DE3708096A1 - Punktstrahl-rotationsduese fuer hochdruckreinigungsgeraete - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Punktstrahl-Rotationsdüse für Hochdruckreini­ gungsgeräte, insbesondere Wasserstrahl-Hochdruckreinigungsgeräte für den Druckbereich von 40 bar bis 180 bar, mit einem druckfesten, insbesondere aus Metall bestehenden Gehäuse mit einem Wassereintritt und einem Wasser­ austritt, ggf. mit einem im Gehäuse angeordneten, im wesentlichen statio­ nären, insbesondere aus Kunststoff bestehenden Wasserlenkkörper, einem im Gehäuse angeordneten, gegenüber dem Gehäuse und, so vorhanden, dem Wasserlenkkörper drehbaren, insbesondere ebenfalls aus Kunststoff bestehen­ den Rotationskörper und einer am Rotationskörper ausgeformten oder fest mit dem Rotationskörper verbundenen, zur Rotationsachse des Rotationskör­ pers koaxialen, insbesondere aus Metall bestehenden Düsenspitze, wobei die Düsenspitze einen geneigt und/oder exzentrisch zur Rotationsachse liegenden Wasser-Strömungskanal aufweist und der Strömungskanal im Was­ seraustritt mündet, wobei, vorzugsweise, der Rotationskörper mittels ei­ nes extrem leichtlaufenden Kugeldrucklagers im Gehäuse gelagert ist, wo­ bei eine zwischen dem Gehäuse oder dem Wasserlenkkörper einerseits und dem Rotationskörper andererseits wirksame Rotationsbremse vorgesehen ist, wobei der Innendurchmesser des Innenmantels des Gehäuses bzw. Wasser­ lenkkörpers etwas größer ist als der Außendurchmesser des Außenmantels des Rotationskörpers und wobei die Teile im Gehäuse, insbesondere die Rotationsbremse, von Wasser unter Druck umgeben sind.

Punktstrahl-Rotationsdüsen der in Rede stehenden Art werden für Hoch­ druckreinigungsgeräte, insbesondere für Wasserstrahl-Hochdruckreinigungs­ geräte für den Druckbereich von 40 bar bis 180 bar benötigt, um einer­ seits mit hoher, punktförmiger Reinigungsleistung auch hartnäckige, fest verkrustete Verschmutzungen entfernen zu können, andererseits gleichwohl eine gewisse flächige Reinigungswirkung zu erzielen. Die Düsenspitze ei­ ner solchen Punktstrahl-Rotationsdüse weist einen Wasser-Strömungskanal in solcher Anordnung bzw. Ausrichtung auf, daß der austretende Wasser­ strahl, sehr stark gebündelt, nicht koaxial zur Rotationsachse verläuft. Durch die Rotation der Düsenspitze wird also dieser Punktstrahl über eine bestimmte Fläche bewegt, deren Größe vom Abstand der Rotationsdüse vom zu säubernden Objekt abhängt.

Die Düsenspitze ist an einem Rotationskörper im Gehäuse ausgeformt oder befestigt, der seinerseits leicht drehbar im Gehäuse bzw. am Wasserlenk­ körper gelagert ist. Durch bestimmte Ausformungen des Gehäuses selbst oder durch bestimmte Ausformungen im Wasserlenkkörper wird erreicht, daß durch den Wassereintritt in das Gehäuse unter hohem Druck eintretendes Wasser zur Rotationsachse und radial geneigt auf Antriebsflächen des Ro­ tationskörpers auftrifft und so den Rotationskörper in eine schnelle Drehung gegenüber dem Gehäuse versetzt. Der dabei entstehende Druckab­ fall ist wegen des Rückstaus durch die Düsenspitze innerhalb des Gehäuses sehr gering, die im allgemeinen recht hohe Drehzahl des Rotationskörpers wird bei geringem Druckabfall über die große Menge strömenden Wassers er­ zielt.

Grundsätzlich ergibt sich die Drehzahl des Rotationskörpers aus dem Was­ serdurchsatz, dem Strömungsquerschnitt für Wasser im Bereich des Wasser­ lenkkörpers und dem Umfang des Rotationskörpers. Bei entsprechend reibungs­ armer und leichter Gestaltung des Rotationskörpers, eine generell zu be­ achtende Forderung bei derartigen Punktstrahl-Rotationsdüsen, ergeben sich Drehzahlen bis zu 10 000 U/min und mehr.

