Die Erfindung betrifft eine Rotordüse nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
Eine derartige Rotordüse ist aus der DE 43 40 184 A1 bekannt und wird
insbesondere bei Hochdruckreinigungsgeräten eingesetzt. Bei der bekannten
Rotordüse kann das Napflager über eine das Düsengehäuse umschließende
Stellhülse in axialer Richtung verstellt werden.
Es ist das der Erfindung zugrundeliegende Problem (Aufgabe), eine Rotordüse
der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach aufgebaut und
leicht zu bedienen ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Erfindungsgemäß ist das Anschlußorgan abgedichtet und axial verstellbar
mit dem Düsengehäuse verbunden, und das Anschlußorgan trägt an seinem
dem Rotor zugewandten Ende ein trichterförmiges Feststellelement
zur zentrierten Halterung des Rotors.
Das Anschlußorgan der erfindungsgemäßen Rotordüse dient folglich nicht
nur dazu, die Rotordüse an die Zufuhrleitung für die Reinigungsflüssigkeit
anzuschließen, sondern dient gleichzeitig als Träger für das Feststellelement.
Der Aufbau der Rotordüse kann dadurch sehr einfach gehalten
werden. Außerdem zeichnet sich die Rotordüse gemäß der Erfindung
durch eine leichte Bedienbarkeit aus, da ein Benutzer, der die Rotordüse
in der Praxis meist über eine mit dem Anschlußorgan drehfest verbundene,
das Endstück der Zufuhrleitung bildende Stange hält, lediglich das
Düsengehäuse gegenüber dem Anschlußorgan axial zu bewegen braucht,
um zwischen einem Kegelstrahl- und einem Punkt- oder Geradstrahlbetrieb
zu wechseln.
Darüber hinaus können durch die Erfindung die radialen Abmessungen
der Rotordüse gering gehalten werden, da die radialen Abmessungen lediglich
durch das Düsengehäuse bestimmt werden. Folglich wird durch
die Erfindung ein kompakter und schlanker Gegenstand geschaffen, mit
dem auch bei beengten Platzverhältnissen und an schlecht zugänglichen
Stellen gearbeitet werden kann.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Beschreibung,
den Figuren und den Unteransprüchen beschrieben.
Ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich, wenn nach einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung das Feststellelement einstückig mit dem
Anschlußorgan ausgebildet ist. Hier ist mit dem Anschlußorgan lediglich
ein einziges Bauteil erforderlich, durch dessen axiale Bewegung relativ
zum Düsengehäuse direkt ein Verstellen des Feststellelements ermöglicht
wird.
Besonders vorteilhaft ist es nach einer weiteren Ausführung der Erfindung,
wenn das Anschlußorgan und das Düsengehäuse miteinander verschraubt
sind, so daß durch einfaches Verdrehen des Düsengehäuses gegenüber
dem Anschlußorgan die gewünschte Stellung des Feststellelements
erzielt werden kann.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfaßt das Anschlußorgan
einen fest mit dem Düsengehäuse verbundenen Träger, an dem das Feststellelement
axial beweglich gelagert und mit dem ein Anschlußring axial
verstellbar verbunden ist, wobei der Anschlußring mit dem Feststellelement
über wenigstens ein vorzugsweise stiftartig ausgebildetes Schiebeelement
zusammenwirkt.
Diese Ausführung hat den Vorteil, daß außer dem Anschlußring keine
weiteren Bauteile drehbar gelagert werden müssen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Schraubverbindung
zwischen dem Anschlußorgan und dem Düsengehäuse bzw. zwischen
dem Träger und dem Anschlußring eine große Gewindesteigung auf,
wodurch die erfindungsgemäße Rotordüse schnell und insbesondere mit
einer einzigen Handbewegung umgestellt werden kann.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die
Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1a
- einen Axialschnitt einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Rotordüse mit frei rotierbarem Rotor,
- Fig. 1b
- eine Ansicht entsprechend Fig. 1a mit festgestelltem Rotor,
- Fig. 2
- einen Axialschnitt einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Rotordüse, und
- Fig. 3
- einen Axialschnitt einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Rotordüse.
