EP0379654A1 - Rotating nozzle for a high-pressure cleaning device - Google Patents

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EP0379654A1
EP0379654A1 EP89120443A EP89120443A EP0379654A1 EP 0379654 A1 EP0379654 A1 EP 0379654A1 EP 89120443 A EP89120443 A EP 89120443A EP 89120443 A EP89120443 A EP 89120443A EP 0379654 A1 EP0379654 A1 EP 0379654A1
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Josef Kränzle
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KRAENZLE, JOSEF
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Kranzle Josef
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B3/00—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements
    • B05B3/02—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements
    • B05B3/04—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements driven by the liquid or other fluent material discharged, e.g. the liquid actuating a motor before passing to the outlet
    • B05B3/0409—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements driven by the liquid or other fluent material discharged, e.g. the liquid actuating a motor before passing to the outlet with moving, e.g. rotating, outlet elements
    • B05B3/0463—Rotor nozzles, i.e. nozzles consisting of an element having an upstream part rotated by the liquid flow, and a downstream part connected to the apparatus by a universal joint

Abstract

In order to reduce the constructional outlay of a rotating nozzle (1), it is proposed to arrange the blade wheel rotational axis (c) with an incline with respect to the central axis (a) and to allow a central inlet opening (2) to circulate, in each case one blade (6a) of the blade wheel (6) lying opposite the central inlet nozzle (2a). <??>In this way, separate guide rings and bearing points can be avoided and the integral construction of rotor (5) and nozzle (7) and different kinds of injection patterns are made possible. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotordüse für ein Hochdruckreinigungsgerät, mit einer zentralen Einlaßöffnung für Reinigungsflüssigkeit in ein Gehäuse, das einen Sammelraum für die Reinigungsflüssigkeit umschließt und einen darin drehbar gelagerten Rotor mit einem Schaufelrad, das von der Reinigungsflüssigkeit in Drehung versetzt wird und einer stromabwärts angeordneten Düse, dessen Ausströmachse zur Zentralachse der Rotordüse geneigt ist und dessen Ausströmstrahl der Reinigungsflüssigkeit auf einem Kegelmantel umläuft, wobei der die Düse aufnehmende Düsenkörper am vorderen Ende dreh- bzw. pendelbar zentral im Gehäuse gelagert ist.The invention relates to a rotor nozzle for a high-pressure cleaning device, having a central inlet opening for cleaning liquid in a housing which encloses a collecting space for the cleaning liquid and a rotor rotatably mounted therein with a paddle wheel which is rotated by the cleaning liquid and a nozzle arranged downstream, whose outflow axis is inclined to the central axis of the rotor nozzle and whose outflow jet of the cleaning liquid rotates on a conical jacket, the nozzle body receiving the nozzle being rotatably or oscillatably mounted centrally in the housing at the front end.

Eine derartige Rotordüse ist aus der EP-A-0252261 bekannt, wobei die durch die zentrale Einlaßöffnung eintretende Reinigungsflüssigkeit zunächst über Durchflußkanäle nach außen auf ein Schaufelrad eines Turbinenkörpers geleitet wird und dadurch einen Rotor antreibt, der auf einem zentralen Lagerzapfen radial und axial festgelegt ist. Nach Verlassen der Schaufeln des Turbinenkörpers gelangt die unter Druck stehende Reinigungsflüssigkeit in einen Sammelraum und strömt durch Einströmöffnungen in eine Düse und anschließend kegelmantelförmig aus der Rotordüse aus. Die Düse ist hierbei in einer Stelze gelagert, die an ihrem vorderen Ende in einem offenen Pfannenlager abgestützt ist, während das hintere Ende des stelzenartigen Düsenkörpers in einer außermittigen Mitnehmerpfanne des durch das Schaufelrad angetriebenen Rotors gelagert ist.Such a rotor nozzle is known from EP-A-0252261, wherein the cleaning liquid entering through the central inlet opening is first passed through flow channels to a blade wheel of a turbine body and thereby drives a rotor which is fixed radially and axially on a central bearing journal. After leaving the blades of the turbine body, the pressurized cleaning fluid enters a collecting space and flows through inflow openings into a nozzle and then out of the rotor nozzle in the shape of a cone shell. The nozzle is mounted in a stilt, which is supported at its front end in an open pan bearing, while the rear end of the stilt-like nozzle body is mounted in an eccentric driving pan of the rotor driven by the paddle wheel.

Eine ähnliche Konstruktion ist aus der DE-A-34 19 964 bekannt, wobei die eintretende Reinigungsflüssigkeit mittels eines Umlenkkörpers auf Turbinenschaufeln gelenkt wird, und dann durch eine geneigt angeordnete Düse in einem gesonderten Düsenkörper kegelmantelförmig austritt.A similar construction is known from DE-A-34 19 964, the cleaning liquid entering using a Deflection body is directed to turbine blades, and then emerges in the form of a conical shell through an inclined nozzle in a separate nozzle body.

Aus dem DE-U-88 01 793 ist eine weitere Rotordüse bekannt, bei der die eintretende Reinigungsflüssigkeit mittels eines Leitkranzes auf einen Laufkranz umgelenkt wird, der in Art einer Francisturbine ausgebildet ist. Der zentral an einer von einer Trägerplatte mit Durchbrüchen befestigten Achse gelagerte Drehkörper treibt dabei über einen Exzenter einen Düsenkörper an, um eine oszillierende Bewegungsbahn des Düsenkörpers und damit des Ausströmstrahls zu erreichen. Um zu hohe Drehzahlen dieser Anordnung zu vermeiden, weist der Laufkranz eine Trennwand auf, so daß ein Bremsspalt gebildet wird, der bei hohem Flüssigkeitsdruck die Turbinendrehzahl begrenzen soll.Another rotor nozzle is known from DE-U-88 01 793, in which the incoming cleaning liquid is deflected by means of a guide ring onto a running ring which is designed in the manner of a Francis turbine. The rotating body, which is mounted centrally on an axis fastened by a support plate with openings, drives a nozzle body via an eccentric in order to achieve an oscillating movement path of the nozzle body and thus of the outflow jet. In order to avoid excessive speeds of this arrangement, the running ring has a dividing wall, so that a brake gap is formed which is intended to limit the turbine speed at high fluid pressure.

