EP0439475A1 - Rotordüse für hochdruckreinigungsvorrichtung - Google Patents

Rotordüse für hochdruckreinigungsvorrichtung

Info

Publication number
EP0439475A1
EP0439475A1 EP89910846A EP89910846A EP0439475A1 EP 0439475 A1 EP0439475 A1 EP 0439475A1 EP 89910846 A EP89910846 A EP 89910846A EP 89910846 A EP89910846 A EP 89910846A EP 0439475 A1 EP0439475 A1 EP 0439475A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rotor
axis
nozzle
housing
rotation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP89910846A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Werner Schulze
Helmut Gassert
Josef Schneider
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alfred Kaercher SE and Co KG
Original Assignee
Alfred Kaercher SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alfred Kaercher SE and Co KG filed Critical Alfred Kaercher SE and Co KG
Publication of EP0439475A1 publication Critical patent/EP0439475A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Definitions

  • the invention relates to a rotor nozzle for a high-pressure cleaning device with a housing, a rotor rotatably mounted therein and rotated by the cleaning liquid and with a nozzle arranged downstream of the rotor, the outlet axis of which includes a variable acute angle to the axis of rotation of the reter and which is rotated by the rotor in such a way whose axis of rotation is rotated so that the emerging jet of cleaning liquid rotates on a cone jacket.
  • Such a rotor nozzle is known from German Patent 36 23 368. It enables a point jet to be emitted which revolves on a cone shell, the angle of the cone shell being able to be widened as a function of the speed in the known rotor nozzle. It is an object of the invention to develop a generic rotor nozzle so that the operator can specifically adjust the angle of the cone shell, on which the spot beam rotates, independently of other operating parameters. This object is achieved in a rotor nozzle of the type described in the introduction in that adjustable stops are arranged in the housing, which limit a widening of the acute angle between the outlet axis of the nozzle and the axis of rotation of the rotor more or less depending on the position of the limiting elements.
  • stops By adjusting the stops, it is easily possible to limit an inclined position of the nozzle and thus an increase in the opening angle of the cone shell, the operator being able to move these stops in the housing of the rotor nozzle, so that the stops then have a differently wide inclination of the nozzle outlet axis compared to the rotor axis of rotation.
  • the stop surrounds the stilt concentrically to the axis of rotation of the rotor, is adjustable in the direction of the axis of rotation of the rotor and forms a circumferential contact edge on the outside of the stilt.
  • the stop in the housing is axially displaceable and rotatably mounted with respect to the axis of rotation of the rotor and is screwed into a threaded bore of an adjusting sleeve arranged coaxially to the axis of rotation of the rotor, which is axially immovable in the housing and freely rotatable with respect to the axis of rotation of the rotor .
  • the stop inside the housing can then be moved in the axial direction, so that the exit angle of the spot beam is infinitely adjustable.
  • the driver carries a groove running in the radial direction, into which the stilt is immersed with a driving pin.
  • the adjustment sleeve can close the front of the housing and support the pan for storing the stilts. In this way, the adjusting sleeve practically forms part of the
  • Housing emerges in the area of the rotor nozzle immediately downstream of the nozzle. As a result, part of the cleaning liquid is guided past the nozzle, so that the pressure of the point jet emerging from the nozzle can be varied. This pressure variation is also supported by the fact that the amount of liquid carried past the nozzle in the bypass re-enters the spot stream in the region downstream of the nozzle and thereby the latter
  • bypass line comprises a plurality of bypass channels surrounding the nozzle, which are preferably all constructed identically.
  • the effect of the liquid bypassing the nozzle is particularly advantageous if the bypass line in a funnel from its wall that adjoins the nozzle and widens conically in the direction of flow
  • bypass line emerges, in particular if the bypass line enters the funnel essentially in a radial plane arranged perpendicular to the axis of rotation of the rotor, that is to say essentially perpendicular to the beam direction.
  • the amount of liquid emerging through the bypass line is deflected in the direction of the point jet and entrained by it, so that there is a coating of the sharp core of the point jet which, until it hits an area to be cleaned, is fanned out into an essentially homogeneous Beam leads.
  • metering valves are arranged in the bypass line and their position can be adjusted by one-piece members arranged on the outside of the rotor nozzle. These enable a continuous or also a gradual metering of the flowing through the bypass line
  • Amount of liquid so that the operator has the possibility of adjusting the jet between a sharply focused, pure point jet and a highly diversified, largely homogeneous jet.
  • Dosing valves result when an adjusting ring is rotatably mounted on the housing concentrically to the axis of rotation of the rotor, which on its inside bears bearing surfaces for valve bodies of the dosing valves which protrude radially from the housing and are pressed elastically against the bearing surface, and when the bearing surfaces rotate when the Adjusting ring in
  • an upstream of the rotor from the flow path may also be used
  • Bypass can be provided which leads past the rotor in such a way that the cleaning liquid flowing through it does not lead to
  • Rotary drive of the rotor contributes. This results in the possibility of the rotation of the rotor and in particular the
  • Rotor is rotatably mounted on a hollow shaft, which supplies the cleaning liquid to the inside of the rotor, it can be provided that in the hollow shaft a tube piece which is axially displaceably mounted in the housing is immersed and is essentially sealed in the fully inserted state with respect to the hollow shaft when pulled out the hollow shaft, however, forms a connection between the inner region of the pipe section and the bypass.
  • a tube piece which is axially displaceably mounted in the housing is immersed and is essentially sealed in the fully inserted state with respect to the hollow shaft when pulled out the hollow shaft, however, forms a connection between the inner region of the pipe section and the bypass.