Die erfindungsgemäße Rotordüse gemäß Fig. 1a und 1b umfaßt ein näherungsweise
zylindrisches, sich im vorderen Bereich verjüngendes Düsengehäuse
10, das von einer Außenummantelung 13 umgeben ist, die insbesondere
aus einem elastischen Material besteht.
Im Bereich einer Auslaßöffnung 14 ist ein trichterförmiges, mit einer
schräg zur Längsachse 16 des Düsengehäuses 10 verlaufenden Innenfläche
ausgebildetes Napflager 22 für einen Rotor 18 angeordnet.
Anschlußseitig, d. h. am entgegengesetzten oder oberstromigen Ende der
Rotordüse, ist in das Düsengehäuse 10 ein auf einem Gewinde 40 laufendes
Anschlußorgan 26 eingeschraubt, das einstückig mit einem Feststellelement
28 für den Rotor 18 ausgebildet ist. Das Feststellelement 28 ist
trichterförmig ausgebildet und weist eine schräg zur Längsachse 16 des
Düsengehäuses 10 verlaufende Innenfläche und eine senkrecht zur
Längsachse 16 des Düsengehäuses 10 verlaufende Grundfläche auf.
Das Gewinde 40 der Schraubverbindung zwischen Düsengehäuse 10 und
Anschlußorgan 26 weist bevorzugt eine große Gewindesteigung derart auf,
daß mit einem kleinen Verdrehwinkel eine vergleichsweise große axiale
Relativbewegung zwischen Düsengehäuse 10 und Anschlußorgan 26 erzielt
wird.
Ein im Anschlußorgan 26 ausgebildeter, etwa zylindrischer Einlaßraum
11 kommuniziert mit wenigstens einer radialen Bohrung 74, durch die im
Betrieb Flüssigkeit, insbesondere Wasser, in radialer Richtung in den Rotationsraum
einströmt, der vom Düsengehäuse 10, dem Napflager 22 und
dem Feststellelement 28 begrenzt ist.
Außerhalb des Düsengehäuses 10 ist das Anschlußorgan 26 mit einem
Ringaufsatz 36 versehen, der an einer Schulter der Außenummantelung
13 sowie an der Stirnseite des Düsengehäuses 10 anliegt, wenn das Anschlußorgan
26 sich in seiner Stellung gemäß Fig. 1b befindet.
O-Ringe 66, 68 dichten den Rotationsraum bezüglich des Napflagers 22
bzw. des Anschlußorgans 26 nach außen ab.
Der Rotor 18 umfaßt eine zylindrische Außenhülse 30, in der ein Innenkörper
32 angeordnet ist, in welchem ein die Längsachse 44 des Rotors 18
definierender Durchströmungskanal 56 ausgebildet ist, der eine Einschnürung
54 aufweist und an den sich eine Düse 20 anschließt, die sich
am Napflager 22 abstützt.
Im Bereich einer Zuströmöffnung 24 des Rotors 18 ist der Durchströmungskanal
56 als Doppelgleichrichter ausgebildet, der einen eine kürzere
Gleichrichterstrecke 46 bildenden Vorgleichrichter und einen eine längere
Gleichrichterstrecke 48 bildenden Hauptgleichrichter umfaßt, zwischen
denen eine kürzer als die Gleichrichterstrecken 46, 48 bemessene,
vorzugsweise etwa zwischen 2 und 4 mm lange Beruhigungsstrecke 52
vorgesehen ist, deren Querschnittsfläche größer als die jeder Gleichrichterstrecke
46, 48 ist. Im Bereich der Gleichrichterstrecken 46, 48 ist
die den Durchströmungskanal 56 begrenzende Innenwand des Innenkörpers
32 mit Längsrippen 50 versehen.
An seinem dem Feststellelement 28 zugewandten Ende ist der Rotor 18
mit einem Wälzkörper 60 versehen, mit dem sich der Rotor 18 in der
Stellung gemäß Fig. 1a an der Innenwand des Düsengehäuses 10 abwälzt.