Die hohen Drehzahlen, die bei Punktstrahl-Rotationsdüsen auftreten füh­ ren dazu, daß der aus dem Strömungskanal austretende Punktstrahl sich schon eine sehr kurze Wegstrecke nach dem Austritt aus der Düsenspitze selbst zerschlägt. Folglich ist der Arbeitsabstand zum Reinigungsobjekt jedenfalls bei hohem Wasserdurchsatz und hohen Drücken sehr gering, liegt nämlich in der Größenordnung von wenigen Zentimetern. Das ist unzweckmäßig, so daß schon vorgeschlagen worden ist, bei einer solchen Punktstrahl-Rota­ tionsdüse eine zwischen dem Gehäuse einerseits und dem Rotationskörper andererseits wirksame Rotationsbremse vorzusehen. Diese Rotationsbremse liegt im Inneren des Gehäuses und ist von Wasser unter hohem Druck umge­ ben, so daß aus Sicht des Verschleißes, der Wärmeabfuhr und der Wärmeent­ wicklung an sich günstige Voraussetzungen vorliegen. Bei der aus der Praxis bekannten Punktstrahl-Rotationsdüse mit Rotationsbremse, von der die Erfindung ausgeht, ist die Rotationsbremse dadurch verwirklicht, daß auf dem Innenmantel des Gehäuses bzw. des Wasserlenkkörpers einerseits und auf dem Außenmantel des Rotationskörpers andererseits einander entgegen­ gerichtete, sägezahnförmige Oberflächengestaltungen vorliegen. Durch die unterschiedlichen Strömungswiderstände zwischen Bergen und Tälern dieser Sägezähne ergibt sich eine mit zunehmender Drehzahl des Rotationskörpers zunehmende hydraulische Bremskraft.

Die zuvor erläuterte Punktstrahl-Rotationsdüse mit hydraulisch wirkender Rotationsbremse funktioniert an sich in der Praxis gut und ist auch ver­ schleißtechnisch und von der Lärmentwicklung her unproblematisch. Ein Pro­ blem besteht hier allerdings darin, daß die Gesamtbremskraft einer vorge­ gebenen Punktstrahl-Rotationsdüse nicht variabel ist. Man mußte zur Va­ riation der Gesamtbremskraft sowohl den Wasserlenkkörper als auch den Rotationskörper gegen Körper mit anders gestalteten Mantelflächen aus­ wechseln. Das tut man nicht, da das zu aufwendig wäre mit dem Ergebnis, daß die bekannten Punktstrahl-Rotationsdüsen mit einer derartigen hy­ draulischen Rotationsbremse für relativ enge Druckbereiche bzw. Wasser­ durchlaßbereiche bestimmt sind.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die bekannte Punktstrahl- Rotationsdüse mit Rotationsbremse hinsichtlich der Rotationsbremse so auszugestalten und weiterzubilden, daß die Bremskraft auf einfache und preisgünstige Weise variabel ist.

Die erfindungsgemäße Punktstrahl-Rotationsdüse, bei der die zuvor aufge­ zeigte Aufgabe gelöst ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Rota­ tionsbremse mehrere am Außenmantel des Rotationskörpers in gleichen Ab­ ständen über den Umfang verteilt angeordnete Bremselemente aufweist, daß die Bremselemente gegenüber dem Rotationskörper tangential im we­ sentlichen ortsfest, aber radial beweglich sind und daß die Bremsele­ mente mit zunehmender Drehgeschwindigkeit des Rotationskörpers durch die entsprechend zunehmende Zentrifugalkraft an den glatten Innenmantel des Gehäuses bzw. des Wasserlenkkörpers anpreßbar sind. Erfindungsgemäß wird also eine als Fliehkraftbremse ausgeführte Rotationsbremse vorgesehen, die am Gehäuse bzw. am Wasserlenkkörper auf dem Innenmantel keinerlei besondere Maßnahmen erfordert. Der Innenmantel ist nämlich erfindungsge­ mäß glatt. Alle für die Rotationsbremse erforderlichen Elemente befin­ den sich am Rotationskörper. Sie sind dort als Fliehkraftelemente ausge­ führt, so daß die gewünschte zunehmende Bremswirkung mit zunehmender Drehgeschwindigkeit des Rotationskörpers eintritt. Lediglich durch Aus­ wechseln des Rotationskörpers oder der Bremselemente am Rotationskörper läßt sich die gewünschte Variation der Bremskraft erreichen. Das ist einfach, zweckmäßig und kostengünstig.

