Umdrehungsgeschwindigkeit des Rotors R, erzeugt durch die rotorseitigen Antriebsdüsen 23, verringert wird. Aus diesem Grund sind die flansch- und/oder kappenseitigen Düsen 9, 27 auch als Bremsdüsen zu bezeichnen.In contrast to the first embodiment, this tangential force generated by the stationary nozzles 9, 27 is directed against the driving force of the rotor-side drive nozzles 23 of the active drive system and consequently causes a counter-rotation or braking torque in the rotor R, whereby the rotational speed of the rotor R, generated by the rotor-side drive nozzles 23, is reduced. For this reason, the flange- and/or cap-side nozzles 9, 27 are also referred to as braking nozzles.

Die Funktionsweise des Reinigungskopfes gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel entspricht im wesentlichen der des ersten Beispiels jedoch mit den folgenden Unterschieden:The functionality of the cleaning head according to the second embodiment is essentially the same as that of the first example, but with the following differences:

Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel wird der eigentliche Antrieb des Rotors R gemäß der Fig. 4 durch das aktive Antriebssystem,, d.h. durch die im Rotormantel 2 ausgebildeten Düsen 23 gebildet. Diese Düsen 23 können wahlweise zusätzlich zur Tangentialrichtung auch geringfügig in Axialrichtung nach hinten und/oder nach vorn geneigt sein und somit entweder den Vortrieb der Anschlußstutzen-seitigen Schubdüsen 11 unterstützen oder quasi als sogenannte Stocherdüsen einen Vorstahl erzeugen, um Rohrverstopfungen zu beseitigen.In contrast to the first embodiment, the actual drive of the rotor R according to Fig. 4 is formed by the active drive system, i.e. by the nozzles 23 formed in the rotor casing 2. These nozzles 23 can optionally be inclined slightly backwards and/or forwards in the axial direction in addition to the tangential direction and thus either support the propulsion of the thrust nozzles 11 on the connection piece side or generate a preliminary jet as so-called poking nozzles in order to remove pipe blockages.

Die stationären Bremsdüsen 9, 27 dienen hingegen ausschließlich zur Einstellung der Rotationsgeschwindigkeit durch die Wahl bestimmter Düsenquerschnitte und der hierdurch erzeugbaren Bremsmonaente, wodurch eine realtiv genaue Einhaltung einer gewünschten Rotationgeschwindigkeit möglich ist.The stationary braking nozzles 9, 27, on the other hand, serve exclusively to adjust the rotation speed by selecting certain nozzle cross-sections and the braking moments that can be generated thereby, whereby a relatively precise maintenance of a desired rotation speed is possible.

Es liegt auf der Hand, daß zahlreiche Abwandlungen für das zweite Ausführungsbeispiel möglich sind.It is obvious that numerous modifications to the second embodiment are possible.

So können die Bremsdüsen 9, 27 je nach Größe des Reinigungskopfes entweder nur Flansch- oder Kappenseitig oder aber auch beidseitig zum Rotor angeordnet werden. Auch ist es möglich den Vortrieb des Reinigungskopfes, wie beispielsweise in Fig. 5 gezeigt wird, ausschließlich über die Rotorantriebsdüsen 23 des aktiven Antriebssytems zu bewerkstelligen, die mit einem entprechenden Neigungswinkel bezüglich der Mittelachse des Rotors R nach hinten angestellt sind und somit eine Schubkraftkomponente in Axialrichtung erzeugen.Depending on the size of the cleaning head, the braking nozzles 9, 27 can be arranged either on the flange or cap side or on both sides of the rotor. It is also possible to propel the cleaning head, as shown in Fig. 5, exclusively via the rotor drive nozzles 23 of the active drive system, which are positioned at a corresponding angle of inclination with respect to the center axis of the rotor R and thus generate a thrust component in the axial direction.

Eine weitere Abwandlung, ebenfalls gemäß Fig. 5 sieht vor, den Rotormantel 2 unmittelbar auf der Lagerwelle 3 aufzulagern und somit die gsamte Struktur zu vereinfachen, d.h. die Anordnung der beiden Gleitlagerbüchsen oder Hülsen 19 und 22 gemäß Fig. 4 einzusparen. Hierzu werden unmittelbar auf der Welle 3 axial beabstandete Ringnuten wie vorstehend bereits bezüglich der Keramikhülse 19 beschrieben wurde eingedreht (siehe strichpunktierte Linien in Fig. 5) , wodurch sich beim Betrieb ein hydrostatischer Flüssigkeitsdruck zwichen dem Rotor R und der Welle 3 in den Ringnuten ausbildet und der Rotor R somit auf dem hierdurch erzeugten Flüssigkeitsfilm reibungsfrei gleitet.A further modification, also according to Fig. 5, provides for the rotor casing 2 to be mounted directly on the bearing shaft 3 and thus simplify the entire structure, i.e. the arrangement of the two plain bearing bushes or sleeves 19 and 22 according to Fig. 4 is saved. For this purpose, axially spaced annular grooves are screwed directly onto the shaft 3 as already described above with regard to the ceramic sleeve 19 (see dot-dash lines in Fig. 5), whereby a hydrostatic fluid pressure is formed between the rotor R and the shaft 3 in the annular grooves during operation and the rotor R thus slides frictionlessly on the fluid film generated thereby.

