EP0865827B1 - Rotordüse für ein Hochdruckreinigungsgerät - Google Patents

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EP0865827B1
EP0865827B1 EP98102582A EP98102582A EP0865827B1 EP 0865827 B1 EP0865827 B1 EP 0865827B1 EP 98102582 A EP98102582 A EP 98102582A EP 98102582 A EP98102582 A EP 98102582A EP 0865827 B1 EP0865827 B1 EP 0865827B1
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EP
European Patent Office
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nozzle
turbine rotor
carrier
gear
planetary gear
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EP0865827A3 (de
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Lothar Hartmann
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Suttner GmbH and Co KG
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Suttner GmbH and Co KG
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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
    • B05B3/0417—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 comprising a liquid driven rotor, e.g. a turbine
    • B05B3/0429—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 comprising a liquid driven rotor, e.g. a turbine the rotating outlet elements being directly attached to the rotor or being an integral part thereof
    • B05B3/043—Rotor nozzles

Definitions

  • the invention relates to a rotor nozzle for a high-pressure cleaning device with the Features of the preamble of claim 1.
  • the known rotor nozzle for a high-pressure cleaning device shows a planetary gear with a fixed planet carrier, which is connected to the housing.
  • the nozzle holder with the axially biased nozzle in the direction of the seal by means of a spring element extends like a kind of sleeve around the planetary gear and forms the ring gear of the planetary gear. This has the fluidic advantages explained there.
  • the construction is structurally complex and should be simplified.
  • a rotor nozzle for a high-pressure cleaning device without a gear which the nozzle is arranged in a stilt which itself is inclined to the axis of rotation of the Turbine rotor is aligned in the housing and with a spherical front End in a pan that is open in the middle and held on the housing at the opposite rear end from one connected to the turbine runner, Driven arranged at a radial distance from the axis of rotation becomes.
  • This driver allows a free rotation about the longitudinal axis of the stilt Stilt relative to the driver.
  • the purpose of this free rotation is that the support surface the stilt in the pan-like seal may not match the same very high speed of the turbine rotor itself rotates. This speed is below Under certain circumstances even so high that it must be limited by braking elements.
  • this construction shows centrifugal brake elements (EP - B - 0 252 261).
  • a rotor nozzle for a high-pressure cleaning device (DE-C-44 33 646), in which the nozzle arranged in a kind of stilt as a nozzle carrier directly from the cleaning fluid, i.e. fluid mechanically, not driven by gear technology becomes.
  • the nozzle holder has a radially outward at the rear end protruding, rotatably mounted rolling ring, which is located on the housing inner wall rolls. This also makes sense, the self-rotation of the Nozzle body from the rotation of the nozzle body in contact with the housing inner wall to decouple to prevent wear on the pan-like seal reduce.
  • the invention is based on the object, the known rotor nozzle explained at the outset to simplify the design with planetary gears.
  • the task outlined above is in the rotor nozzle with the Features of the preamble of claim 1 by the features of the characterizing Part of claim 1 solved.
  • the end of the nozzle carrier forms the bearing axis of the planet gear of the planetary gear. So you have one to the minimum reduced planetary gear, in which the bearing of the planet gear on the End of the nozzle holder, which acts as an axis in this respect, in a simple manner Decoupling of the inherent rotation of the nozzle carrier during operation from the Orbital rotation of the nozzle carrier in accordance with the reduction ratio of the Gearbox is guaranteed.
  • the planetary gear will be designed as a gear transmission. In principle, however, it is also possible to use the planetary gear as a friction gear, for example with a hard rubber roller as a planet gear on the end of the nozzle holder perform.
  • a rotor nozzle of the type in question is usually at the top a cleaning lance, not shown here, of a high-pressure cleaning device.
  • the rotor nozzle shown has a two-part housing 1, which consists of an inlet part 1a and an outlet part 1b, which is screwed together and sealed against each other are.
  • the inlet part 1a has a water inlet 2, the outlet part 1b one Water outlet 3 on.
  • an inner cavity is formed, in which a Turbine rotor 4 is located.
  • a flow insert is used to flow against the turbine rotor 4 5, which corresponds to the water entering at the water inlet 2 Channels on the turbine rotor 4.
  • a nozzle carrier 6 with a nozzle 7 is arranged downstream of the turbine rotor 4, whose exit axis forms an acute angle with the axis of rotation of the turbine rotor 4 includes.