Von besonderem Vorteil ist eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Punktstrahl-Rotationsdüse, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Brems­ elemente mit dem Rotationskörper leicht lösbar verbunden sind. Auf die­ se Weise ist es möglich, mit dem Rotationskörper stets gerade die An­ zahl von Bremselementen zu verbinden, die für eine gewünschte besondere Gesamt-Bremskraft erforderlich ist. Man kann also einfach durch Änderung der Anzahl der Bremselemente am Rotationskörper die Gesamt-Bremskraft auf genau den Wert einstellen, den man für einen bestimmten Druckbereich oder einen bestimmten Bereich des Wasserdurchsatzes für erforderlich hält. Dabei ist selbstverständlich darauf zu achten, daß die Bremsele­ mente am Rotationskörper auf dem Umfang stets gleichmäßig verteilt ange­ ordnet sind, um keine Unwucht am Rotationskörper auftreten zu lassen. Mit dieser Maßnahme gelingt es, eine optimal flexible Punktstrahl-Rota­ tionsdüse zu verwirklichen, die mit einfachsten Maßnahmen auf unter­ schiedlichste Druckbereiche und Wasserdurchsatzbereiche umrüstbar ist. Mit einfachsten Maßnahmen läßt sich also erreichen, daß ein und dieselbe Punktstrahl-Rotationsdüse in jedem vorgesehenen Druckbereich eine wirk­ same Arbeitsentfernung vom Reinigungsobjekt von 100 bis 150 cm erreichen läßt.

Zur Verschleißverteilung durch Verteilung der auftretenden Verlustleistung auf eine möglichst große Anzahl von Quellen empfiehlt es sich schließlich, daß die maximale Anzahl von am Außenmantel des Rotationskörpers anorden­ baren Bremselementen relativ groß ist, daß, vorzugsweise, die maximale Anzahl zwischen 8 und 28, insbesondere zwischen 16 und 20 liegt. Die an­ gegebenen Zahlen erlauben eine ausreichende Variationsbreite für die üb­ lichen Druckbereiche von 40 bis 180 bar und die üblichen Wasserdurchsatz­ bereiche von 6 bis 26 l/min.

Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die Lehre der Erfindung aus­ zugestalten und weiterzubilden. Dazu wird zunächst auf die dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüche verwiesen. Im übrigen werden diese Ansprüche und die Ausgestaltungs- und Weiterbildungsmöglichkeiten beispielhaft zusammen mit der Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Hochdruck-Reinigungslanze mit Punktstrahl-Rotationsdüse,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Punktstrahl- Rotationsdüse im Schnitt und

Fig. 3 die Punktstrahl-Rotationsdüse aus Fig. 2 in der Ansicht III-III aus Fig. 2 mit abgenommener Stirnplatte.

Fig. 1 zeigt ganz schematisch eine Hochdruck-Reinigungslanze 1, an deren Kopf eine Punktstrahl-Rotationsdüse 2 angebracht, insbesondere ange­ schraubt ist. Die Hochdruck-Reinigungslanze 1 umfaßt, wie üblich, ein ab­ gewinkeltes Sprührohr 3 mit einem dem Berührungsschutz dienenden Zusatz­ handgriff 4 und einer Ventilpistole 5, an die dann am hochdruckseitigen Ende ein Hochdruckschlauch 6 angekuppelt ist. Dieser Hochdruckschlauch 6 führt zu einem nicht weiter dargestellten Hochdruckreinigungsgerät mit Pumpe, Chemikalienvorrat, ggf. Heizvorrichtung usw. Die Erfindung be­ trifft die in Fig. 1 dargestellte Punktstrahl-Rotationsdüse 2.

Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung einer Punktstrahl-Rotationsdüse 2 für ein Hochdruckreinigungsgerät der Art, wie das zuvor grundsätzlich in Verbindung mit Fig. 1 erläutert worden ist. Zumeist handelt es sich hier um Wasserstrahl-Hochdruckreinigungsgeräte, die üblicherweise in ei­ nem Druckbereich von 40 bar bis 180 bar eingesetzt werden. Diese Hoch­ druckreinigungsgeräte dienen zur Reinigung von Maschinen, Fahrzeugen usw. und weisen unterschiedliche Hochdruckdüsen auf. Für die übliche, sanfte Reinigung von Kraftfahrzeuglacken sind Hochdruckdüsen mit Winkel- Sprühcharakteristik üblich. Für die Reinigung starker und hartnäckiger Verschmutzungen sind hingegen Punktstrahl-Hochdruckdüsen erforderlich, die mit eng gebündeltem Strahl hartnäckige Verschmutzungen gewissermaßen wegschlagen können. Das alles ist in der Beschreibungseinleitung der vorliegenden Anmeldung im einzelnen erläutert worden. Aus anwendungs­ technischen Gründen werden häufig Punktstrahl-Rotationsdüsen 2 verwen­ det, eine solche ist in Fig. 2 im Schnitt dargestellt.

Die in Fig. 2 dargestellte Punktstrahl-Rotationsdüse 2 weist zunächst ein druckfestes Gehäuse 7 auf, das druckfest sein muß und insbesondere aus Metall besteht. Das Gehäuse 7 ist zumeist kreiszylindrisch ausgeführt und weist an einer Stirnseite einen Wassereintritt 8 und an der anderen Stirnseite einen Wasseraustritt 9 auf. Der Wassereintritt 8 ist als Ge­ windestutzen mit Außengewinde zum Einschrauben in das Sprührohr 3 und mit Innengewinde zum Einschrauben einer Filterpatrone ausgestaltet. Das bedarf hier keiner weiteren Erläuterung. Der Wasseraustritt 9 befindet sich in einem besonders ausgestalteten, axialen Mittelbereich einer das Gehäuse 7 verschließenden Stirnplatte 10, die gleichfalls aus einem druckfesten Material, hier nämlich aus Metall besteht und im Gehäuse 7 mittels eines in eine Nut 11 eingesetzten Sprengrings 12 festgelegt ist. Die Stirnplatte 10 ist gegenüber dem Gehäuse 7 über ein in eine Nut 13 eingelegtes, hier aber nicht dargestelltes umlaufendes Dichtungselement, beispielsweise einen O-Ring, abgedichtet.

Das unter hohem Druck durch den Wassereintritt 8 in das Gehäuse 7 ein­ tretende Wasser muß im Gehäuse 7 bei möglichst geringem Druckverlust so umgelenkt werden, daß eine Rotationsbewegung bestimmter Teile erzeugt werden kann. Dazu kann das Gehäuse 7 selbst mit entsprechend ausgestal­ teten Kanälen versehen sein. Herstellungstechnisch und anwendungstech­ nisch zweckmäßig ist es aber wenn, wie im hier dargestellten und bevor­ zugten Ausführungsbeispiel vorgesehen, im Gehäuse 7 ein im wesentlichen stationärer, insbesondere aus Kunststoff bestehender Wasserlenkkörper 14 vorgesehen ist. Im Gehäuse 7 ist ferner ein gegenüber dem Gehäuse 7 und, so vorhanden, dem Wasserlenkkörper 14 drehbarer, insbesondere ebenfalls aus Kunststoff bestehender Rotationskörper 15 angeordnet. Die Material­ auswahl für die einzelnen Teile der Punktstrahl-Rotationsdüse 2 ist von drucktechnischen Gesichtspunkten ebenso bestimmt wie von Gesichtspunkten eines möglichst geringen Laufwiderstands.