  • Pipe section has lateral wall openings which are covered by the hollow shaft when the pipe section is fully inserted, but are released from the wall of the hollow shaft when the pipe section is pulled out of the hollow shaft, and when an annular channel surrounding the pipe section forms part of the bypass.
  • the adjustment of the pipe section is particularly simplified if the pipe section is screwed into an internally threaded bore of the housing running coaxially to the axis of rotation of the rotor. It is then possible to continuously adjust the ratio of the amount of liquid passed through the rotor to the amount of liquid passed by the rotor and thus the speed of rotation of the rotor, simply by rotating the pipe section relative to the housing and by the associated axial displacement in the thread.
  • Figure 1 a longitudinal sectional view of a rotor nozzle with speed adjustment of the rotor, angle adjustment of the nozzle and pressure adjustment of the jet with a setting for maximum speed, maximum opening angle of the spot jet and open bypass line for fanning out the spot jet
  • FIG. 2 shows a side view of a further preferred exemplary embodiment of a part which is shown partially broken away Rotor nozzle with a setting for
  • the rotor nozzle shown in Figure 1 comprises a cylindrical housing 1 which carries an internally threaded bore 2 on one side, while it is open on the opposite side.
  • the inner threaded bore 2 is followed by a bore with a smooth inner wall 4, which merges into a bearing bore 5 with a reduced inner diameter and finally opens into the cylindrical interior 6 of the housing 1, the inner diameter of which is substantially larger than the inner diameter of the bearing bore 5.
  • a hollow shaft 7 is inserted into the bearing bore 5, which is supported with an annular flange 8 on the step 9 between the inner wall 4 of the bore 2 and the bearing bore 5 and which projects into the interior 6 of the housing.
  • a rotor 10 is rotatably mounted, which has two arms 12 projecting radially from the hollow shaft 7 and reaching as far as the inner wall 11 of the interior 6.
  • the rotor 10 is secured on the hollow shaft 7 in the axial direction on the one hand by a step 13 on the outer circumference of the hollow shaft 7 and on the other hand by a screw 14 which is screwed into the free end of the hollow shaft 7 and thereby closes the end face of the hollow shaft 7.
  • the hollow shaft 7 has at the height of the arms 12 of the rotor 10 wall openings 16 which connect the interior of the hollow shaft 7 with the interior 17 of the rotor 10, which again through holes 1B in the arms 12 with outlet openings 19 to the Ends of the arms 12 communicates.
  • the outlet openings point in opposite directions in the circumferential direction, so that liquid escaping through the outlet openings 19 rotates the rotor on the hollow shaft 7.
  • the liquid supply to the hollow shaft 7 takes place via a pipe piece 20 screwed into the internal threaded bore 2, which carries a coupling ring on the part emerging from the housing 1 for connection to a jet pipe of a high-pressure cleaning device (not shown in the drawing), while on the opposite side into the Hollow shaft 7 immersed.
  • the pipe section 20 is sealed by means of an annular seal 22 with respect to the smooth inner wall 4 of the bore 2, in addition the tubular section 20 also carries a further annular seal 23 in a conically narrowing transition area 24 which, when the tubular section 20 is fully inserted into the hollow shaft 7, seals against a complementary one Sealing surface 25 rests in the entry area into the hollow shaft 7.
  • a plurality of radial openings 26 are arranged in the wall of the pipe section, which are sealed off by the inner wall of the hollow shaft 7 when the pipe section 20 is fully inserted into the hollow shaft 7, as shown in FIG. 1.
  • the pipe section 20 can be rotated in the internal threaded bore 2 with respect to the housing 1 and thereby displaced in the axial direction until the interior of the pipe section 20 is connected via the openings 26 to the annular channel 27 formed by the bore 2 and surrounding the pipe section 20, such as this is shown in the embodiment of Figure 2.
  • This ring channel 27 is over a row
  • Driver 29 is placed in a rotationally fixed manner and has a groove or opening 30 running radially from the center to the outside.
  • a driver pin 31 of a stilt 32 which carries a nozzle 33 with a spherical head, plunges into this groove.
  • This stilt is supported by the spherical part of the nozzle
  • the bearing pan 37 is one in the end wall 39
  • Adjustment sleeve 40 arranged in the open end of
  • Immersed housing 1 sealed by means of an annular seal 41 and is mounted on the housing 1 in the axial direction immovably and freely rotatable.
  • the housing on its inner wall an annular groove 42 and
  • Adjusting sleeve 40 on its outer wall has an annular groove 43 aligned with the annular groove 42, into which a clip 44 is inserted.
  • the adjusting sleeve 40 has an internal thread 45, into which a hood-shaped stop 46 is screwed, which engages in longitudinal grooves 48 on the inner wall of the interior 6 of the housing 1 by means of laterally projecting guide projections 47 and thereby the hood-shaped stop 46 relative to the housing 1 axially displaceable, but non-rotatably.
  • Stop 46 can also be moved between a fully screwed-in position (FIG. 1) into a position in which it is approximated to rotor 10. In this position, the hood-shaped stop 46 extends over the driver 29 of the rotor 10 (FIG. 2).
  • the stop 46 is provided with an inwardly projecting stop edge 49 which runs concentrically to the axis of rotation of the rotor and which abuts the outer wall of the stilt 32 and thus the oblique position of the stilt 32 relative to the axis of rotation of the rotor limited.
  • the stop 46 shown in FIG. 1 in which it is fully screwed into the internal thread 45, a very extensive inclination is possible; in the extreme case of the stop completely unscrewed in FIG. 2, on the other hand, the stilt becomes inclined 32 prevented at all, so that the outlet axis of the nozzle practically coincides with the axis of rotation of the rotor.