  • the nozzle carrier 6 with the nozzle 7 is opened by the turbine runner 4 a circular path around its axis of rotation (translation on a circular path) that the jet of cleaning liquid emerging from the nozzle 7 on a cone jacket circulates.
  • the nozzle holder 6 is elongated, stilt-like and the Nozzle 7 is inserted as a separate part in the nozzle carrier 6. There are reasons for that Material selection. Basically, it would also be possible that the nozzle 7 in the nozzle carrier 6 is integrally formed.
  • the drive movement of the turbine rotor 4 is reduced considerably Transfer speed to the nozzle carrier 6, namely through a planetary gear.
  • This consists of a connected to the turbine rotor 4 sun 8, which in illustrated embodiment in the middle of a flow channel 9 for the under high Has pressure flowing water.
  • a planet gear 10 with the sun gear 8 meshes, and a ring gear 11 in which the planet gear 10 rolls.
  • the nozzle 7 With a spherical front end formed on it, the nozzle 7 is supported in a open in the middle, attached to the housing 1 pan-like seal 12.
  • the seal 12 itself is made of highly wear-resistant material and itself inserted again in an insert 13 at the water outlet 3.
  • the ring gear 11 of the planetary gear is arranged on the inside of the housing 1, in the illustrated embodiment on a gear insert 14 which between Inlet part 1a and outlet part 1b of the housing 1 is inserted and jammed.
  • the Ring gear 11 can also be formed on the inside of the housing 1.
  • the nozzle holder 6 is arranged inclined in the direction of the outlet axis of the nozzle 7.
  • On the Nozzle carrier 6 is the planet gear at the rear end facing away from the spherical end 10 of the planetary gear rotatably mounted.
  • a rapid rotation of the turbine rotor 4 causes the reduction ratio of the planetary gear, for example a reduction ratio of 6: 1, accordingly reduced a slow rotation of the planet gear 10 by the Turbine rotor 4 connected, with its speed rotating sun gear 8. This causes the water jet ejected from the nozzle 7 in the nozzle carrier 6 to circulate on a cone jacket.
  • the structure of the rotor nozzle shown is despite the use of a reduction gear in the form of a planetary gear extremely easy.
  • the nozzle carrier 6 supported planet gear 10 with at least one further planet gear, preferably two other planet gears that run freely, preferably in a planet carrier, is combined.
  • the side pressure on the sun gear 8 through the planet gear 10 would be compensated for what is technically appropriate in terms of transmission technology.
  • the illustrated embodiment shows the planetary gear as a gear transmission. In a similar way, it could also be designed as a friction gear, for example with the planet gear 10 designed as a hard rubber roller on the end of the nozzle holder 6 is rotatably mounted.
  • the Nozzle 7 in the nozzle carrier 6 cannot be rotated about its own longitudinal axis, but in the axial direction be slidably disposed relative to the nozzle carrier 6.
  • the rotatability of the Nozzle 7 in the nozzle holder 6 is due to the possible rotation of the nozzle holder 6 compared to the planet gear 10 is not necessary.
  • the axial displaceability of the nozzle 7 in the nozzle carrier 6 has the advantages already explained in the prior art in terms of operation and manufacturing tolerance. Also a preload using a spring element in a manner known from the prior art could be provided his.
  • a flow insert 5 is provided, which at the water inlet 2nd incoming water via appropriate channels on the turbine rotor 4, and that the number and arrangement of the water passages in the flow insert 5 different can be selected, if necessary by selecting different flow inserts 5 so as to determine the rotational speed and rotational speed of the turbine rotor 4.

Landscapes

  • Nozzles (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotordüse für ein Hochdruckreinigungsgerät mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Die bekannte Rotordüse für ein Hochdruckreinigungsgerät, von der die Erfindung ausgeht (DE - U - 295 12 768), zeigt ein Planetengetriebe mit einem festgesetzten Planetenradträger, der mit dem Gehäuse verbunden ist. Der Düsenträger mit darin sitzender, axial in Richtung der Dichtung mittels eines Federelements vorgespannter Düse erstreckt sich wie eine Art Hülse um das Planetengetriebe herum und bildet das Hohlrad des Planetengetriebes. Das hat die dort erläuterten strömungstechnischen Vorteile. Die Konstruktion ist aber baulich aufwendig und sollte vereinfacht werden.