Am Rotationskörper 15 ausgeformt bzw. und im hier dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel fest mit dem Rotationskörper 15 verbunden ist eine zur Ro­ tationsachse des Rotationskörpers 15 koaxiale, insbesondere aus Metall bestehende Düsenspitze 16. Aus Metall besteht die Düsenspitze 16, um den hohen Wasserdrücken standzuhalten. Die Düsenspitze 16 weist einen geneigt und vorzugsweise exzentrisch zur Rotationsachse liegenden Wasser-Strö­ mungskanal 17 auf, der im Wasseraustritt 9 mündet. Die um die Rotations­ achse des Rotationskörpers 15 rotierende Düsenspitze 16 erzeugt einen entsprechend rotierenden, aus dem Strömungskanal 17 mit hohem Druck aus­ tretenden Punktstrahl. Um diese Rotation zumindest bei niedrigen Dreh­ zahlen mit möglichst geringem Rotationswiderstand realisieren zu können, muß der Rotationskörper 15 mit der Düsenspitze 16 gegenüber dem Gehäuse 7 (bzw. gegenüber dem Wasserlenkkörper 14) leicht drehbar gelagert sein. Hierzu dient nach bevorzugter Lehre der Erfindung ein extrem leichtlau­ fendes Kugeldrucklager. Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel be­ steht das Kugeldrucklager 18 aus einer in der Stirnplatte 10 eingelasse­ nen Lagerschale, einer komplementären, im Rotationskörper 15 eingelasse­ nen Lagerschale und einem dazwischen liegenden Kugellagerring 19 mit Kugeln aus extrem verschleißfestem Material. Das so gestaltete Kugel­ drucklager 18 reicht aus, um eine unter dem im Gehäuse 7 herrschenden hohen Wasserdruck ausreichende radiale Führung des Rotationskörpers 15 zu gewährleisten.

Um die in der Beschreibungseinleitung dargestellten Schwierigkeiten mit zu hohen Drehzahlen des Rotationskörpers 15 zu vermeiden, ist auch im hier dargestellten Ausführungsbeispiel einer Punktstrahl-Rotationsdüse 2 eine zwischen dem Gehäuse 7 oder dem Wasserlenkkörper 14, hier dem Was­ serlenkkörper 14 einerseits und dem Rotationskörper 15 andererseits wirk­ same Rotationsbremse 20 vorgesehen. Die Rotationsbremse 20 bewirkt, daß mit zunehmender Drehzahl des Rotationskörpers 15 gegenüber dem Wasser­ lenkkörper 14 eine zunehmende Bremskraft erzeugt wird, so daß die Dreh­ zahl des Rotationskörpers 15 auf angemessene Werte begrenzt wird, so daß der aus dem Strömungskanal 17 austretende Punktstrahl von Wasser unter hohem Druck sich nicht durch zu hohe Drehzahlen unmittelbar nach dem Aus­ tritt selbst zerschlägt.

Die im Gehäuse 7 liegenden Teile, insbesondere die Rotationsbremse 20, sind von Wasser unter Druck umgeben, so daß ein extrem leiser und leichter Lauf des Rotationskörpers 15 und eine extrem leise und leichte Wirkung der Rotationsbremse 20 gewährleistet sind.

Fig. 2 zeigt noch im Detail, daß der Wasserlenkkörper 14 zur Lenkung des Wassers auf entsprechende Antriebsflächen 21 am Rotationskörper 15 radial und axial geneigte, auf dem Umfang des Wasserlenkkörpers 14 in gleichmäßigen Abständen voneinander angeordnete Wasserlenkkanäle 22 auf­ weist. Fig. 2 zeigt gestrichelt einen dieser Wasserlenkkanäle 22. Das durch den Wassereintritt 8 in das Gehäuse 7 eintretende Wasser umströmt zunächst den Wasserlenkkörper 14 auf der Außenseite, insbesondere in Ka­ nälen 23 und tritt durch die Wasserlenkkanäle 22 hindurch, trifft auf die Antriebsflächen 21 am Rotationskörper 15 und versetzt diesen so in Rotation mit hoher Drehzahl. Von dort aus strömt das Wasser über Innen­ kanäle und einen zusätzlichen Verteilungskörper 23 in den Strömungska­ nal 17 der Düsenspitze 16. Der sich durch die Verengung des Strömungs­ querschnitts im Strömungskanal 17 ergebende Rückstau führt dazu, daß insgesamt im Gehäuse 7 ein fast ausgeglichener hoher Wasserdruck herrscht, daß also der Druckabfall im Gehäuse 7 sehr gering ist. Die hohe Drehzahl des Rotationskörpers 15 wird durch die bei sehr geringer Druckdifferenz strömende große Wassermenge erreicht.

Die Düsenspitze 16 durchsetzt die Stirnplatte 10 am Wasseraustritt 9 in einer aus hochverschleißfestem Material bestehenden, als sehr enger Spielsitz ausgeführten Durchführung 24, die gegenüber der Düsenspitze 16 nicht besonders abgedichtet ist, gegenüber der Stirnplatte 10 aber über einen in einer Nut einliegenden O-Ring 25 abgedichtet ist. Ein weiterer O-Ring kann in einer umlaufenden Nut 26 am der Stirnplatte 10 zugewandten Ende des Wasserlenkkörpers 14 angeordnet sein, was aber hier nicht wei­ ter dargestellt ist.