In dem Wälzkörper 60 sind Strömungskanäle ausgebildet, die sich oberstromig
zunächst etwa unter dem gleichen Winkel zur Längsachse 44 des
Rotors 18 wie die Schrägfläche des Feststellelements 28 zur Längsachse
16 des Düsengehäuses 10 erstrecken. Anschließend gehen die Strömungskanäle
in einen sich etwa parallel zur Längsachse 44 des Rotors 18
erstreckenden unterstromigen Bereich über. In diesem Bereich weist der
Wälzkörper 60 infolge der Ausbildung der Strömungskanäle Flügel 58 auf,
die in Umfangsrichtung des Rotors 18 verteilt angeordnet sind und etwa
senkrecht von der Außenhülse 30 abstehen. Vorzugsweise sind die Strömungskanäle
als in den Wälzkörper 60 gefräste Nuten ausgebildet.
An ihrem dem Napflager 22 zugewandten Ende weist die Außenhülse 30
des Rotors 18 zwei vorstehende Haltearme 62 auf Die Enden der Haltearme
62 greifen in Ausnehmungen 64 ein, die im Napflager 22 ausgebildet
sind.
Im Betrieb der erfindungsgemäßen Rotordüse entstehen aufgrund des
durch die Bohrung 74 in radialer Richtung strömenden Wassers im Rotationsraum
Wasserwirbel, die mit den Flügeln 58 des Rotors 18 zusammenwirken
und in der Stellung gemäß Fig. 1a den Rotor in Rotation versetzen.
Das Anschlußorgan 26 ist so weit aus dem Düsengehäuse 10 herausgeschraubt,
daß sich der Rotor 18 dabei mit seinem Wälzkörper 60 an
der Innenwand des Düsengehäuses 10 abwälzt.
Das Wasser strömt über die Zuströmöffnung 24 in den Durchströmungskanal
56 hinein, über den es in die Düse 20 gelangt und über die Auslaßöffnung
14 aus der Rotordüse in Form eines Kegelstrahls austritt.
Die Längsrippen 50 der beiden Gleichrichterstrecken 46, 48 und die dazwischen
angeordnete Beruhigungsstrecke 52 sorgen dafür, daß das in
den Rotor 18 einströmende Wasser beruhigt, d.h. die Drehbewegung des
Wassers reduziert wird.
Die Einschnürung 54 im Durchströmungskanal 56 des Rotors 18 stellt
sicher, daß der Rotor 18 durch das einströmende Wasser an das Napflager
22 gedrückt wird.
Die Haltearme 62 des Rotors 18, welche gabelartig in die seitlich des Napflagers
22 ausgebildeten Ausnehmungen 64 eingreifen, verhindern eine
Rotation des Rotors 18 um seine eigene Längsachse 44.
Um von dem Kegelstrahlbetrieb gemäß Fig. 1a in einen Punkt- oder Geradstrahlbetrieb
zu wechseln, wird das Anschlußorgan 26 relativ zum Düsengehäuse
10 verdreht, wodurch der rotierende Rotor 18 vom trichterförmigen
Feststellelement 28 eingefangen und in der Endstellung des Anschlußorgans
26 gemäß Fig. 1b zentrierend festgehalten wird.
Eine bei Annäherung des Feststellelements 28 an den Rotor 18 auftretende
Saugwirkung, welche den Rotor 18 aus dem Napflager 22 zu ziehen
sucht, wird durch die im Wälzkörper 60 des Rotors 18 ausgebildeten
Strömungskanäle verhindert.
In der Praxis ist das Anschlußorgan 26 meist drehfest mit einer das Endstück
der Zufuhrleitung bildenden Haltestange verbunden. Zum Umschalten
zwischen Kegel- und Geradstrahlbetrieb kann daher der Benutzer,
der mit einer Hand die Haltestange festhält, einfach mit seiner anderen
Hand das Düsengehäuse verdrehen. Aufgrund der bevorzugten großen
Gewindesteigung ist dies mit nur einer einzigen Handbewegung und ohne
Umgreifen möglich.