Bei all diesen Ausführungen ist nachteilig, daß der eintretende Reinigungsflüssigkeitsstrahl zunächst durch gesonderte, strahlenförmige Umlenkkörper nach außen auf das Schaufelrad des mittig gelagerten Rotors umgelenkt werden muß. Zudem benötigen die bekannten Ausführungen eine zentral befestigte Lagerachse, um das umlaufende Schaufelrad axial und radial festzulegen. Weiterhin sind der das Schaufelrad tragende Rotor und der Düsenkörper auf Grund der zueinandergeneigten Drehachsen notwendigerweise zweiteilig ausgebildet, wobei jedes Bauteil gesondert gelagert werden muß. Hierdurch ergibt sich zum einen ein beträchtlicher Bauaufwand durch eine Vielzahl von einzelnen Bauteilen und die dadurch notwendige gesonderte Lagerungen, und zum anderen durch die Hintereinanderschaltung von Einströmöffnung, Umlenkkörper, Turbinenrad usw. eine relativ große Baulänge.In all of these designs, it is disadvantageous that the incoming cleaning liquid jet must first be deflected outward by separate, radial deflecting bodies onto the paddle wheel of the centrally mounted rotor. In addition, the known designs require a centrally fixed bearing axis in order to fix the rotating impeller axially and radially. Furthermore, the rotor carrying the impeller and the nozzle body are necessarily formed in two parts due to the mutually inclined axes of rotation, each component having to be stored separately. This results, on the one hand, in a considerable construction outlay due to the large number of individual components and the separate bearings required as a result, and on the other hand, due to the series connection of the inflow opening, deflection body, turbine wheel, etc., a relatively large overall length.

Aus dem DE-U-88 07 759 ist weiterhin eine Wasseraustrittsdüse für Sanitärwannen bekannt, deren drehbarer Düsenkörper im Bereich der Düsenöffnung schräg verlaufende Leitschaufeln aufweist, die die Zentralachse umlaufen. Die Ausströmgeschwindigkeit und der Ausströmdruck ist hierbei jedoch derart gering, daß diese Düse nicht für Hochdruckreiniger einsetzbar ist.From DE-U-88 07 759 a water outlet nozzle for sanitary tubs is also known, the rotatable nozzle body of which has inclined guide vanes in the region of the nozzle opening, which run around the central axis. The The outflow speed and the outflow pressure are, however, so low that this nozzle cannot be used for high-pressure cleaners.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Rotordüse mit beträchtlich verringertem Bauaufwand zu schaffen. Zudem sollen kompakte Abmessungen und sicheres Betriebsverhalten erreicht werden.Accordingly, the invention has for its object to provide a generic rotor nozzle with significantly reduced construction costs. In addition, compact dimensions and safe operating behavior are to be achieved.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Rotordüse gemäß dem Patentanspruch 1.This object is achieved by the rotor nozzle according to claim 1.

Durch die Neigung der Drehachse des Schaufelrades und des Rotors zur Zentralachse kann das Schaufelrad die zentrale Einlaßöffnung bzw. dessen Einströmdüse umkreisen, wobei jeweils ein Teilbereich des Schaufelrades, - wenigstens eine Schaufel -, mit Druckflüssigkeit direkt beaufschlagt wird. Somit sind keine aufwendigen Umlenkkörper zur Umlenkung der Druckflüssigkeit nach außen mehr nötig, sondern die Reinigungsflüssigkeit kann zentral in die Rotordüse einfließen und das Schaufelrad ohne Umlenkung beaufschlagen. Durch den Wegfall von Umlenkkörpern ergibt sich eine Verringerung des Bauaufwandes, sowie der Baulänge der Rotordüse. Zudem können der das Schaufelrad tragende Rotor und der die Düse beinhaltende Düsenkörper nunmehr einstückig ausgebildet werden, da sie eine gemeinsame Drehachse aufweisen. Neben der Reduzierung des Herstellungs- und Montageaufwandes ergibt sich somit eine weitere Vereinfachung durch den Wegfall von bisher nötigen Lagerstellen zwischen Rotor und Düsenkörper.Due to the inclination of the axis of rotation of the paddle wheel and the rotor to the central axis, the paddle wheel can orbit the central inlet opening or its inflow nozzle, a portion of the paddle wheel, at least one paddle, being acted upon directly by hydraulic fluid. This eliminates the need for complex deflection elements to deflect the hydraulic fluid to the outside, but instead the cleaning fluid can flow centrally into the rotor nozzle and act on the impeller without deflection. The elimination of deflection bodies results in a reduction in the construction effort and the overall length of the rotor nozzle. In addition, the rotor carrying the impeller and the nozzle body containing the nozzle can now be formed in one piece, since they have a common axis of rotation. In addition to the reduction in manufacturing and assembly work, there is a further simplification by eliminating the previously required bearing points between the rotor and the nozzle body.