  • the hood-shaped stop 46 also forms a collecting space 50 for the liquid entering the interior 6.
  • This collecting space 50 is conically narrowed in the part facing the nozzle 33, so that the liquid on the one hand
  • the bearing socket 37 is provided concentrically surrounding a plurality of bores 52 parallel to the axis of rotation of the rotor, which open out into radial bores 53 of the adjusting sleeve 40 leading from the outside inwards.
  • These radial bores 53 first have an enlarged outer part 54 and then an inner part 55 with a reduced cross-section, which opens into a central, funnel-shaped opening 56 in the adjusting sleeve 40, which adjoins the opening 38 of the bearing socket 37 connects.
  • the holes 53 enter in the radial direction in the funnel-shaped
  • valve bodies 57 which are displaceable in the longitudinal direction of the bores and which are sealed with respect to the bore 53 by means of ring seals 58 and optionally close or release the bore 53 in the transition region between the outer part 54 and the inner part 55.
  • the valve body 57 by im
  • the contact surface 60 has different distances in the axial direction from the axis of rotation of the adjusting ring 61, so that when the adjusting ring 61 is rotated, the valve body 57 is pressed into the bore 53 to different depths against the action of the helical spring 59 and thereby the
  • Liquid particles This transition can be varied infinitely by adjusting the metering valves.
  • the bores 52 and 53 formed bypass line are opened, in the exemplary embodiment in FIG. 2, however, the metering valves are shown closed.
  • the adjustment of the valve body is not over one made of the adjusting sleeve rotatable adjusting ring, but the valve body 57 are screwed into the outer part 54 of the bore 53 and rotatable directly via knurled disks 63 and adjustable to different immersion depths.
  • Point beam continuously adjustable between 0 and a maximum value, for example 10 °. It is also possible to continuously adjust the speed of the jet by not directing part of the liquid through the rotor, but past the rotor. Finally, the nature of the beam itself can be changed by the fact that the
  • Liquid flow is divided by the nozzle 33 and a quantity of liquid is added transversely to the point jet.
  • Variations can be made by rotating individual parts about the longitudinal axis of the housing, namely by rotating the entire housing relative to the pipe socket fixed to the jet pipe, by rotating the adjusting sleeve relative to the housing and finally by rotating the
  • Adjustment ring opposite the adjusting sleeve, being external
  • Housing, adjusting sleeve and adjusting ring are in alignment and thus have a cylindrical outer contour for the entire
  • Rotor nozzle - can be maintained.

Description

B E S C H R E I B U N G ROTORDÜSE FÜR EIN HOCHDRUCKREINIGUNGSGERÄT
Die Erfindung betrifft eine Rotordüse für ein Hochdruckreinigungsgerät mit einem Gehäuse, einem darin drehbar gelagerten, von der Reinigungsflüssigkeit in Drehung versetzten Rotor und mit einer stromabwärts des Rotors angeordneten Düse, deren Austrittsachse zur Drehachse des Reters einen variablen spitzen Winkel einschließt und die vom Rotor derart um dessen Drehachse gedreht wird, daß der austretende Strahl der Reinigungsflüssigkeit auf einem Kegelmantel umläuft.
Eine solche Rotordüse ist aus der Deutschen Patentschrift 36 23 368 bekannt. Sie ermöglicht die Abgabe eines Punktstrahles, der auf einem Kegelmantel umläuft, wobei bei der bekannten Rotordüse der Winkel des Kegelmantels drehzahlabhängig aufgeweitet werden kann. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Rotordüse so weiterzubilden, daß die Bedienungsperson unabhängig von anderen Betriebsparametern den Winkel des Kegelmantels, auf dem der Punktstrahl umläuft, gezielt verstellen kann. Diese Aufgabe wird bei einer Rotordüse der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Gehäuse verstellbare Anschläge angeordnet sind, welche eine Aufweitung des spitzen Winkels zwischen Austrittsachse der Düse und Drehachse des Rotors je nach Position der Begrenzungselemente mehr oder weniger begrenzen.
Durch die Verstellung der Anschläge ist es ohne weiteres möglich, eine Schrägstellung der Düse und damit eine Vergrößerung des Öffnungswinkels des Kegelmantels zu begrenzen, wobei die Bedienungsperson diese Anschläge in dem Gehäuse der Rotordöse verschieben kann, so daß die Anschläge dann eine unterschiedlich weite Neigung der Düsenaustrittsachse gegenüber der Rotor-Drehachse ermöglichen.
Bei einer Rotordüse mit einer die Düse aufnehmenden Stelze, die sich mit einem kugeligen Ende in einer in der Mitte offenen, am Gehäuse gehaltener. Pfanne abstützt, aährsnd am anderen Ende ein mit dem Rotor verbundener, in radialem
Abstand von der Rσtorachse angeordneter Mitnehmer angreift, ist es besonders vorteilhaft, wenn der Anschlag die Stelze konzentrisch zur Drehachse des Rotors umgibt, in Richtung der Drehachse des Rotors verstellbar ist und eine an der Außenseite der Stelze anliegende, umlaufende Anlagekante bildet.
Dabei kann vorgesehen sein, daß der Anschlag im Gehäuse axial verschieblich und bezüglich der Drehachse des Rotors drehfest gelagert ist und in eine koaxial zur Drehachse des Rotorsangeordnete Gewindebαhrung einer Verstellhülse eingeschraubt ist, die im Gehäuse axial unverschieblich und bezüglich der Drehachse des Rotors frei drehbar gelagert ist. Allein durch Verdrehung dieser Verstellhülse läßt sich dann der Anschlag im Inneren des Gehäuses in axialer Richtung verschieben, so daß dadurch der Austrittswinkel des Punktstrahls stufenlos einstellbar ist.