In der Ausführungsform gemäß den Fig. 1a und 1b ist die Rotordüse derart
ausgelegt, daß in der Stellung gemäß Fig. 1b der Rotor 18 noch geringfügig
aus einer Nullage, in der seine Längsachse 44 parallel zur
Längsachse 16 des Düsengehäuses 10 verläuft, ausgelenkt werden kann,
und zwar vorzugsweise bis zu einem Neigungswinkel von maximal etwa 5°
zur Längsachse 16 des Düsengehäuses 10.
Es ist aber auch möglich, die Rotordüse derart auszubilden, daß das Anschlußorgan
26 weiter in das Düsengehäuse 10 hineingeschraubt und der
Rotor 18 in einer Nullage zentriert werden kann.
Die im folgenden erläuterten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Rotordüse gemäß Fig. 2 und Fig. 3 entsprechen hinsichtlich Aufbau,
Funktionsweise und vorteilhafter Wirkungen dem vorstehend anhand der
Fig. 1a und 1b beschriebenen Ausführungsbeispiel mit Ausnahme der im
folgenden erläuterten Abweichungen.
Gemäß Fig. 2 umfaßt das Anschlußorgan 26' einen Träger 76, der fest mit
dem Düsengehäuse 10' verbunden ist, sowie einen Anschlußring 78, der
auf einen aus dem Düsengehäuse 10' ragenden Abschnitt des Trägers 76
geschraubt ist und auf einem Gewinde 42 läuft. Entsprechend dem Gewinde
40 der ersten Ausführungsform (Fig. 1a und 1b) besitzt auch das
Gewinde 42 vorzugsweise eine große Gewindesteigung, so daß mit kleinen
Drehwinkeln ein großer axialer Verstellweg des Feststellelements 28' erzielt
werden kann.
Ein zwischen dem Träger 76 und dem Düsengehäuse 10' angeordneter
O-Ring 70 dichtet den Rotationsraum der Rotordüse nach außen hin ab,
während ein O-Ring 71 für eine Abdichtung zwischen dem Anschlußring
78 und dem Träger 76 sorgt.
Der Träger 76 weist einen inneren topfförmigen Abschnitt 38 auf, der einen
Einlaßraum 11' begrenzt, welcher über eine radiale Bohrung 74' mit
dem Rotationsraum kommuniziert.
Das Feststellelement 28' ist mittels zweier stiftartiger anschlußseitiger
Fortsätze 34 axial beweglich gelagert, und zwar zwischen einer der Innenwand
des Düsengehäuses 10' zugewandten Wand des Trägers 76 und der
Außenwand des topfförmigen Abschnitts 38 des Trägers 76. Die Fortsätze
34 des Feststellelements 28' können auch als separate Schiebestifte ausgebildet
sein.
Die Fortsätze 34 des Feststellelements 28' wirken über stiftartige Schiebeelemente
80, die bevorzugt aus Metall bestehen, mit dem Anschlußring
78 des Anschlußorgans 26' derart zusammen, daß durch Verdrehen von
Düsengehäuse 10' und Anschlußring 78 die Schiebeelemente 80 nach
vorne geschoben werden, wodurch das Feststellelement 28' in Richtung
des Napflagers 22' verschoben wird und in seiner Endstellung den Rotor
18' zentrierend festhält.
Wenn der Anschlußring 78 für einen Kegelstrahlbetrieb wieder in die
Stellung gemäß Fig. 2 zurückgedreht wird, sorgen der Wasserdruck im
Rotationsraum sowie der durch Wasserwirbel in Rotation versetzte und
zur Innenwand des Düsengehäuses 10' strebende Rotor 18' dafür, daß das
Feststellelement 28' - und über dessen Fortsätze 34 somit auch die Schiebeelemente
80 - zurück in ihre in Fig. 2 gezeigte Stellung geschoben werden.
In dieser Stellung liegen am Feststellelement 28' ausgebildete Schultern
an der auf den Rotor 18' weisenden Stirnseite des Trägers 76 an.
Während des Betriebs der Rotordüse gemäß Fig. 2 strömt das Wasser
über den Einlaßraum 11' und die Bohrung 74' in radialer Richtung zu einem
Zwischenraum 39 zwischen der Außenwand des Feststellelements 28'
und der Innenwand des Düsengehäuses 10' und von dort in den Rotationsraum
und in den Rotor 18'.