Fig. 2 zeigt nun zunächst, daß der Innendurchmesser des Innenmantels des Gehäuses 7 bzw. des Wasserlenkkörpers 14 etwas geringer ist als der Außendurchmesser des Außenmantels des Rotationskörpers 15. Ohne Drehung des Rotationskörpers 15 besteht hier also ein leichter Spielsitz. Die Rotationsbremse 20 weist nun nach der Lehre der Erfindung mehrere am Außenmantel des Rotationskörpers 15 in gleichen Abständen über den Um­ fang verteilt angeordnete Bremselemente 27 auf. Die Bremselemente 27 sind gegenüber dem Rotationskörper 15 tangential im wesentlichen orts­ fest, aber radial beweglich. Mit zunehmender Drehgeschwindigkeit sind die Bremselemente 27 durch die entsprechend zunehmende Zentrifugalkraft an den glatten Innenmantel des Gehäuses 7 bzw. des Wasserlenkkörpers 14 anpreßbar. Es handelt sich also um eine Fliehkraftbremse, deren Brems­ kraft mit zunehmender Fliehkraft ansteigt. Die Vorteile dieser Fliehkraft­ bremse sind im allgemeinen Teil der Beschreibung schon erläutert worden. Wesentlich ist, daß diese Fliehkraftbremse im Inneren des Gehäuses 7 und damit im unter Druck stehenden Wasser angeordnet ist mit allen Vor­ teilen für den leichten Lauf und die geringe Lärmentwicklung.

Von besonderer Bedeutung ist nun, daß nach bevorzugter Lehre der Erfin­ dung die Bremselemente 27 mit dem Rotationskörper 15 leicht lösbar ver­ bunden sind. Durch Variation der Anzahl der Bremselemente 27 läßt sich so die Gesamt-Bremskraft sehr leicht variieren. Ein und dieselbe Punkt­ strahl-Rotationsdüse 2 kann also durch Variation der Anzahl der Bremsele­ mente 27 für ganz unterschiedliche Druckbereiche eingesetzt werden. Das ist einfach, zweckmäßig und kostengünstig.

Aus verschleißtechnischen Gesichtspunkten, nämlich um die beim Bremsen auftretende Verlustleistung auf möglichst viele Quellen zu verteilen, empfiehlt sich eine relativ große maximale Anzahl von Bremselementen 27. Die maximale Anzahl liegt vorzugsweise zwischen 8 und 28, insbesondere zwischen 16 und 20 Bremselementen 27. Fig. 3 zeigt, daß im hier darge­ stellten und insoweit nochmals bevorzugten Ausführungsbeispiel auf dem Außenmantel des Rotationskörpers 15 maximal achtzehn Bremselemente 27 angeordnet sind.

Die Bremselemente 27 bestehen zweckmäßigerweise aus einem verschleiß­ festen Material, vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Edelstahl. Das korrespondiert dazu, daß diese Bremselemente 27 sich im Wasser im Gehäuse 7 befinden.

Für die konstruktive Ausgestaltung der Bremselemente 27 gibt es natür­ lich verschiedene Möglichkeiten. Man kann hier auf Techniken zurückgrei­ fen, die aus dem Bereich von Fliehkraftbremsen für sich bekannt sind. Bei­ spielsweise ist eine nicht dargestellte Konstruktionsmöglichkeit die, daß die Bremselemente als an einem zur Rotationsachse des Rotationskör­ pers parallelen Rand am Rotationskörper befestigte, insbesondere ange­ lenkte, mit einem freien, zur Rotationsachse parallelen Rand am Innen­ mantel des Gehäuses bzw. des Wasserlenkkörpers zur Anlage bringbar Flü­ gel, Lamellen, Hebel od. dgl. ausgeführt sind.