Es ist auch vorteilhaft, wenn der Mitnehmer eine in radialer Richtung verlaufende Nut trägt, in welche die Stelze mit einem Mitnahmestift eintaucht.
Die Verstellhülse kann das Gehäuse stirnseitig verschließen und die Pfanne zur Lagerung der Stelze tragen. Auf diese Weise bildet die Verstellhülse praktisch einen Teil des
Gehäuses, wobei die beiden Gehäuseteile um die Gehäuselängsachse gegeneinander verdreht werden, um eine Veränderung des Strahlöffnungswinkels zu erreichen. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß zusätzlich eine verschließbare Bypass-Leitung aus dem stromaufwärts der Düse gelegenen Innenraum des
Gehäuses in den unmittelbar stromabwärts der Düse gelegenen Bereich der Rotordüse austritt. Dadurch wird ein Teil der Reinigungsflüssigkeit an der Düse vorbeigeführt, so daß dadurch der Druck des aus der Düse austretenden Punktstrahles variiert werden kann. Diese Druckvariation wird auch noch dadurch unterstützt, daß die im Bypass an der Düse vorbeigeführte Flüssigkeitsmenge im Bereich stromabwärts der Düse wieder in den Punktstrahl eintritt und diesen dadurch
aufreißt und auffächert. Insgesamt erhält man dadurch einen weniger scharf gebündelten Punktstrahl mit geringerer
Austrittsgeschwindigkeit und dadurch mit geringerer Aufprallgeschwindigkeit.
Es kann dabei vorgesehen sein, daß die Bypass-Leitung mehrere die Düse umgebende Bypass-Kanäle umfaßt, die vorzugsweise alle gleich aufgebaut sind. Besonders vorteilhaft ist die Wirkung der die Düse umgehenden Flüssigkeit, wenn die Bypass-Leitung in einem sich unmittelbar an die Düse anschließenden, sich in Strömungsrichtung konisch aufweitenden Trichter aus desen Wand
austritt, insbesondere, wenn die Bypass-Leitung im wesentlichen in einer senkrecht zur Drehachse des Rotors angeordneten Radialebene in den Trichter eintritt, also im wesentlichen senkrecht zur Strahlrichtung. Durch die trichterförmigen Wände wird die durch die Bypass-Leitung austretende Flüssigkeitsmenge in Richtung des Punktstrahles umgelenkt und von diesem mitgerissen, so daß sich eine Umhüllung des scharfen Kerns des Punktstrahles ergibt, die bis zum Auftreffen auf einer zu reinigenden Fläche zu einem im wesentlichen homogen aufgefächerten Strahl führt.
Es ist vorteilhaft, wenn in der Bypass-Leitung Dosierventile angeordnet sind, die durch außen an der Rotordüse angeordnete Einsteilglieder in ihrer Position verstellbar sind. Diese ermöglichen eine stufenlose oder auch eine in Stufen erfolgende Dosierung der über die Bypass-Leitung strömenden
Flüssigkeitsmenge, so daß die Bedienungsperson die Möglichkeit hat, den Strahl zwischen einem scharf gebündelten, reinen Punktstrahl und einem stark aufgefächerten, weitgehend homogenen Strahl zu verstellen.
Eine besonders günstige Lösung für die Verstellung der
Dosierventile ergibt sich, wenn auf dem Gehäuse konzentrisch zu der Drehachse des Rotors ein Einstellring drehbar gelagert ist, der an seiner Innenseite Anlageflächen für radial aus dem Gehäuse-hervorstehende, elastisch an die Anlagefläche angedrückte Ventilkörper der Dosierventile trägt, und wenn die Anlageflächen bei Verdrehung des Einstellringes im
Anlagebereich an den Ventilkörper einen unterschiedlichen radialen Abstand von der Drehachse des Einstellringes aufweisen. Allein durch Verdrehung des Einstellringes läßt sich somit die Bypass-Leitung dosiert öffnen und verschließen, so daß die Bedienungsperson kontrolliert und ohne zusätzliches Werkzeug die Natur des Strahles im wesentlichen
kontinuierlich zwischen einem Punktstrahl und einem aufgeweiteten Strahl. mit kreisförmigem Querschnitt verstellen kann.
Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel kann außerdera ein stromaufwärts des Rotors vom Strömungsweg
der Reinigungsflüssigkeit abzweigender, verschließbarer
Bypass vorgesehen sein, der am Rotor derart vorbeiführt, daß die durch ihn strömende Reinigungsflüssigkeit nicht zum
Drehantrieb des Rotors beiträgt. Es ergibt sich dadurch die Möglichkeit, die Drehung des Rotors und insbesondere die
Drehzahl des Rotors nur durch einen Teil der Flüssigkeit zu bestimmen, während ein anderer Teil am Rotor vorbeigeführt wird. Dadurch kann die Drehzahl beeinflußt werden. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn der Bypass dosiert verschließbar ist, da auf diese Weise die Drehzahl entsprechend dem Schließzustand des Bypasses variierbar ist.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, bei dem der
Rotor auf einer Hohlwelle drehbar gelagert ist, welche die Reinigungsflüssigkeit dem Inneren des Rotors zuführt, kann vorgesehen sein, daß in die Hohlwelle ein im Gehäuse axial verschieblich gelagertes Rohrstück eintaucht, welches in voll eingeschobenem Zustand gegenüber der Hohlwelle im wesentlichen abgedichtet ist, beim Herausziehen aus der Hohlwelle jedoch eine Verbindung des Innenrauras des Rohrstücks mit dem Bypass ausbildet. Eine solche konstruktiv sehr einfache und robuste Anordnung ermöglicht die dosierte Umleitung eines Teils der Reinigungsflüssigkeit und damit auch die dosierte Drehzahl-Regelung des Rotors. Als günstig hat es sich dabei herausgestellt, wenn das
Rohrstück seitliche Wandöffnungen aufweist, die bei voll eingeschobenem Rohrstück von der Hohlwelle abgedeckt werden, beim Herausziehen des Rohrstückes aus der Hohlwelle jedoch von der Wand der Hohlwelle freigegeben werden, und wenn ein das Rohrstück umgebender Ringkanal einen Teil des Bypasses bildet. Die Verstellung des Rohrstückes wird besonders vereinfacht, wenn das Rohrstück in eine koaxial zur Drehachse des Rotors verlaufende Innengewindebohrung des Gehäuses eingeschraubt ist. Es läßt sich, dann allein durch Verdrehung des Rohrstückes gegenüber dem Gehäuse und durch die damit verbundene axiale Verschiebung im Gewinde das Verhältnis der durch den Rotor geführten Flüssigkeitsmenge zu der am Rotor vorbeigeführten Flüssϊgkeitsmenge und damit die sich einstellende Drehzahl des Rotors stufenlos verstellen.