Die Abdichtung im Bereich der Schiebeelemente 80 erfolgt durch O-Ringe
72, die um Fortsätze der Schiebeelemente 80 gelegt sind, welche in entsprechende
Ausnehmungen der Fortsätze 34 des Feststellelements 28'
passen.
Der Rotor 18' gemäß Fig. 2 unterscheidet sich vom Rotor der Ausführungsform
gemäß Fig. 1a und 1b durch einen axial in Richtung des Feststellelements
28' verlängerten Wälzkörper 60'. Die Umfangsfläche des
Wälzkörpers 60', mit der sich der Rotor 18' im Kegelstrahlbetrieb gemäß
Fig. 2 an der Innenwand des Düsengehäuses 10' abwälzt, ist dadurch gegenüber
der entsprechenden Umfangsfläche des Wälzkörpers der Ausführungsform
gemäß Fig. 1a und 1b vergrößert.
In der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist das Feststellelement 28'' axial
feststehend an einem fest mit dem Düsengehäuse 10'' verbundenen Anschlußorgan
26'' ausgebildet.
Das Umschalten zwischen einem Kegelstrahlbetrieb gemäß Fig. 3 und einem
Geradstrahlbetrieb erfolgt hier durch axiales Verstellen des Napflagers
22'', das mit einem Stellorgan 82 gekoppelt ist, welches in die Auslaßöffnung
14'' des Düsengehäuses 10'' geschraubt ist.
Um vom Kegelstrahlbetrieb gemäß Fig. 3 in den Geradstrahlbetrieb zu
wechseln, wird das Stellorgan 82 in das Düsengehäuse 10'' hineingeschraubt,
wodurch das anschlußseitige Ende des Rotors 18'' vom Feststellelement
28'' eingefangen wird. Wenn das Stellorgan 82 wieder zurückgedreht
wird, sorgt der vom Wasserdruck an das Napflager 22'' gedrückte
Rotor 18'' dafür, daß das Napflager 22'' nach vorne gegen die ihm zugewandte
Stirnseite des Stellorgans 82 in die Stellung gemäß Fig. 3 geschoben
wird.
Auch das Gewinde 43 der Schraubverbindung zwischen Stellorgan 82 und
Düsengehäuse 10'' weist entsprechend den Gewinden 40, 42 der ersten
beiden beschriebenen Ausführungsformen bevorzugt eine große Gewindesteigung
auf.
Wie der Vergleich von Fig. 1a, Fig. 2 und Fig. 3 zeigt, ist in allen drei
Ausführungsformen die erfindungsgemäße Rotordüse derart ausgelegt,
daß während des Kegelstrahlbetriebs zwischen dem Feststellelement und
der dem Feststellelement zugewandten Stirnseite des Wälzkörpers nur ein
kleiner Zwischenraum verbleibt.
Bezugszeichenliste
- 10, 10', 10''
- Düsengehäuse
- 11, 11'
- Einlaßraum
- 12
- Einlaßöffnung
- 13
- Außenummantelung
- 14, 14''
- Auslaßöffnung
- 16
- Längsachse des Düsengehäuses
- 18, 18', 18''
- Rotor
- 20
- Düse
- 22, 22', 22''
- Napflager
- 24
- Zuströmöffnung
- 26, 26', 26''
- Anschlußorgan
- 28, 28', 28''
- Feststellelement
- 30
- Außenhülse
- 32
- Innenkörper
- 34
- Fortsätze
- 36
- Ringaufsatz
- 38
- topfförmiger Abschnitt
- 39
- Zwischenraum
- 40, 42, 43
- Gewinde
- 44
- Längsachse des Rotors
- 46, 48
- Gleichrichterstrecken
- 50
- Längsrippen
- 52
- Beruhigungsstrecke
- 54
- Einschnürung
- 56
- Durchströmungskanal
- 58
- Flügel
- 60, 60'
- Wälzkörper
- 62
- Haltearme
- 64
- Ausnehmungen
- 66,68,70,71,72
- O-Ringe
- 74, 74'
- Bohrung
- 76
- Träger
- 78
- Anschlußring
- 80
- Schiebeelemente
- 82
- Stellorgan