In vorteilhafter Weise kann die Düse bzw. dessen Düsenröhre im Düsenkörper drehbar gelagert sein, so daß die Eintrittsöffnung Düse in ihren vorderen Pfannenlager im wesentlichen nur noch eine Pendelbewegung durchführt und die verschleißintensive Drehbewegung praktisch entfällt. Zudem ergibt sich eine weitere Reduzierung der Baulänge der Rotordüse, da die Eintrittsöffnung zur Düse hinter dem Schaufelrad angeordnet sein kann. Bei herkömmlichen Rotordüsen mußte die Hintereinanderschaltung - in Stromrichtung - von Umlenkkörper, Schaufelrad, Einströmöffnung zur Düse streng eingehalten werden.Advantageously, the nozzle or its nozzle tube can be rotatably mounted in the nozzle body, so that the inlet opening nozzle essentially only carries out a pendulum movement in its front pan bearing and the wear-intensive rotary movement is practically eliminated. In addition, there is a further reduction in the overall length of the rotor nozzle, since the inlet opening to the nozzle can be arranged behind the impeller. At Conventional rotor nozzles, the connection in series - in the direction of flow - of the deflector, paddle wheel, inflow opening to the nozzle had to be strictly observed.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist die Düsenkörper/Rotor-Einheit neben dem vorderen zentralen Pendellager im rückwärtigen Bereich mittels eines Stützlagers an der Innenseite des Gehäuses gelagert, so daß keine weiteren Lagersitze oder -zapfen hergestellt werden müssen. Insgesamt beinhaltet die Rotordüse somit nur noch zwei einfache Lager, während bei der herkömmlichen Bauart gesonderte Lagerzapfen, Radial- und Axiallager sowie Trägerplatten für die Lager vorgesehen sein mußten. Zudem kann dieses rückwärtige Lager des Rotors gegenüber dem Stand der Technik einfacher ausgeführt werden, das es neben der Rotationsbewegung keine Taumel- bzw. Pendelbewegung ausführt, so daß es erheblich weniger verschleißt.In an advantageous embodiment, the nozzle body / rotor unit is mounted next to the front central self-aligning bearing in the rear area by means of a support bearing on the inside of the housing, so that no further bearing seats or journals have to be manufactured. Overall, the rotor nozzle thus only contains two simple bearings, whereas in the conventional design separate bearing journals, radial and axial bearings and carrier plates had to be provided for the bearings. In addition, this rear bearing of the rotor can be made simpler compared to the prior art, since it does not perform any wobble or pendulum movement in addition to the rotational movement, so that it wears considerably less.

Von Vorteil ist weiterhin, daß die Schaufeln des Schaufelrades unmittelbar an der Austrittsöffnung der zentralen Einströmdüse vorbeistreichen, so daß sich eine sehr kurze Baulänge der Rotordüse ergibt.It is also advantageous that the blades of the impeller pass directly past the outlet opening of the central inflow nozzle, so that the rotor nozzle has a very short overall length.

Von besonderem Vorteil ist die Anordnung eines Zahnrades auf dem Rotor, das mit einem am Gehäuse stationär angeordneten Innen-­Zahnkranz kämmt. Hierdurch ergibt sich für die Rotation der Düse eine starke Untersetzung, insbesondere wenn der Zahnkranz eine mehrfache Zähnezahl des Zahnrades aufweist. Dadurch ergibt sich eine verbesserte Reinigungswirkung, insbesondere bei hohem Druck, da der Reinigungsstrahl an der zu reinigenden Fläche länger einwirken kann. Bei den herkömmlichen Lösungen wurden sogenannte Drehzahlbegrenzer auf dem Prinzip der Wirbelbremse angewendet, die jedoch nur in einem begrenzten Bereich wirksam sind. Dahingegen kann diese bevorzugte Ausgestaltung sowohl bei niedrigen Drücken als auch bei sehr hohen Drücken zuverlässig eingesetzt werden, wobei ein vorgewähltes Übersetzungs- bzw. Untersetzungsverhältnis sicher eingehalten wird.Of particular advantage is the arrangement of a gear on the rotor, which meshes with an internal ring gear arranged stationary on the housing. This results in a strong reduction for the rotation of the nozzle, especially when the ring gear has a multiple number of teeth on the gear. This results in an improved cleaning effect, in particular at high pressure, since the cleaning jet can act longer on the surface to be cleaned. In the conventional solutions, so-called speed limiters based on the principle of the vortex brake were used, but are only effective in a limited range. In contrast, this preferred embodiment can be used reliably both at low pressures and at very high pressures, a preselected translation or Reduction ratio is safely observed.

Weiterhin ist vorteilhaft, daß die Düse selbst gegenüber der Drehachse des Rotors bzw. des Düsenkörpers geneigt sein kann, so daß sich eine oszillierende Bewegungsbahn des Reinungsstrahls ergibt (sog. Pendeldüse). Durch die frei wählbare Neigung der Düse gegenüber der Drehachse des Rotors in Verbindung mit der Wahl des Untersetzungsverhältnisses sind verschiedenste Spritzbilder des Reinigungsstrahles in Abwandlung von dem kegelmantelförmigen Spritzbild bei achsgleicher Ausführung möglich. Beispielsweise kann bei doppeltem Winkel zwischen Ausströmachse der Düse und Zentralachse gegenüber dem Winkel der Drehachse ein linienförmiges Spritzbild erreicht werden. Hierbei wird die Rotationsbewegung in eine geradlinige Bewegungsbahn des Reinigungsstrahls umgewandelt. Dies ist besonders vorteilhaft bei Reinigungsaufgaben an leistenförmigen Maschinenteilen oder bei zeilenförmigem Reinigen z.B. in PKW-Waschanlagen. Ausgehend von diesem linienhaften Spritzbild kann durch Veränderung des Neigungswinkels der Düse und/oder Übersetzungsverhältnis ein beliebiges Ellipsoid bis hin zum kreisförmigen Spritzbild erreicht werden. Liegt die Ausströmachse der Düse zwischen der Drehachse und der Zentralachse kann ein kreisringförmiges Spritzbild erreicht werden, wobei innerhalb des Kreisringes eine überlagerte Kreisbewegung stattfindet. Ein derartiges rosettenartiges Spritzbild eignet sich beispielsweise besonders für die PKW-Feigen zum Einsatz in PKW-Waschanlagen, da der Kreisring selbst intensiv gereinigt wird, während der zentrale Bereich der Nabe kaum beaufschlagt wird.It is also advantageous that the nozzle itself can be inclined with respect to the axis of rotation of the rotor or the nozzle body, so that there is an oscillating path of movement of the cleaning jet (so-called pendulum nozzle). Due to the freely selectable inclination of the nozzle in relation to the axis of rotation of the rotor in connection with the choice of the reduction ratio, a wide variety of spray patterns of the cleaning jet are possible in a modification of the cone-shaped spray pattern with the same axis design. For example, a linear spray pattern can be achieved at a double angle between the outflow axis of the nozzle and the central axis compared to the angle of the axis of rotation. Here, the rotational movement is converted into a straight line of motion of the cleaning jet. This is particularly advantageous for cleaning tasks on strip-shaped machine parts or for line-shaped cleaning e.g. in car washes. Starting from this linear spray pattern, any ellipsoid up to a circular spray pattern can be achieved by changing the angle of inclination of the nozzle and / or transmission ratio. If the outflow axis of the nozzle lies between the axis of rotation and the central axis, a circular spray pattern can be achieved, a superimposed circular movement taking place within the circular ring. Such a rosette-like spray pattern is particularly suitable, for example, for car figs for use in car washes, since the circular ring itself is cleaned intensively, while the central area of the hub is hardly acted on.