Das hier dargestellte und bevorzugte Ausführungsbeispiel zeigt nun aber durch die Fig. 2 und 3, daß hier die Rotationsbremse 20 dadurch reali­ siert ist, daß am Außenumfang des Rotationskörpers 15 parallel zur Ro­ tationsachse verlaufende, radial nach außen offene, vorzugsweise nuten­ artige ausgeführte Aufnahmen 28 ausgebildet sind und daß die Bremselemen­ te 27 als lose in den Aufnahmen 28 liegende, sich gleichfalls parallel zur Rotationsachse erstreckende Stäbchen, Leisten, Walzen od. dgl. aus­ geführt sind. Fig. 3 zeigt, daß im hier dargestellten Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Lehre die in den Aufnahmen 28 liegenden Bremsele­ mente walzenförmig ausgeführt sind, nämlich einen im wesentlichen kreis­ förmigen Querschnitt aufweisen. Zwischen den Bremselementen 27 und dem Innenmantel des Gehäuses 7 bzw. des Wasserlenkkörpers 14 tritt so folg­ lich Rollreibung auf, was eine feinere Dosierung der Bremskräfte möglich macht.

Fig. 2 läßt erkennen, daß im hier dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel die Aufnahmen 28 mittige Ausschnitte 29 aufweisen, also nur durch einen vorderen und einen hinteren Bereich gebildet sind. Die mittigen Ausschnitte 29 in den Aufnahmen 28 haben den Vorteil, daß die Bremselemente 27 zwar durch die Aufnahmen 28 in radialer Richtung hervorragend geführt sind, dazu reichen nämlich die stehengebliebenen vorderen und hinteren Bereiche vollständig aus, daß aber gleichzeitig der mittlere Bereich in den Ausschnitten 29 von Wasser besser umspült werden kann, so daß der Verschleiß verringert und die Wärmeabfuhr von den Bremselementen 27 bzw. den korrespondierenden Laufflächen optimiert ist.

Grundsätzlich wäre es ohne weiteres auch möglich, die Aufnahmen und/oder die Bremselemente in ihrer Längserstreckung in Richtung der Rotations­ achse des Rotationskörpers zu verkürzen, insbesondere etwa auf die Ab­ messungen in radialer Richtung. Man könnte also daran denken, statt wal­ zenförmiger Bremselemente in langgestreckten, nutenartigen Aufnahmen kugelartige Bremselemente in schalenförmigen, ggf. auch in nutenartigen Aufnahmen vorzusehen. Unter Umständen ließe sich so mit mehreren Kugeln in jeder Aufnahme oder jeder Reihe von Aufnahmen eine noch feinere ab­ stufung der auftretenden Gesamt-Bremskraft erzielen.

Insgesamt empfiehlt es sich, daß der Rotationskörper 15, insbesondere im Bereich der Aufnahmen 28, und/oder der Wasserlenkkörper 14, insbeson­ dere am Innenmantel, aus verschleißfestem Kunststoff, insbesondere aus Polyacetal, Polyamid oder PTFE, ausgeführt sind.

Fig. 3 zeigt, wie die Bremselemente 27 radial beweglich in den Aufnah­ men 28 am Rotationskörper 15 angeordnet sind. Durch Variationen der An­ zahl der Bremselemente 27 läßt sich die Gesamt-Bremskraft, die Summe der Bremskräfte aller vorhandenen Bremselemente 27, leicht variieren. Man muß lediglich, und zwar symmetrisch zur Rotationsachse, eine bestimmte An­ zahl von Bremselementen 27 entfernen. Entfernt man beispielsweise jedes zweite Bremselement 27, so ist die Gesamt-Bremskraft in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit des Rotationskörpers 15 halbiert. Im darge­ stellten Ausführungsbeispiel ergibt die Anzahl der vorhandenen Aufnahmen 28 die maximale Anzahl von Bremselementen 27, hier maximal achtzehn Brems­ elemente 27. Der Druckbereich für den Einsatz einer Punktstrahl-Rotations­ düse 2 bzw. der Bereich des Wasserdurchsatzes läßt sich so sehr leicht variieren, beispielsweise zwischen 40 bar und 180 bar bzw. zwischen 6 l/min und 26 l/min.