Bei der zuvor erläuterten bekannten Rotordüse ist bereits angesprochen worden, daß man den Düsenträger auch mit dem Planetenradträger verbinden kann, wobei dann das Hohlrad auf der Innenseite des Gehäuses ortsfest anzuordnen wäre. In diesem Fall würde der Planetenradträger ebenfalls noch hülsenartig vom Düsenträger erfaßt. Die in der Achse des Sonnenrades durch einen Strömungskanal einströmende Reinigungsflüssigkeit würde ebenfalls strömungstechnisch vorteilhaft sofort in den Düsenträger eintreten.
Bekannt ist auch eine Rotordüse für ein Hochdruckreinigungsgerät ohne Getriebe, bei der die Düse in einer Stelze angeordnet ist, die selbst geneigt zur Drehachse des Turbinenläufers im Gehäuse ausgerichtet ist und sich mit einem kugeligen vorderen Ende in einer in der Mitte offenen, am Gehäuse gehaltenen Pfanne abstützt, während sie am gegenüberliegenden hinteren Ende von einem mit dem Turbinenläufer verbundenen, in radialem Abstand von der Drehachse angeordneten Mitnehmer angetrieben wird. Dieser Mitnehmer erlaubt eine um die Längsachse der Stelze freie Drehung der Stelze relativ zum Mitnehmer. Zweck dieser freien Drehung ist es, daß sich die Abstützfläche der Stelze in der pfannenartigen Dichtung nicht mit derselben unter Umständen sehr hohen Drehzahl des Turbinenläufers selbst dreht. Diese Drehzahl ist unter Umständen sogar so hoch, daß sie durch Bremselemente begrenzt werden muß. Dazu zeigt diese Konstruktion dann Fliehkraft-Bremselemente (EP - B - 0 252 261).
Bekannt ist auch eine Rotordüse für ein Hochdruckreinigungsgerät (DE - C - 44 33 646), bei der die in einer Art Stelze als Düsenträger angeordnete Düse unmittelbar von der Reinigungsflüssigkeit, also strömungsmechanisch, nicht getriebetechnisch angetrieben wird. Hier hat der Düsenträger am rückwärtigen Ende einen radial nach außen vorstehenden, darauf drehbar gelagerten Wälzring, der sich an der Gehäuseinnenwand abwälzt. Das hat ebenfalls den Sinn, die sich im Betrieb ergebende Eigenrotation des Düsenkörpers von der Umlaufrotation des Düsenkörpers in Anlage an der Gehäuseinnenwand zu entkoppeln, um den Verschleiß an der pfannenartigen Dichtung zu verringern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs erläuterte, bekannte Rotordüse mit Planetengetriebe konstruktiv zu vereinfachen.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist bei der eingangs erläuterten Rotordüse mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Das Ende des Düsenträgers bildet die Lagerachse des Planetenrades des Planetengetriebes. Damit hat man also ein auf das Minimum reduziertes Planetengetriebe, bei dem durch die Lagerung des Planetenrades auf dem Ende des Düsenträgers, der insoweit als Achse wirkt, auf einfache Weise die Entkopplung der sich im Betrieb ergebenden Eigenrotation des Düsenträgers von der Umlaufrotation des Düsenträgers nach Maßgabe des Untersetzungsverhältnisses des Getriebes gewährleistet ist.
Im häufigsten Fall wird das Planetengetriebe als Zahnradgetriebe ausgeführt sein. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, das Planetengetriebe als Reibradgetriebe, beispielsweise mit einer Hartgummirolle als Planetenrad auf dem Ende des Düsenträgers auszuführen.
Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der einzigen Figur der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausgestaltung einer Rotordüse für ein Hochdruckreinigungsgerät im Schnitt dargestellt.
Eine Rotordüse der in Rede stehenden Art befindet sich üblicherweise an der Spitze einer hier nicht dargestellten Reinigungslanze eines Hochdruckreinigungsgerätes. Die dargestellte Rotordüse hat ein zweiteiliges Gehäuse 1, das aus einem Einlaßteil 1a und einem Auslaßteil 1b besteht, die miteinander verschraubt und gegeneinander abgedichtet sind. Das Einlaßteil 1a weist einen Wassereintritt 2, das Auslaßteil 1b einen Wasseraustritt 3 auf. Im Gehäuse 1 ist ein Innen-Hohlraum gebildet, in dem sich ein Turbinenläufer 4 befindet. Zum Anströmen des Turbinenläufers 4 dient ein Strömungseinsatz 5, der das am Wassereintritt 2 eintretende Wasser über entsprechende Kanäle auf den Turbinenläufer 4 lenkt.