Die vorstehend genannte vorteilhafte Ausgestaltung mit einer Zahnradübersetzung können dabei im Rahmen der fertigungstechnischen Vereinfachung jeweils einstückig mit den ohnehin bereits bestehenden Teilen, nämlich dem Rotor bzw. dem Gehäuse als integrales Bestandteil ausgebildet sein.The above-mentioned advantageous embodiment with a gear ratio can, in the context of the manufacturing simplification, be formed in one piece with the already existing parts, namely the rotor or the housing as an integral part.

Durch die zentrale, auf das Schaufelrad gerichtete Einströmöffnung ist in besonders vorteilhafter Weise eine Drehzahlregelung möglich, in dem die Menge der Reinigungsflüssigkeit, die gegen das Schaufelrad strömt variiert wird. Hierzu können durch axiales Verstellen z.B. durch Ein- bzw. Herausschrauben Bypassöffnungen mehr oder weniger geöffnet oder geschlossen werden, so daß sich eine einfache Drehzahleinstellung für den Rotor ergibt. Bei herkömmlichen Lösungen waren derartige Drehzahlverstellungen nur auf komplizierte Weise möglich, bzw. mußte hierzu der Druck der Reinigungsflüssigkeit verstellt werden.The central inflow opening directed towards the impeller makes it possible in a particularly advantageous manner to regulate the speed by varying the amount of cleaning liquid which flows against the impeller. For this purpose, e.g. Bypass openings can be opened or closed more or less by screwing in or out, so that the rotor can be easily adjusted. In conventional solutions, such speed adjustments were only possible in a complicated manner, or the pressure of the cleaning liquid had to be adjusted for this.

Anhand von drei Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:

  • Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch eine Rotordüse in einer ersten Ausführungsform;
  • Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch eine Rotordüse mit Untersetzungsgetriebe;
  • Fig. 3 eine Schnittdarstellung durch eine Rotordüse, mit zusätzlich geneigter Düse;
  • Fig. 4 eine Schemadarstellung während eines Umlaufes des Rotors der Rotordüse gemäß Fig. 3;
  • Fig. 5 u. 6 weiter vereinfachte Ausführungen der Rotordüse gemäß Fig. 1.
The invention is described and explained in more detail below with reference to three exemplary embodiments in the drawings. Show it:
  • Figure 1 is a sectional view through a rotor nozzle in a first embodiment.
  • Figure 2 is a sectional view through a rotor nozzle with reduction gear.
  • 3 shows a sectional view through a rotor nozzle, with an additionally inclined nozzle;
  • FIG. 4 shows a schematic representation during one revolution of the rotor of the rotor nozzle according to FIG. 3;
  • Fig. 5 u. 6 further simplified designs of the rotor nozzle according to FIG. 1.

In Fig. 1 ist eine Rotordüse 1 in einer ersten Ausführungsform dargestellt. Die Rotordüse 1 weist eine zentrale Einlaßöffnung 2 auf, die in Form einer Einströmdüse 2a in einem Sammelraum 4 mündet, der durch ein Gehäuse 3 umschlossen wird. Um eine Drehachse c, die gegenüber der Zentralachse a der Rotordüse 1 geneigt ist, läuft ein Rotor 5 um. Dieser Rotor 5 trägt ein Schaufelrad 6, dessen Durchmesser so bemessen ist, daß von den Schaufeln wenigstens eine ständig im Austrittsstrahl der zentralen Einlaßöffnung 2 angeordnet ist. Zum Austrittsende der Rotordüse 1 hin ist eine Düse 7 mit einer Düsenröhre 7a vorgesehen, die über einen Axiallagerbund 18 und ein Radiallager 19 in einem Düsenkörper 8 angeordnet ist und eine Ausströmachse b aufweist. In dieser Ausführung stimmen die Ausströmachse b der Düse 7 und die Drehachse c des Rotors 5 überein. Der Düsenkörper 8 bzw. die darin eingesetzte Düse 7 ist an ihrem vorderen Ende in einem Pfannenlager 9 schwenkbar gelagert. Der Düsenkörper 8 und der Rotor 5 sind hier als einstückige Einheit ausgebildet und neben dem vorderen Pfannenlager 9 in einem weiteren Lager 10 gelagert, das sich an der Innenseite des Gehäuses 3 abstützt. Da die durch den Druckstrahl auf die Schaufeln 6a vorgerufene Lagerreaktionskraft auf das Lager 10 im wesentlichen nach außen gerichtet ist, genügt eine Abstützung an der Innenfläche des Gehäuses. Somit kann das stützende Lager 10 auch als im Gehäuse 3 angeordneter, besonders einfacher stationärer Lagerring ausgebildet sein, wie dies mit 10′ angedeutet ist.1 shows a rotor nozzle 1 in a first embodiment. The rotor nozzle 1 has a central inlet opening 2, which opens out in the form of an inflow nozzle 2a into a collecting space 4, which is enclosed by a housing 3. About an axis of rotation c, which is relative to the central axis a of the rotor nozzle 1 is inclined, a rotor 5 rotates. This rotor 5 carries a paddle wheel 6, the diameter of which is dimensioned such that at least one of the blades is arranged continuously in the exit jet of the central inlet opening 2. Towards the outlet end of the rotor nozzle 1, there is a nozzle 7 with a nozzle tube 7a, which is arranged in a nozzle body 8 via an axial bearing collar 18 and a radial bearing 19 and has an outflow axis b. In this embodiment, the outflow axis b of the nozzle 7 and the axis of rotation c of the rotor 5 match. The nozzle body 8 or the nozzle 7 inserted therein is pivotally mounted at its front end in a pan bearing 9. The nozzle body 8 and the rotor 5 are formed here as a one-piece unit and, in addition to the front pan bearing 9, are supported in a further bearing 10 which is supported on the inside of the housing 3. Since the bearing reaction force caused by the pressure jet on the blades 6a is essentially directed outwards on the bearing 10, a support on the inner surface of the housing is sufficient. Thus, the supporting bearing 10 can also be designed as a particularly simple stationary bearing ring arranged in the housing 3, as indicated by 10 '.