Die nachfolgende Bescheibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:
Figur 1: eine Längsschnittansicht einer Rotordüss mit Drehzahlverstellung des Rotors, Winkelverstellung der Düse und Druck- verstellung des Strahles bei einer Einstellung für maximale Drehzahl, maximalen Öffnungswinkel des Punktstrahles und geöffneter Bypass-Leitung zur Auffächerung des Punktstrahls
und
Figur 2: eine Seitenansicht eines weiteren be- vorzugten Ausführungsbeispieles einer teilweise aufgebrochen dargestellten Rotordüse mit einer Einstellung für
minimale Drehzahl, minimalen Öffnungswinkel des Strahles und mit verschlossener Bypass-Leitung zur Erzeugung eines nicht aufgefächerten Punktstrahles. Die in Figur 1 dargestellte Rotordüse umfaßt ein zylindrisches Gehäuse 1, welches an einer Seite eine Innengewindebohrung 2 trägt, während es auf der gegenüberliegenden Seite offen ist. An die Innengewindebohrung 2 schließt sich eine Bohrung mit glatter Innenwand 4 an, die in eine Lagerbohrung 5 mit reduziertem Innendurchmesser übergeht und schließlich in den zylindrischen Innenraum 6 des Gehäuses 1 einmündet, dessen Innendurchmesser wesentlich größer ist als der Innendurchmesser der Lagerbohrung 5.
In die Lagerbohrung 5 ist eine Hohlwelle 7 eingesetzt, die sich mit einem Ringflansch 8 an der Stufe 9 zwischen der Innenwand 4 der Bohrung 2 und der Lagerbohrung 5 abstützt und welche in den Innenraum 6 des Gehäuses hineinragt. Auf dem in den Innenraum 6 hineinragenden Teil der Hohlwelle 7 ist ein Rotor 10 drehbar gelagert, der zwei von der Hohlwelle 7 radial abstehende, bis an die Innenwand 11 des Innenraumes 6 heranreichende Arme 12 aufweist. Der Rotor 10 ist auf der Hohlwelle 7 in axialer Richtung einerseits durch eine Stufe 13 am Außenumfang der Hohlwelle 7 und andererseits durch eine Schraube 14 gesichert, die in das freie Ende der Hohlwelle 7 eingeschraubt ist und die Hohlwelle 7 dadurch stirnseitig verschließt.
Die Hohlwelle 7 weist in der Höhe der Arme 12 des Rotors 10 Wanddurchbrechungen 16 auf, die das Innere der Hohlwelle 7 mit dem Innenraum 17 des Rotors 10 verbinden, der wieder über Bohrungen 1B in den Armen 12 mit Austrittsöffnungen 19 an den Enden der Arme 12 in Verbindung steht. Die Austrittsöffnungen weisen in Umfangsrichtung in entgegengesetzten Richtungen, so daß durch die Austrittsöffnungen 19 austretende Flüssigkeit den Rotor auf der Hohlwelle 7 in Drehung versetzt.