Stromabwärts des Turbinenläufers 4 ist ein Düsenträger 6 mit einer Düse 7 angeordnet, deren Austrittsachse mit der Drehachse des Turbinenläufers 4 einen spitzen Winkel einschließt. Der Düsenträger 6 mit der Düse 7 wird vom Turbinenläufer 4 so auf einer Kreisbahn um dessen Drehachse bewegt (Translation auf einer Kreisbahn), daß der aus der Düse 7 austretende Strahl der Reinigungsflüssigkeit auf einem Kegelmantel umläuft. Der Düsenträger 6 ist hier langgestreckt, stelzenartig ausgebildet und die Düse 7 ist als getrenntes Teil in den Düsenträger 6 eingesetzt. Das hat Gründe der Werkstoffauswahl. Grundsätzlich wäre es auch möglich, daß die Düse 7 im Düsenträger 6 einstückig ausgebildet ist.
Die Antriebsbewegung des Turbinenläufers 4 wird mit erheblich heruntergesetzter Drehzahl auf den Düsenträger 6 übertragen, und zwar durch ein Planetengetriebe. Dieses besteht aus einem mit dem Turbinenläufer 4 verbundenen Sonnenrad 8, das im dargestellten Ausführungsbeispiel mittig einen Strömungskanal 9 für das unter hohem Druck strömende Wasser aufweist. Ferner ist dargestellt ein Planetenrad 10 das mit dem Sonnenrad 8 kämmt, und ein Hohlrad 11, in dem das Planetenrad 10 sich abwälzt.
Mit einem an ihr ausgebildeten kugeligen vorderen Ende stützt sich die Düse 7 in einer in der Mitte offenen, am Gehäuse 1 befestigten pfannenartigen Dichtung 12 ab. Die Dichtung 12 selbst ist aus stark verschleißfestem Material ausgebildet und selbst nochmals in einen Einsatz 13 am Wasseraustritt 3 eingesetzt.
Das Hohlrad 11 des Planetengetriebes ist an der Innenseite des Gehäuses 1 angeordnet, im dargestellten Ausführungsbeispiel an einem Getriebeeinsatz 14, der zwischen Einlaßteil 1a und Auslaßteil 1b des Gehäuses 1 eingesetzt und verklemmt ist. Das Hohlrad 11 kann auch an der Innenseite des Gehäuses 1 ausgeformt sein. Der Düsenträger 6 ist in Richtung der Austrittsachse der Düse 7 geneigt angeordnet. Auf dem Düsenträger 6 ist am von dem kugeligen Ende abgewandten hinteren Ende das Planetenrad 10 des Planetengetriebes drehbar gelagert. Man erkennt angedeutet die miteinander kämmenden Zahnreihen der verschiedenen Räder des Planetengetriebes.
Eine schnelle Drehung des Turbinenläufers 4 bewirkt über das Untersetzungsverhältnis des Planetengetriebes, beispielsweise ein Untersetzungsverhältnis von 6:1, entsprechend herabgesetzt eine langsame Drehung des Planetenrades 10 um das mit dem Turbinenläufer 4 verbundene, mit dessen Drehzahl sich drehende Sonnenrad 8. Dies bewirkt ein Umlaufen des aus der Düse 7 im Düsenträger 6 ausgestoßenen Wasserstrahls auf einem Kegelmantel.
Der Aufbau der dargestellten Rotordüse ist trotz des Einsatzes eines Untersetzungsgetriebes in Form eines Planetengetriebes denkbar einfach.
Aus getriebetechnischen Gründen könnte man vorsehen, daß das vom Düsenträger 6 getragene Planetenrad 10 mit mindestens einem weiteren Planetenrad, vorzugsweise zwei weiteren Planetenrädern, die frei mitlaufen, vorzugsweise in einem Planetenradträger, kombiniert ist. Der Seitendruck auf das Sonnenrad 8 durch das Planetenrad 10 würde so ausgeglichen, was getriebetechnisch an sich zweckmäßig ist.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt das Planetengetriebe als Zahnradgetriebe. Es könnte in ähnlicher Weise auch als Reibradgetriebe ausgeführt sein, beispielsweise mit dem Planetenrad 10 ausgeführt als Hartgummirolle, die auf dem Ende des Düsenträgers 6 drehbar gelagert ist.