Bei Beaufschlagung des Schaufelrades 6 durch die eintretende Reinigungsflüssigkeit wird das Schaufelrad 6 und damit der Rotor 5 und der Düsenkörper 8 in Rotation um die Drehachse c versetzt, wobei das Schaufelrad 6 um die zentrale Einlaßöffnung 2 herumkreist, so daß das Schaufelrad 6 kontinuierlich beaufschlagt wird. Nach Verlassen des Schaufelrades 6 gelangt die Reinigungsflüssigkeit über den Sammelraum 4 über eine rückwärtige Einströmöffnung 15 in die Düse 7 und tritt als kegelmantelförmiger Reinigungsstrahl mit sehr hoher Geschwindigkeit aus. Nach Abschalten der Druckzufuhr bleibt der Rotor 5 durch das Lager 10, das in Nähe der Einströmdüse 2a nach innen abgestützt wird, in seiner Lage. Für diese relativ lose Lagesicherung genügt am Rotor 5 auch ein rückwärtiger Zapfen, der über eine Stützfläche 16 (vgl. Fig. 2) abgestützt ist, wie dies in den übrigen Figuren gezeigt ist.When the impeller 6 is acted upon by the incoming cleaning liquid, the impeller 6 and thus the rotor 5 and the nozzle body 8 are set in rotation about the axis of rotation c, the impeller 6 orbiting around the central inlet opening 2, so that the impeller 6 is continuously acted upon. After leaving the paddle wheel 6, the cleaning liquid reaches the nozzle 7 via the collecting space 4 via a rear inflow opening 15 and emerges as a cone-shaped cleaning jet at a very high speed. After the pressure supply has been switched off, the rotor 5 remains in its position through the bearing 10, which is supported inward in the vicinity of the inflow nozzle 2a. For this relatively loose position securing on the rotor 5, a rear pin is also sufficient, which is supported by a support surface 16 (cf. FIG. 2), as shown in the remaining figures.

In Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform der Rotordüse 1 dargestellt, wobei die Bezugszeichen gleich wie in Fig. 1 gewählt sind. Im Unterschied zu Fig. 1 ist das Gehäuse 3 von einer zusätzlichen Schutzhülse 3a umgeben. Außerdem weist das Gehäuse 3 einen Innenzahnkranz 12 auf, in dem ein Zahnrad 11 der Düsenkörper 8 -/Rotor 5 -Einheit kämmt. Durch den Eingriff des Zahnrades 11 in dem Zahnkranz 12 ist eine Abstützung des Rotors 5 nach außen hin gegeben, so daß das Lager 10 (vgl. Fig. 1) entfallen kann. Durch die vom Schaufelrad 6 verursachte Rotation des Rotors 5 wälzt sich das Zahnrad 11 am Innen-Zahnkranz 12 ab, so daß sich eine besonders gleichförmige Rotationsbewegung des durch die Düse 7 austretenden Hochdruck-Reinigungsstrahls ergibt. Durch die Wahl der Zähnezahlen kann die Umdrehungszahl des rotierenden Reinigungsstrahles je nach Einsatzzweck voreingestellt werden.FIG. 2 shows a second embodiment of the rotor nozzle 1, the reference symbols being chosen the same as in FIG. 1. In contrast to Fig. 1, the housing 3 is surrounded by an additional protective sleeve 3a. In addition, the housing 3 has an internal ring gear 12, in which a gear 11 meshes the nozzle body 8 / rotor 5 unit. The engagement of the gear 11 in the ring gear 12 provides support for the rotor 5 towards the outside, so that the bearing 10 (see FIG. 1) can be omitted. Due to the rotation of the rotor 5 caused by the paddle wheel 6, the gear wheel 11 rolls on the inner ring gear 12, so that there is a particularly uniform rotational movement of the high-pressure cleaning jet emerging through the nozzle 7. By selecting the number of teeth, the number of revolutions of the rotating cleaning jet can be preset depending on the application.

Weiterhin zeigt Fig. 2 die Lagerung des Düsenkörpers 8 an dem Axiallagerbund 18, um durch die Beaufschlagung am Schaufelrad 6 entstehende axiale Kräfte über die Düsenröhre 7a auf das Pendellager 9 weiterzuleiten, wodurch dieses abgedichtet wird. Hierbei ist im Gegensatz zu Fig. 1 die Düsenröhre 7a mit einem gesonderten Düsenkopf 7 versehen, der z.B. aus Verschleißgründen aus Keramik hergestellt ist, während die Düsenröhre 7a selbst, die den Innen-Zapfen des Radiallagers 19 bildet, bevorzugt aus Metall besteht. Der auf diesen Radiallager 19 gelagerte Düsenkörper 8 ist bevorzugt einstückig mit dem Zahnrad 11, dem Rotor 5 und dem Schaufelrad 6 als Spritz- oder Gußteil hergestellt. Das Radiallager 19 weist ein relativ großes Lagerspiel auf und kann für Montage- und Wartungs zwecke durch axiales Herausziehen (bzw. Einstecken) der Düsenröhre 7a in den Düsenkörper 8 getrennt bzw. zusammengebaut werden.Furthermore, FIG. 2 shows the mounting of the nozzle body 8 on the axial bearing collar 18, in order to transmit axial forces arising from the action on the paddle wheel 6 via the nozzle tube 7a to the self-aligning bearing 9, thereby sealing it. In contrast to Fig. 1, the nozzle tube 7a is provided with a separate nozzle head 7 which e.g. is made of ceramic for wear reasons, while the nozzle tube 7a itself, which forms the inner journal of the radial bearing 19, is preferably made of metal. The nozzle body 8 mounted on this radial bearing 19 is preferably produced in one piece with the gear 11, the rotor 5 and the paddle wheel 6 as an injection molded or cast part. The radial bearing 19 has a relatively large bearing clearance and can be separated or assembled for assembly and maintenance purposes by axially pulling (or inserting) the nozzle tube 7a into the nozzle body 8.