Claims (10)

1. Punktstrahl-Rotationsdüse für Hochdruckreinigungsgeräte, insbesondere Wasserstrahl-Hochdruckreinigungsgeräte für den Druckbereich von 40 bar bis 180 bar, mit einem druckfesten, insbesondere aus Metall bestehenden Gehäuse mit einem Wassereintritt und einem Wasseraustritt, ggf. mit einem im Gehäuse angeordneten, im wesentlichen stationären, insbesondere aus Kunststoff bestehenden Wasserlenkkörper, einem im Gehäuse angeordneten, gegenüber dem Gehäuse und, so vorhanden, dem Wasserlenkkörper drehbaren, insbesondere ebenfalls aus Kunststoff bestehenden Rotationskörper und einer am Rotationskörper ausgeformten oder fest mit dem Rotationskörper verbundenen, zur Rotationsachse des Rotationskörpers koaxialen, insbe­ sondere aus Metall bestehenden Düsenspitze, wobei die Düsenspitze einen geneigt und/oder exzentrisch zur Rotationsachse liegenden Wasser-Strö­ mungskanal aufweist und der Strömungskanal im Wasseraustritt mündet, wo­ bei, vorzugsweise, der Rotationskörper mittels eines extrem leichtlaufen­ den Kugeldrucklagers im Gehäuse gelagert ist, wobei eine zwischen dem Ge­ häuse oder dem Wasserlenkkörper einerseits und dem Rotationskörper ande­ rerseits wirksame Rotationsbremse vorgesehen ist, wobei der Innendurch­ messer des Innenmantels des Gehäuses bzw. Wasserlenkkörpers etwas größer ist als der Außendurchmesser des Außenmantels des Rotationskörpers und wobei die Teile im Gehäuse, insbesondere die Rotationsbremse, von Wasser unter Druck umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsbremse (20) mehrere am Außenmantel des Rotationskör­ pers (15) in gleichen Abständen über den Umfang verteilt angeordnete Bremselemente (27) aufweist, daß die Bremselemente (27) gegenüber dem Rotationskörper (15) tangential im wesentlichen ortsfest, aber radial beweglich sind und daß die Bremselemente (27) mit zunehmender Drehge­ schwindigkeit des Rotationskörpers (15) durch die entsprechend zunehmende Zentrifugalkraft an den glatten Innenmantel des Gehäuses (7) bzw. des Wasserlenkkörpers (14) anpreßbar sind.

2. Rotationsdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brems­ elemente (27) mit dem Rotationskörper (15) leicht lösbar verbunden sind.

3. Rotationsdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Anzahl von am Außenmantel des Rotationskörpers (15) anordenbaren Bremselementen (27) relativ groß ist, daß, vorzugsweise, die maximale An­ zahl zwischen 8 und 28, insbesondere zwischen 16 und 20 liegt.

4. Rotationsdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremselemente (27) aus verschleißfestem Material, vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Edelstahl, bestehen.

5. Rotationsdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremselemente als an einem zur Rotationsachse des Rotationskörpers parallelen Rand am Rotationskörper befestigte, insbesondere angelenkte, mit einem freien, zur Rotationsachse parallelen Rand am Innenmantel des Gehäuses bzw. des Wasserlenkkörpers zur Anlage bringbare Flügel, Lamellen, Hebel od. dgl. ausgeführt sind.

6. Rotationsdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang des Rotationskörpers (15) parallel zur Rotationsachse verlaufende, radial nach außen offene, vorzugsweise nutenartig ausgeführ­ te Aufnahmen (28) ausgebildet sind und daß die Bremselemente (27) als lose in den Aufnahmen (28) liegende, sich gleichfalls parallel zur Ro­ tationsachse erstreckende Stäbchen, Leisten, Walzen od. dgl. ausgeführt sind.

7. Rotationsdüse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Aufnahmen (28) liegenden Bremselemente (27) einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.

8. Rotationsdüse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmen (28) mittige Ausschnitte (29) aufweisen, also nur durch einen vorderen und einen hinteren Bereich gebildet sind.

9. Rotationsdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, insbesondere nach ei­ nem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Erstreckung der Bremselemente und/oder der Aufnahmen in Richtung der Rotationsachse des Rotationskörpers gering ist, vorzugsweise etwa so groß ist wie die Erstreckung in radialer Richtung.

10. Rotationsdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper (15), insbesondere im Bereich der Aufnahmen (28), und/oder der Wasserlenkkörper (14), insbesondere am Innenmantel, aus ver­ schleißfestem Kunststoff, insbesondere aus Polyacetal, Polyamid oder PTFE, ausgeführt sind.