Die Flüssigkeitszufuhr zu der Hohlwelle 7 erfolgt über ein in die Innengewindebohrung 2 eingeschraubtes Rohrstück 20, welches auf dem aus dem Gehäuse 1 heraustretenden Teil einen Überwurfring zum Anschluß an ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Strahlrohr eines Hochdruckreinigungsgerätes trägt, während es auf der gegenüberliegenden Seite in die Hohlwelle 7 eintaucht. Das Rohrstück 20 ist mittels einer Ringdichtung 22 gegenüber der glatten Innenwand 4 der Bohrung 2 abgedichtet, zusätzlich trägt das Rohrstück 20 noch eine weitere Ringdichtung 23 in einem sich konisch verengenden Übergangsbereich 24, der bei voll in die Hohlwelle 7 eingeschobenem Rohrstück 20 abdichtend an einer komplementären Dichtfläche 25 im Eintrittsbereich in die Hohlwelle 7 anliegt. In unmittelbarer Nähe zum freien Ende des Rohrstückes 20 sind in der Wand des Rohrstückes mehrere radiale Öffnungen 26 angeordnet, die bei voll in die Hohlwelle 7 eingeschobenem Rohrstück 20 von der Innenwand der Hohlwelle 7 abdichtend verschlossen werden, wie dies in Figur 1 dargestellt ist. Das Rohrstück 20 kann in der Innengewindebohrung 2 gegenüber dem Gehäuse 1 verdreht und dadurch in axialer Richtung verschoben werden, bis das Innere des Rohrstückes 20 über die Öffnungen 26 mit dem durch die Bohrung 2 gebildeten und das Rohrstück 20 umgebenden Ringkanal 27 in Verbindung steht, wie dies beim Ausführungsbeispiel der Figur 2 dargestellt ist. Dieser Ringkanal 27 steht über eine Reihe
von Kanälen 28 unmittelbar mit dem Innenraum 6 des Gehäuses 1 in Verbindung, so daß ein Teil der durch das Rohrstück 20 zugeführten Flüssigkeit über einen Bypass am Rotor 10 vorbeigeführt wird. Dieser Bypass wird gebildet durch die Öffnungen 26 im RohrstOck 20, durch den Ringkanal 27, durch die Kanäle 28 und durch den Innenraum 6 des Gehäuses. Im
Innenraum 6 des Gehäuses wird die über den Bypass am Rotor vorbeigeleitete Flüssigkeit mit der Flüssigkeit wieder
vereinigt, die durch das Innere des Rotors hindurchgeströmt ist und durch die Austrittsöffnungen 19 hindurch in den
Innenraum 6 gelangt. Durch mehr .oder weniger tiefes Einschrauben des Rohrstückes 20 in das Gehäuse 1 kann die Aufteilung der beiden Teilströme variiert werden, bis bei voll eingeschobenem Rohrstück 20 (Figur 1) die gesamte Flüssigkeit durch den Rotor 1 hindurchgeführt wird. Dadurch läßt sich die Drehzahl des Rotors stufenlos verstellen.
Auf den Rotor 10 ist das Ende der Hohlwelle 7 und die diese verschließende Schraube 14 kappsnförmig überfangend ein
Mitnehmer 29 drehfest aufgesetzt, der eine radial von der Mitte zur Außenssite verlaufende Nut oder Öffnung 30 aufweist. In diese Nut taucht ein Mitnehmerstift 31 einer Stelze 32 ein, die eine Düse 33 mit kugelförmigem Kopf trägt. Diese Stelze
32 weist seitliche Öffnungen 34 auf, die über einen zentralen Kanal 35 in der Stelze 32 den Innenraura 6 des Gehäuses 1 mit der Düsenöffnung 36 in der Düse 33 verbinden.
Diese Stelze stützt sich mit dem kugelförmigen Teil der Düse
33 in einer zentralen Lagerpfanne 37 ab, die eine zentrale Öffnung 38 in Ausrichtung mit der Düsenöffnung 36 aufweist. Die Lagerpfanne 37 ist dabei in der Stirnwand 39 einer
Verstellhülse 40 angeordnet, die in das offene Ende des
Gehäuses 1 mittels einer Ringdichtung 41 abgedichtet eintaucht und am Gehäuse 1 in axialer Richtung unverschieblich und frei drehbar gelagert ist. Zu diesem Zweck weist das Gehäuse an seiner Innenwand eine Ringnut 42 und die
Verstellhülse 40 an ihrer Außenwand eine mit der Ringnut 42 ausgerichtete Ringnut 43 auf, in die eine Klammer 44 eingelegt ist.
An der Innenseite weist die Verstellhülse 40 ein Innengewinde 45 auf, in welches ein haubenförmiger Anschlag 46 eingeschraubt ist, der mittels seitlich abstehender Führungsvoreprünge 47 in Längsnuten 48 an der Innenwand des Innenraumes 6 des Gehäuses 1 eingreift und dadurch den haubenförmigen Anschlag 46 gegenüber dem Gehäuse 1 axial verschieblich, jedoch drehfest lagert.
Beim Verdrehen der Verstellhülse 40 relativ zum Gehäuse 1 schraubt sich somit der haubenförmige Anschlag 46 mehr oder weniger tief in das Innengewinde 45 ein, das heißt der
Anschlag 46 kann zwischen einer vollständig eingeschraubten Stellung (Figur 1) auch in eine Stellung verschoben werden, in der er dem Rotor 10 angenähert ist. In dieser Stellung überfängt der haubenförmige Anschlag 46 den Mitnehmer 29 des Rotors 10 (Figur 2).
An seinem der Stirnwand 39 der Verstellhülse 40 zugewandten Ende ist der Anschlag 46 mit einer konzentrisch zur Drehachse des Rotors verlaufenden, nach innen vorspringenden Anschlagkante 49 versehen, die an der Außenwand der Stelze 32 anliegt und somit die Schrägstellung der Stelze 32 gegenüber der Drehachse des Rotors begrenzt. Bei der in Figur 1 darge- stellten Position des Anschlages 46, bei dem dieser voll¬ständig in das Innengewinde 45 eingeschraubt ist, ist eine sehr weitgehende Schrägstellung möglich, bei dem in Figur 2 dargestellten Extremfall des vollständig herausgeschraubten Anschlages wird dagegen eine Schrägstellung der Stelze 32 überhaupt verhindert, so daß die Austrittsachse der Düse mit der Drehachse des Rotors praktisch zusammenfällt.
Es ist damit durch Verdrehung der Verstellhülse 40 gegenüber dem Gehäuse 1 möglich, den Anschlag 46 in axialer Richtung zu verstellen und damit den maximalen Öffnungswinkel zwischen Austrittachse der Düse und der Drehachse des Rotors.
Der haubenförmige Anschlag 46 bildet im übrigen einen Sammelraum 50 für die in den Innenraum 6 eintretende Flüssigkeit. Dieser Sammelraum 50 ist in dem der Düse 33 zugewandten Teil konisch verengt, so daß die Flüssigkeit zum einen den
Öffnungen 34 in der Stelze 32, zum anderen aber der zentralen Öffnung 51 zugeführt wird, die von der Anschlagkante 49 umgeben wird und durch welche die Stelze 32 hindurchtritt.