Außerdem weist der Rotor 5 einen Strömungs-Gleichrichter 20 bekannter Bauart und an seiner rückwärtigen Stirnfläche ein mit 17 bezeichnetes geringes Axialspiel auf, das bei Nichtbetrieb der Rotordüse 1 das Lösen des Rotors 5 aus dem Pendellager 9 verhindert.In addition, the rotor 5 has a flow rectifier 20 of a known type and, on its rear end face, has a slight axial clearance, designated 17, which, when the rotor nozzle 1 is not in operation, causes the rotor 5 to be released from the self-aligning bearing 9 prevented.

Fig. 3 zeigt eine im wesentlichen der Fig. 2 entsprechenden Ausführungsform, jedoch ist hier die Ausströmachse b der Düse 7 nicht mehr identisch mit der Drehachse c des Rotors 5, sondern noch weiter als letztere nach außen hin geneigt. Dadurch ergibt sich neben der Rotationsbewegung eine zusätzliche oszillierende Bewegung des Reinigungsstrahls. Die Düse 7 ist hier wiederum über das Radiallager 19 im Düsenkörper 8 gelagert und weist eine Einströmöffnung 15 auf, die hier zum vorderen Ende des Düsenkörpers 8 hin gelegen ist. In Fortbildung der Ausführungsformen nach Fig. 1 und Fig. 2 weist die zentrale Einlaßöffnung 2 eine einschraubbare Düsennadel 2b auf, die entsprechend dem angedeuteten Pfeil mehr oder weniger in die Einlaßöffnung 2 eingeschraubt werden kann. Bei Herausschrauben, hier nach rechts, gibt die Düsennadel 2b einen Ringspalt, hier in Form eines Kegelsitzes 13, frei, so daß die Reinigungsflüssigkeit über Bypassbohrungen 14 und diesen Kegelsitz in den Sammelraum 4 eintreten kann, ohne das Schaufelrad 6 zu beaufschlagen. Durch diese Durchflußregelung der Reinigungsflüssigkeit-Menge ist eine Drehzahlverstellung des Rotors 5 möglich.Fig. 3 shows an embodiment substantially corresponding to Fig. 2, but here the outflow axis b of the nozzle 7 is no longer identical to the axis of rotation c of the rotor 5, but is further inclined outwards as the latter. In addition to the rotational movement, this results in an additional oscillating movement of the cleaning jet. The nozzle 7 is in turn supported by the radial bearing 19 in the nozzle body 8 and has an inflow opening 15, which is located here towards the front end of the nozzle body 8. In a development of the embodiments according to FIGS. 1 and 2, the central inlet opening 2 has a screw-in nozzle needle 2b which can be screwed more or less into the inlet opening 2 in accordance with the arrow indicated. When unscrewing, here to the right, the nozzle needle 2b releases an annular gap, here in the form of a conical seat 13, so that the cleaning liquid can enter the collecting space 4 via bypass holes 14 and this conical seat without impinging on the paddle wheel 6. This flow control of the amount of cleaning liquid enables the rotor 5 to be adjusted in speed.

In Fig. 4 ist das Umlaufschema des Rotors 5 bzw. Düsenkörpers 8 im Uhrzeigersinn dargestellt, wobei der Düsenkörper 8 entsprechend der Schnittebene A geschnitten ist, jedoch das Zahnrad 11 und der Zahnkranz 12 in der Schnittebene B mitdargestellt sind. Die Stellung (1) in Fig. 4 entspricht der Position des Düsenkörpers 8 in Fig. 3. Die Einströmöffnung 15 stellt sich auf Grund der nach unten geneigten Lage als Ellipse dar. In Stellung (2) ist der Düsenkörper 8 um 90° weitergedreht, wobei die Einströmöffnung 15 die nunmehr zentrale Lage, die mit 15˝ bezeichnet ist, einnimmt. Die in Stellung (1) und in Fig. 3 eingenommene Lage ist durch das Bezugszeichen 15′ angedeutet. Außerdem ist die in Stellung (3) nach einer Drehung von 180° eingenommene Lage der Einströmöffnung 15 mit dem Bezugszeichen 15‴ angedeutet. In der Stellung (4) nach einer Drehung von 270° nimmt die Einströmöffnung wiederum die zentrale Lage gemäß Stellung (2) ein. Im Teilbild (2) der Fig. 4 ist die Bewegungsbahn der Einströmöffnung 15 in Strichlinien dargestellt. Wie insbesondere aus dieser Teilfigur (2) zu entnehmen ist, bewegt sich die Einströmöffnung 15 beim Übergang von 15′ auf 15˝ sowie auf 15‴ und wieder zurück auf die Stellung 1 in einer vertikalen Bahn. Diese geradlinige Bewegung aus der gleichförmigen Drehbewegung heraus ist für bestimmte Reinigungszwecke besonders vorteilhaft und ein Nebenbild 4a nochmals dargestellt.4, the circulation diagram of the rotor 5 or nozzle body 8 is shown in a clockwise direction, the nozzle body 8 being cut according to the sectional plane A, but the gear 11 and the ring gear 12 are also shown in the sectional plane B. The position (1) in FIG. 4 corresponds to the position of the nozzle body 8 in FIG. 3. The inflow opening 15 is an ellipse due to the downward inclined position. In position (2), the nozzle body 8 is rotated through 90 °, the inflow opening 15 assumes the now central position, which is designated 15˝. The position assumed in position (1) and in Fig. 3 is indicated by the reference numeral 15 '. In addition, the position of the inflow opening 15 assumed in position (3) after a rotation of 180 ° is denoted by the reference symbol 15 ‴ indicated. In position (4) after a rotation of 270 °, the inflow opening again assumes the central position according to position (2). In the partial image (2) of FIG. 4, the movement path of the inflow opening 15 is shown in broken lines. As can be seen in particular from this partial figure (2), the inflow opening 15 moves at the transition from 15 'to 15˝ and 15 ‴ and back to position 1 in a vertical path. This rectilinear movement out of the uniform rotary movement is particularly advantageous for certain cleaning purposes and a secondary image 4a is shown again.