Wie im Stand der Technik, von dem die vorliegende Erfindung ausgeht, kann die Düse 7 im Düsenträger 6 um die eigene Längsachse nicht drehbar, aber in Achsrichtung gegenüber dem Düsenträger 6 verschiebbar angeordnet sein. Die Drehbarkeit der Düse 7 im Düsenträger 6 ist wegen der möglichen Eigendrehung des Düsenträgers 6 gegenüber dem Planetenrad 10 nicht notwendig. Die axiale Verschiebbarkeit der Düse 7 im Düsenträger 6 hat die im Stand der Technik bereits erläuterten Vorteile hinsichtlich des Betriebs und der Fertigungstoleranz. Auch eine Vorspannung mittels eines Federelementes in aus dem Stand der Technik bekannter Weise könnte vorgesehen sein.
Nicht dargestellt bzw. nicht unbedingt erkennbar in der Zeichnung ist, daß es vorteilhaft sein kann, daß ein Strömungseinsatz 5 vorgesehen ist, der das am Wassereintritt 2 eintretende Wasser über entsprechende Kanäle auf den Turbinenläufer 4 lenkt, und daß Anzahl und Anordnung der Wasserdurchtritte im Strömungseinsatz 5 unterschiedlich wählbar sind, gegebenenfalls durch Wahl unterschiedlicher Strömungseinsätze 5, um so die Drehzahl und Drehgeschwindigkeit des Turbinenläufers 4 zu bestimmen.

Claims (6)

  1. Rotordüse für ein Hochdruckreinigungsgerät
    mit einem Gehäuse (1) und einem im Gehäuse (1) drehbar gelagerten, von der Reinigungsflüssigkeit angeströmten Turbinenläufer (4),
    mit einem stromabwärts des Turbinenläufers (4) angeordneten Düsenträger (6) mit einer Düse (7), deren Austrittsachse mit der Drehachse des Turbinenläufers (4) einen spitzen Winkel einschließt und die mitsamt dem Düsenträger (6) vom Turbinenläufer (4) so auf einer Kreisbahn um dessen Drehachse bewegt wird, daß der aus der Düse (7) austretende Strahl der Reinigungsflüssigkeit auf einem Kegelmantel umläuft,
    mit einem die Antriebsbewegung des Turbinenläufers mit erheblich heruntergesetzter Drehzahl auf den Düsenträger (6) übertragenden Planetengetriebe mit einem mit dem Turbinenläufer (4) verbundenen Sonnenrad (8), einem mit dem Düsenträger (6) verbundenen Planetenrad (10) und einem an der Innenseite des Gehäuses (1) angeordneten oder ausgeformten Hohlrad (11), in dem das Planetenrad (10) angetrieben vom Sonnenrad (8) abwälzt,
    wobei die Düse (7) sich mit einem an ihr ausgebildeten kugeligen vorderen Ende in einer in der Mitte offenen, am Gehäuse (1) befestigten pfannenartigen Dichtung (12) abstützt,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenträger (6) in Richtung der Austrittsachse der Düse (7) geneigt angeordnet ist und
    daß auf dem Düsenträger (6) am von dem kugeligen Ende abgewandten hinteren Ende das Planetenrad (10) des Planetengetriebes drehbar gelagert ist.
  2. Rotordüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (7) in den Düsenträger (6) eingesetzt oder im Düsenträger (6) einstückig ausgeformt ist.
  3. Rotordüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Düsenträger (6) drehbar gelagerte Planetenrad (10) mit mindestens einem weiteren Planetenrad, vorzugsweise zwei weiteren Planetenrädern, die frei mitlaufen, vorzugsweise in einem Planetenradträger, kombiniert ist.
  4. Rotordüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetengetriebe als Zahnradgetriebe ausgeführt ist.
  5. Rotordüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetengetriebe als Reibradgetriebe ausgeführt ist.
  6. Rotordüse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strömungseinsatz (5) vorgesehen ist, der das am Wassereintritt (2) eintretende Wasser über entsprechende Kanäle auf den Turbinenläufer (4) lenkt, und daß Anzahl und Anordnung der Wasserdurchtritte im Strömungseinsatz (5) unterschiedlich wählbar sind, gegebenenfalls durch Wahl unterschiedlicher Strömungseinsätze (5), um so die Drehzahl und Drehgeschwindigkeit des Turbinenläufers (4) zu bestimmen.
EP98102582A 1997-03-20 1998-02-14 Rotordüse für ein Hochdruckreinigungsgerät Expired - Lifetime EP0865827B1 (de)

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DE29717124U 1997-09-26
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