Es hat sich ferner gezeigt, daß durch den auftreffenden Düsenstrahl der stationären Antriebsdüsen 9, 27 auf die rotorseitigen Prallflächen 8 erhebliche Abrasionswirkungen eintreten, die zu einer Veränderung der Form der Prallflächen _txzw. Taschen 8 und zu einer Zerstörung des Rotors R führen können. Aus diesem Grund wird der Rotor R zumindest im Bereich der stirnseitigen Taschen oder Kerben 8 oberflächengehärtet und geschliffen.It has also been shown that the jet of the stationary drive nozzles 9, 27 hitting the rotor-side impact surfaces 8 causes considerable abrasion effects, which can lead to a change in the shape of the impact surfaces or pockets 8 and to the destruction of the rotor R. For this reason, the rotor R is surface-hardened and ground at least in the area of the front pockets or notches 8.

Claims

TIEDTKE - BUHLING - KHfJtE' %

Patent attorneys

Tiedtke-Bühling-Kinne & Partner, POB 20 19 18, D-80019 Munich Representative at the EPO*

Dipl.-Ing. H. Tiedtke* Dipl.-Chem. G. Bühling* Dipl.-Ing, R. Kinne*

13 June 1996 Dipl.-Ing. B. Pellmann*

id. j um &igr; wo Dipl.-Ing. K. Grams*

Dipl.-Biol. Dr. A. Link

DE 18081 Dipl.-Ing. A. Vollnhais*

Dipl.-Ing. T. Leson* Dipl.-Ing. H. Trösch Dipl.-Ing. Dr. G. Chivarov*

Protection claims Bavariaring 4,

D-80336 MünchenD-80336 Munich

1. Cleaning head for a pipe cleaning device with a stator (S) on which a rotor (R) is rotatably mounted and can be set in a rotary motion by means of a drive mechanism,

characterized in that

the drive mechanism has at least one nozzle (9, 27) formed in an element (3b, 4, 25) of the stator (S), which is aligned such that its exit jet strikes at least one impact surface (8) provided on the rotor (R) to generate a rotational torque.

2. Cleaning head according to claim 1, characterized in that

the rotor (R) is cylindrical, wherein the at least one impact surface (8) is formed by a pocket or notch which is provided on at least one end face of the cylindrical rotor (R).

3. Cleaning head according to claim 2, characterized in that

a plurality of pockets (8) are provided on at least one end face of the rotor (R), which are arranged at the same radial distance from one another.

4. Cleaning head according to one of the preceding claims, characterized in that

Telephone: 0 89-54 46 90 100446.2361@COmpUServe.COm Dresdner Bank (Munich) Account 3939 844 {BLZ 700 800 00)

Deutsche Bank (Munich) Account 286 1060 (bank code 700 700 10)

Fax (G3): 0 89-53 26 11 (During introduction phase mailbox Postbank (Munich) Account 67o-43-so4 (bank code 700100 so)

Dai-Ichi-Kangyo Bank (Munich) Account 51 042 (bank code 700 207 00)

Fax (G4): 0 89-53 29 09 50 check will be only twice a week) sanwa Bank (Düsseldorf) Account 500 047 (bank code 301307 ooj

the pockets (8) are open radially outwards and closed radially inwards, so that as a result of the centrifugal force during the rotational movement of the rotor (R), an outflow flow of an impinging fluid of the at least one nozzle (9, 27) is generated from the at least one pocket (8).

5. Cleaning head according to one of the preceding claims, characterized by

a number of drive nozzles (23) which are provided on the rotor (R) and are aligned tangentially, among other things, so that the rotor (R) can be set in rotation by the thrust of these drive nozzles (23), wherein the at least one nozzle (9, 27) in the stator element (3b, 4, 25) acts as a braking nozzle and exerts a braking force on the rotor (R) which is opposite to the thrust of the drive nozzles (23).

6. Cleaning head according to one of the preceding claims, characterized in that

the at least one nozzle (9, 27) in the stator element (3b, 4, 25) is aligned radially outward and tangentially to the rotor (R) at an angle with respect to the central axis of the rotor (R), so that the force component applied to the rotor (R) in the tangential direction is greater than the force component in the axial direction.

7. Cleaning head according to one of the preceding claims, characterized in that

the stator (S) consists of a bearing shaft (3) and a connection piece (1) for a pressure line in which the at least one nozzle (9) is formed.

S. Cleaning head according to one of claims 1 to 6, characterized in that

the stator (S) consists of a bearing shaft (3) which is connected via a shaft flange (3b) to a connection piece (1) for a pressure line, wherein the at least one nozzle (9) is provided in the flange (3b).

9. Cleaning head according to claim 8, characterized in that

the stator (S) further has a cap (25) at a shaft end opposite the flange (3b), which axially fixes the rotor (R) between itself and the flange (3b).

10. Cleaning head according to claim 9, characterized in that

the cap (25) has a nozzle (27) directed towards an axial end face of the rotor (R) on which a number of pockets forming impact surfaces are provided.

11. Cleaning head according to claim 10, characterized in that

the bearing shaft (3) has an axial blind bore (16) through which the cap-side nozzle (27) is fluidically connected to the pressure line.

12. Cleaning head according to one of the preceding claims, characterized in that

the stator (R) has a bearing sleeve (19) made of ceramic and the rotor (R) has a bearing bush (22) also made of ceramic, which is mounted on the bearing sleeve (19) to form a sliding bearing.

13. Cleaning head according to one of claims 1 to 11, characterized in that

the rotor (R) is mounted on the stator (S) via a rolling or ball bearing (5).