Wie aus dieser beispielhaften Ausführungsform mit doppelt so großem Neigungswinkel der Düse 7 gegenüber dem Neigungswinkel der Drehachse c zu entnehmen ist, kann durch Vergrößerung des Neigungswinkels der Ausströmachse b anstatt des linearen Spritzbildes in Fig. 4 ein ovales Spritzbild (vgl. Strichlinien in Fig. 4a) erzeugt werden. Bei Verkleinerung des Neigungswinkels der Ausströmachse b gegenüber der Anordnung in Fig. 3 ergibt sich ebenfalls ein ellipsenartiges Spritzbild, wobei jedoch der mittlere zentrale Bereich weitgehend ausgespart wird. In weiterer Variation des Spritzbildes kann die Ausströmachse b auch zwischen der Drehachse c und der Zentralachse a angeordnet werden, so daß sich ein kreisringförmiges Spritzbild (vgl. Fig. 4b) ergibt, wobei sich innerhalb des Kreisringes eine Eigenrotation ähnlich einer Evolventen-Abwälzbewegung ergibt.As can be seen from this exemplary embodiment with an angle of inclination of the nozzle 7 that is twice as large as the angle of inclination of the axis of rotation c, by increasing the angle of inclination of the outflow axis b instead of the linear spray pattern in FIG. 4, an oval spray pattern can be seen (see dashed lines in FIG. 4 a ) be generated. When the angle of inclination of the outflow axis b is reduced compared to the arrangement in FIG. 3, an elliptical spray pattern likewise results, but the central central region is largely left out. In a further variation of the spray pattern, the outflow axis b can also be arranged between the axis of rotation c and the central axis a, so that an annular spray pattern (see FIG. 4b) results, with a self-rotation within the circular ring similar to an involute rolling motion.

Die Anzahl der Eigenrotationen während eines Umlaufes ist dabei durch das Untersetzungsvehältnis der Zähnezahl des Zahnkranzes 12 zu der des Zahnrades 11 bestimmt und in weiten Grenzen einstellbar. In Fig. 4b würde das Untersetzungsverhältnis 4 sein und sich entsprechend ein rosettenartiges Spritzbild mit vier "Blättern" ergeben, das z.B. für die Reinigung von PKW-Felgen besonders geeignet wäre.The number of self-rotations during a revolution is determined by the reduction ratio of the number of teeth of the ring gear 12 to that of the gear 11 and can be set within wide limits. In FIG. 4b, the reduction ratio would be 4 and a rosette-like spray pattern with four "leaves" would result, which would be particularly suitable, for example, for cleaning car rims.

Durch diese Rotordüse lassen sich somit durch Verstellung des Düsenkörpers oder Austausch von Düsen mit verschiedenen Ausströmachsen die verschiedensten Spritzbilder in Anpassung an den jeweiligen Reinigungszweck erzielen.With this rotor nozzle, the most varied spray patterns can be achieved by adjusting the nozzle body or exchanging nozzles with different outflow axes, in adaptation to the respective cleaning purpose.

Fig. 5 und 6 zeigen besonders einfache Ausführungen der Rotordüse 1, wobei der Düsenkörper 7a im Rotor 7 starr angeordnet ist, z. B. eingepreßt oder eingegossen ist.5 and 6 show particularly simple designs of the rotor nozzle 1, the nozzle body 7a being rigidly arranged in the rotor 7, e.g. B. is pressed or poured.

Fig. 5 zeigt das Lager 10′, das bereits in Fig. 1 als Alternative zum einlaßseitigen Lager 10 angedeutet war. Das Lager 10 ist zwischen Schaufelrad 6 und Düse 7 angeordnet und wird dabei durch die kegelige Innenseite des Gehäuses 3 gebildet, an der sich die Außenfläche des Rotors 5 bei seiner Umlaufbewegung abstützt und abwälzt. Die Lagerfläche 10′ erstreckt sich dabei vom Schaufelrad 6 bis nahe zur Düse 7, so daß sich eine große Abstützfläche nach außen hin ergibt. Der Rotor 5 ist nach innen zur Zentralachse a hin durch die außen an der Einströmdüse 2a vorgesehene konische Stützfläche 16 abgestützt, so daß der Rotor 5 zwischen diesen beiden Lager- bzw. Stützflächen 10′ und 16 drehbar fixiert ist.Fig. 5 shows the bearing 10 ', which was already indicated in Fig. 1 as an alternative to the inlet-side bearing 10. The bearing 10 is arranged between the impeller 6 and the nozzle 7 and is thereby formed by the conical inside of the housing 3, on which the outer surface of the rotor 5 is supported and rolled during its orbital movement. The bearing surface 10 'extends from the paddle wheel 6 to close to the nozzle 7, so that there is a large support surface to the outside. The rotor 5 is supported inwards towards the central axis a by the conical support surface 16 provided on the outside of the inflow nozzle 2a, so that the rotor 5 is rotatably fixed between these two bearing or support surfaces 10 'and 16.