In der Stirnwand 39 der Verstellhülse 40 sind die Lagerpfanne 37 konzentrisch umgebend mehrere zur Drehachse des Rotors parallele Bohrungen 52 vorgesehen, die in von außen nach innen führende radiale Bohrungen 53 der Verstellhülse 40 einmünden. Diese radialen Bohrungen 53 weisen zunächst einen erweiterten äußeren Teil 54 und daran anschließend einen inneren Teil 55 mit reduziertem Querschnitt auf, der in eine zentrale, trichterförmig sich nach außen erweiternde Öffnung 56 in der Verstellhülse 40 einmündet, die sich an die Öffnung 38 der Lagerpfanne 37 anschließt. Die Bohrungen 53 treten dabei in radialer Richtung in die sich trichterförmig
erweiternde Öffnung 56 ein.
In dem äußeren Teil 54 der. Bohrungen 53 sind in Bohrungslängsrichtung verschiebliche Ventilkörper 57 angeordnet, die mittels Ringdichtungen 58 gegenüber der Bohrung 53 abgedichtet sind und die Bohrung 53 im Übergangsbereich zwischen dem äußeren Teil 54 und dem inneren Teil 55 wahl- weise verschließen oder freigeben. Bei dem Ausführungsbei spiel der Figur 1 werden die Ventilkörper 57 durch im
äußeren Teil 54 der Bohrung 53 angeordnete Schraubenfedern 59 radial nach außen gegen eine Anlagefläche 60 an einem Einstellring 61 gedrückt, der seinerseits auf einem Außengewinde 62 der Verstellhülse 40 verdrehbar gelagert ist.
Die Anlagefläche 60 hat in axialer Richtung unterschiedliche Abstände von der Drehachse des Einstellringes 61, so daß bei einer Verdrehung des Einstellrdnges 61 die Ventilkörper 57 entgegen der Wirkung der Schraubenfeder 59 verschieden tief in die Bohrung 53 eingedrückt werden und dabei den
Strömungsquerschnitt der Bohrung 53 raehr oder weniger
freigeben oder bei vollständigem Einschieben ganz verschließen. Man erhält damit ein durch Verdrehung des Einstellringes 61 stufenlαs betätigbares Dosierventil in jeder Bohrung 53. Mittels dieser Dosierventile läßt sich an der Düse 33 vorbei ein Teilstrom unmittelbar in die trichter- förnige Öffnung 56 einleiten, der sich dort mit dsm aus der Düeenöffnung 36 austretenden Punktstrahl aischt. Dadurch wird einerseits die Austrittgeschwindigkeit im Punktstrahl herabgsetzt, da die Flüssigkeitsmenge geringer wird, andererseits reißt die seitlich in den Punktstrahl eintretende Flüssigkeitsroenge den Punktstrahl auf und vermengt sich mit der Flüssigkeitsmenge des Punktstrahles zur Bildung eines aufgefächerten, voluminösen Strahles mit kreisförmigem
Querschnitt und geringerer Aufprallgeschwindigkeit der
Flüssigkeitsteilchen. Durch Verstellung der Doeierventile läßt sich dieser Übergang stufenlos variieren.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 ist die durch
die Bohrungen 52 und 53 gebildete Bypass-Leitung geöffnet, bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 sind die Dosierventile hingegen geschlossen dargestellt. Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 ist außerdem in Abwandlung von dem der Figur 1 die Verstellung der Ventilkörper nicht über einen auf der Verstellhülse verdrehbaren Einstellring vorgenommen, sondern die Ventilkörper 57 sind in den äußeren Teil 54 der Bohrung 53 eingeschraubt und unmittelbar über Rändelscheiben 63 verdrehbar und in unterschiedliche Eintauchtiefe verstellbar.
Man erhält insgesamt eine Rotordüse, welche zunächst die Möglichkeit gibt, den Winkel des aus der Düse austretenden
Punktstrahles stufenlos zwischen 0 und einem Maximalwert, beispielsweise 10°, zu verstellen. Außerdem ist es möglich, die Drehzahl des Strahles stufenlos einzustellen, indem ein Teil der Flüssigkeit nicht durch den Rotor gelenkt wird, sondern am Rotor vorbei. Schließlich kann auch die Natur des Strahles selbst dadurch verändert werden, daß der
Flüssigkeitsstrom durch die Düse 33 aufgeteilt wird und dem Punktstrahl quer eine Flüssigkeitsmenge zugefügt wird. Insgesamt erhält man somit eine sehr variabel einsetzbare Rotordüse, die robust ist im Aufbeu und eine einfache
Bedienung der verschiedeneh Verstellmöglichkeiten erlaubt. Beim Ausführungsbeispiel der Figur 1 können alle drei
Variationen durch Verdrehung von Einzelteilen um die Längsachse des Gehäuses vorgenommen werden, nämlich durch Verdrehung des gesamten Gehäuses gegenüber dem am Strahlrohr festgelegten Rohrstutzen, durch Verdrehen der Verstellhülse gegenüber dem Gehäuse und schließlich durch Verdrehung des
Einstellringes gegenüber der Verstellhülse, wobei äußerlich
Gehäuse, Verstellhülse und Einstellring fluchtend ausgebildet sind und somit eine zylindrische Außenkontur für die gesamte
Rotordüse- beibehalten werden kann.
***

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Rotordüse für ein Hochdruckreinigungsgerät mit einemt
Gehäuse, einem darin drehbar gelagerten, von der Reinigungsflüssigkeit in Drehung versetzten Rotor und mit einer stromsbwärts des Rotors angeordneten Düse, deren Austrittsachse zur Drehachse des Rotors einen variabien spitzen Winkel einschließt und die vom Rotor derart um dessen Drehachse gedreht wird, daß der austretende
Strahl der Reinigungsflüssigkeit auf einem Kegelmantel umläuft,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß im Gehäuse (1) verstellbare Anschläge (46) angeordnet sind, welche eine Aufweitung des spitzen Winkels zwischen Austrittsachse der Düse (33) und Drehachse des Rotors (10) je nach Position der Anschläge (46) mehr oder weniger begrenzen.
2. Rotordüse nach Anspruch 1 mit einer die Düse (33) aufnehmenden Stelze (32), die sich mit einem kugeligen Ende in einer in der Mitte offenen, am Gehäuse (1) gehaltenen Pfanne (37) abstützt, während am anderen Ende ein mit dem Rotor (10) verbundener, in radialem Abstand von der Rotorachse angeordneter Mitnehmer (29) angriift, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (46) die Stelze (32) konzentrisch zur Drehachse des Rotors (10) umgibt, in Richtung der Drehachse des Rotors (10) verstellbar ist und eine an der Außenseite der Stelze (32) anliegende, umlaufende Anlagekante (49) bildet.
3. Rotordüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (46) im Gehäuse (1) axial verschieblich und bezüglich der Drehachse des Rotors (10) drehfest gelagert ist und in eine koaxial zur Drehachse des
Rotors (10) angeordnete Gewindebohrung (45) einer
Verstellhülse (40) eingeschraubt ist, die am Gehäuse (1) axial unverschieblich und bezüglich der Drehachse des Rotors (10) frei drehbar αelaαert ist.
4. Rctordüse nach einem der Ansprüche 2 oder 3 , dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (29) eine in radialer Richtung verlaufende Nut (30) trägt, in welche die
Stelze (32) mit einem Mitnehmerstift (31) eintaucht.
5. Rotordüse nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verstellhülse (40) das Gehäuse (1) stirnseitig verschließt und die Pfanne (37) zur
Lagerung der Stelze (32) trägt.
6. Rotordüse nach einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß eine verschließbare Bypass-Leitung (52, 53) aus dem stromaufwärts der Düse (33) gelegenen Innenraum (6) des Gehäuses (1) in den unmittelbar
stromabwärts der Düse (33) gelegenen Bereich der Rotor düse austritt.
7. Rotordüse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bypass-Leitung (52, 53) mehrere die Düse (33) umgebende Bypass-Kanäle umfaßt.
8. Rotordüse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypass-Leitung (52, 53) in einem sich unmittelbar an die Düse (33) anschließenden, sich in Strömungsrichtung konisch aufweitenden Trichter (56) aus dessen Wand austritt.
9. Rotordüse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypass-Leitung (52, 53) im wesentlichen in einer senkrecht zur Drehachse des Rotors (10) angeordneten Radialebene in den Trichter (56) eintritt.
10. Rαtordüse nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß in der Bypass-Leitung (52, 53)
Dosierventile (57) angeordnet sind, die durch außen an der Rotordüse angeordnete Einstellglieder (61; 63) in ihrer Position vestellbar sind.
11. Rotordüse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Gehäuse (1) konzentrisch zu der Drehachse des
Rotors (10) ein Einstellring (61) drehbar gelagert ist, der an seiner Innenseite Anlageflächen (60) für radial aus dem Gehäuse (1) hervorstehende, elastisch an die Anlagefläche (60) angedrückte Ventilkörper (57) der Dosierventile trägt und daß die Anlageflachen (60) bei Verdrehung des Einstellringes (61) im Anlagebereich an den Ventilkörpern (57) einen unterschiedlichen radialen Abstand von der Drehachse des Einstellringes (61) aufweisen.
12. Rotordüse nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein stromaufwärts des Rotors (10) vom Strömungsweg der Reinigungsflüssigkeit abzweigender, verschließbarer Bypass (26, 27, 28) vorgesehen ist, der am Rotor (10) derart vorbeiführt, daß die durch ihn strömende Reinigungsflüssigkeit nicht zum Drehantrieb des Rotors (10) beiträgt.
13. Rotordüse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der Bypass (26, 27, 28) dosiert verschließbar ist.
14. Rotordüse nach Anspruch 12 oder 13, wobei der Rotor (10) auf einer Hohlwelle (7) drehbar gelagert ist, welche die Reinigungsflüssigkeit dem Inneren des Rotors (10) zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß in die Hohlwelle (7) ein im Gehäuse (1) axial verschieblich gelagertes Rohrstück (20) eintaucht, welches in voll eingeschobenem Zustand gegenüber der Hohlwelle (7) im wesentlichen abgedichtet ist, beim Herausziehen aus der Hohlwelle (7) jedoch eine Verbindung des Innenraums des Rohrstükkes (20) mit dem Bypass (26, 27, 28) ausbildet.
15. Rotordüse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß das Rohrstück (20) seitliche Wandöffnungen (26) aufweist, die bei voll eingeschobenem Rohrstück (20) von der Hohlwelle (7) abgedeckt werden, beim Herausziehen des Rohrstückes (20) aus der Hohlwelle (7) jedoch von der Wand der Hohlwelle (7) freigegeben werden, und daß ein das Rohrstück (20) umgebender Ringkanal (27) einen Teil des Bypasses (26, 27, 28) bildet.
16. Rohrstück nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (20) in eine koaxial zur Drehachse des Rotors (10) verlaufende Innengewindebohrung (2) des Gehäuses (1) eingeschraubt ist.
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