In Fig. 6 ist die Stützfläche 16 ebenfalls dargestellt, der hier der Lagerring 10 gegenüber liegt. Im Unterschied zu dem Lager 10 in Fig. 1 ist hier der Lagerring 10 durch ein in das Gehäuse 3 einschraubbares und die Einlaßöffnung 2 beeinhaltendes Schraubteil 3b in das Gehäuse 3 eingesetzt. Im Bedarfsfall ist somit der Lagerring 10 einfach auszutauschen und aus Material, das für die Abwälzbewegung des die Einströmöffnung 15 beeinhaltenden rückwärtigen Zapfens des Rotors 5 besonders geeignet ist, herzustellen. Beispielsweise kann der Lagerring 10 aus Stahl oder einem hochwertigen Kunststoff bestehen, während das Gehäuse 3 aus preiswertem Kunststoff geformt ist.6 also shows the support surface 16, which is opposite the bearing ring 10 here. In contrast to the bearing 10 in FIG. 1, the bearing ring 10 is inserted into the housing 3 here by a screw part 3 b which can be screwed into the housing 3 and which contains the inlet opening 2. If necessary, the bearing ring 10 is thus easy to replace and to manufacture from material which is particularly suitable for the rolling motion of the rear journal of the rotor 5 which contains the inflow opening 15. For example, the bearing ring 10 can be made of steel or a high-quality plastic, while the housing 3 is formed from inexpensive plastic.

Claims (10)

1. Rotordüse für ein Hochdruckreinigungsgerät, mit einer zentralen Einlaßöffnung für Reinigungsflüssigkeit zu einem Gehäuse, das einen Sammelraum umschließt, mit einem darin drehbar gelagerten Rotor mit einem Schaufelrad, das von der Reinigungsflüssigkeit in Drehung versetzt wird und einer stromabwärts angeordneten Düse, deren Ausströmachse zur Zentralachse der Rotordüse geneigt ist, wobei der die Düse aufnehmende Düsenkörper an seinem vorderen Ende dreh- bzw. pendelbar zentral im Gehäuse gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaufelrad (6) eine zur Zentralachse (a) geneigte Drehachse (c) aufweist und die zentrale Einlaßöffnung (2) umkreist, wobei wenigstens eine Schaufel (6a) des Schaufelrades (6) zu der zentralen Einlaßöffnung (2) auf der Zentralachse (a) gegenüberliegt.1.Rotor nozzle for a high-pressure cleaning device, with a central inlet opening for cleaning liquid to a housing which encloses a collecting space, with a rotor rotatably mounted therein with a paddle wheel which is set in rotation by the cleaning liquid and a downstream nozzle whose outflow axis to the central axis the rotor nozzle is inclined, the nozzle body receiving the nozzle being rotatably or pendulum-mounted centrally at the front end of the housing, characterized in that the paddle wheel (6) has an axis of rotation (c) inclined to the central axis (a) and the central axis Inlet opening (2) orbits, at least one blade (6a) of the impeller (6) being opposite to the central inlet opening (2) on the central axis (a). 2. Rotordüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Düse (7) umfassende Düsenkörper (8) und der das Schaufelrad (6) tragende Rotor (5) als eine Baueinheit ausgebildet sind.2. A rotor nozzle according to claim 1, characterized in that the nozzle body (8) comprising the nozzle (7) and the rotor (5) carrying the paddle wheel (6) are constructed as a structural unit. 3. Rotordüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (7) eine Düsenröhre (7a) aufweist, die im Düsenkörper (8) drehbar gelagert ist.3. Rotor nozzle according to claim 1 or 2, characterized in that the nozzle (7) has a nozzle tube (7a) which is rotatably mounted in the nozzle body (8). 4. Rotordüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenkörper- (8) /Rotor (5) -Einheit ein sich an der Innenseite des Gehäuses (3) abstützendes Lager (10) aufweist.4. Rotor nozzle according to claim 2, characterized in that the nozzle body (8) / rotor (5) unit has a bearing (10) which is supported on the inside of the housing (3). 5. Rotordüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (2) eine auf das Schaufelrad (6) ausgerichtete Einströmdüse (2a) aufweist und die Schaufeln (6a) des Schaufelrades (6) unmittelbar an der Austrittsöffnung der Einströmdüse (2a) vorbeistreichen.5. A rotor nozzle according to claim 1, characterized in that the inlet opening (2) has an inflow nozzle (2a) aligned with the impeller (6) and the blades (6a) of the impeller (6) pass directly past the outlet opening of the inflow nozzle (2a) . 6. Rotordüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (5) ein mit diesem umlaufendes Zahnrad (11) aufweist, das mit einem am Gehäuse (2) stationär angeordneten Innen-­Zahnkranz (12) kämmt.6. Rotor nozzle according to claim 1, characterized in that the rotor (5) has a rotating with this gear (11) which meshes with an internally arranged on the housing (2) inner ring gear (12). 7. Rotordüse wenigstens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (7) mit ihrer Ausströmachse (b) gegenüber der Drehachse (c) des Rotors (5) bzw. des Düsenkörpers (8) geneigt ist.7. Rotor nozzle at least according to claim 1, characterized in that the nozzle (7) with its outflow axis (b) with respect to the axis of rotation (c) of the rotor (5) or the nozzle body (8) is inclined. 8. Rotordüse nach Anspruch 6 und Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähnezahl des Zahnkranzes (12) zur Zähnezahl des Zahnrades (11) im gleichen Verhältnis steht wie der Winkel zwischen Ausströmachse (b) und Zentralachse (a) zum Winkel zwischen Drehachse (c) und Zentralachse (a).8. Rotor nozzle according to claim 6 and claim 7, characterized in that the number of teeth of the ring gear (12) to the number of teeth of the gear (11) is in the same ratio as the angle between the outflow axis (b) and the central axis (a) to the angle between the axis of rotation ( c) and central axis (a). 9. Rotordüse nach Anspruch 2 und Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Düsenkörper (8), Schaufelrad (6), Rotor (5) und Zahnrad (11) als einstückige Einheit ausgebildet sind.9. Rotor nozzle according to claim 2 and claim 6, characterized in that the nozzle body (8), paddle wheel (6), rotor (5) and gear (11) are formed as a one-piece unit. 10. Rotordüse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkranz (12) einstückig mit dem Gehäuse (3) spritzgegossen ist.10. Rotor nozzle according to claim 6, characterized in that the ring gear (12) is injection molded in one piece with the housing (3).
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