WO1991016989A1 - Rotordüse für ein hochdruckreinigungsgerät - Google Patents

Abstract

Um bei einer Rotordüse für ein Hochdruckreinigungsgerät mit einem Gehäuse (7), das in einer Stirnwand (8) mit einer pfannenförmigen, zentral durchbrochenen Vertiefung (10) versehen ist, mit einem eine Durchgangsbohrung (17) aufweisenden Düsenkörper (16), der sich mit einem kugelig ausgebildeten Ende in der pfannenförmigen Vertiefung (10) abstützt, sich in Längsrichtung über einen Teil des Gehäuses (7) erstreckt und einen Aussendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der Innendurchmesser des Gehäuses (7), und mit einem tangential in das Gehäuse (7) einmündenden Einlass (12) für eine Flüssigkeit, durch den die Flüssigkeit im Gehäuse (7) die Längsachse in Rotation versetzbar ist, so dass der Düsenkörper (16) zusammen mit der rotierenden Flüssigkeit umläuft und sich dabei mit einer Anlagefläche an seinem Umfang an die Innenwand (15) des Gehäuses anlegt, wobei die Längsachse des Düsenkörpers (16) gegenüber der Längsachse des Gehäuses (7) geneigt ist, die unerwünschte Drehung des Düsenkörpers (16) um die eigene Längsachse herabzusetzen, wird vorgeschlagen, dass die Anlagefläche des Düsenkörpers aus einem Material besteht, dessen Reibungskoeffizient gegenüber dem Material der Gehäuseinnenwand > 0,25 ist.

Description

ROTORDÜSE FÜR EIN HOCHDRUCKREINIGUNGSGERAT

Die Erfindung betrifft eine Rotordüse für ein Hochdruck¬ reinigungsgerät mit einem zylindrischen Gehäuse, das in einer Stirnwand eine pfannenförmige, zentral durchbrochene Vertiefung aufweist, mit einem mit einer Durchgangsbohrung versehenen Düsenkörper, der sich mit einem kugelig ausge¬ bildeten Ende in der pfannenförmigen Vertiefung abstützt, sich in Längsrichtung über einen Teil des Gehäuses er¬ streckt und einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der Innendurchmesser des Gehäuses, und mit einem tangential in das Gehäuse einmündenden Einlaß für eine Flüssigkeit, durch den die Flüssigkeit im Gehäuse um die Längsachse in Rotation versetzbar ist, so daß der Düsen¬ körper zusammen mit der rotierenden Flüssigkeit umläuft und sich dabei mit einer Anlagefläche an seinem Umfang an die Innenwand des Gehäuses anlegt, wobei die Längsachse des Dü.senkörpers gegenüber der Längsachse des Gehäuses ge¬ neigt ist. Bei Hochdruckreinigungsgeräten und anderen Sprühgeräten, die einen auf einer sich in Strahlrichtung öffnenden Ke¬ gelfläche umlaufenden Strahl erzeugen, sind verschiedene Antriebsmöglichkeiten bekannt, um in der Rotordüse einen solchen bewegten Strahl zu erzielen.

Eine mechanisch relativ aufwendige Methode sieht vor, in einem Gehäuse einen Rotor um die Längsachse des Gehäuses drehbar zu lagern, der mittels des in das Gehäuse eintre¬ tenden Flüssigkeitsstrahles angetrieben wird. Über ein Ge¬ triebe, beispielsweise ein Zahnradgetriebe, wird ein im Gehäuse ebenfalls um die Längsachse des Gehäuses drehba¬ rer, schräg zur Längsachse angeordneter Düsenkörper ange¬ trieben (EP-A2-153129 ) . Die Verwendung eines Zahnradge¬ triebes führt zu erheblichem konstruktivem Aufwand, außer¬ dem besteht hier die Gefahr, daß beim fortlaufenden Ge¬ brauch durch Abnützung der ineinandergreifenden Getriebe¬ teile nur eine kurze Lebensdauer erreicht werden kann.

Es ist auch bekannt, das Getriebe bei einer solchen Kon¬ struktion prinzipiell dadurch zu vermeiden, daß der Rotor selbst einen schräg verlaufenden Düsenkanal trägt (DE-PS 34 19 964). Auch diese Konstruktion benötigt eine beidsei- tige Lagerung des Rotors, die störanfällig sein kann; aus- serdem können sich ausgangsseitig Dichtungsprobleme erge¬ ben, insbesondere bei der Verwendung in Hochdruckreini¬ gungsgeräten.

Aus diesem Grunde sind bei weiteren bekannten Rotordüsen pfannengelagerte Druckstelzen verwendet worden, die durch einen im Gehäuse um die Längsachse desselben gelagerten Rotor angetrieben werden (DE-PS 36 23 368). Bei dieser Konstruktion sind Dichtungsprobleme in Auslaßbereich ver¬ mieden, es ergibt sich jedoch trotzdem ein relativ großer Aufwand, da neben dem pfannenförmig gelagerten Düsenkörper zusätzlich ein drehbarer Rotor vorgesehen sein muß.

Bei einer aus dem deutschen GM 89 09 876 bekannten Kon¬ struktion wird ein um die Längsachse des Gehäuses drehbar gelagerter Rotor dadurch vermieden, daß an den Düsenkörper selbst Rotorschaufeln angeformt werden, auf die ein zen¬ tral axial in das Gehäuse einmündender Flüssigkeitsstrahl auftrifft. Der Düsenkörper wälzt sich unter dem Einfluß dieses zentralen Strahls an der Innenfläche des Gehäuses ab, vorzugsweise kämmt dabei der mit einem Zahnkranz ver¬ sehene Außenumfang des Düsenkörpers mit einem Zahnkranz an der Innenwand des Gehäuses. Auch diese Konstruktion ist durch die Notwendigkeit der Rotorschaufeln und der Zahn¬ kränze relativ aufwendig.

Eine konstruktiv einfache und trotzdem funktionsgerechte Rotordüse ist aus der DE-OS 31 50 879 bekannt. Bei dieser Konstruktion ist in dem Gehäuse ein pfannengestützter Dü¬ senkörper vorgesehen, der dadurch in einen Umlauf auf ei¬ nem Kegelmantel versetzt wird, daß er von einer im Gehäu¬ seinneren um die Längsachse rotierenden Flüssigkeitssäule mitgenommen wird. Die Flüssigkeitssäule wird durch den tangentialen Einlaß der Flüssigkeit in das Gehäuseinnere zu einer Drehung um die Längsachse angeregt. Bei dieser Konstruktion ergeben sich jedoch dann Schwierigkeiten, wenn diese Rotordüse mit Flüssigkeit unter hohem Druck be¬ schickt werden soll. Die um die Längsachse rotierende Flüssigkeitssäule wirkt nämlich insbesondere im vorderen Bereich des Düsenkörpers, in dem dieser in der zentralen, pfannenförmigen Vertiefung gelagert ist, als Drehantrieb für den Düsenkörper, so daß dieser in eine starke Eigenro¬ tation um seine eigene Längsachse versetzt wird. Diese Ei¬ genrotation um die Längsachse überlagert sich mit der Be¬ wegung des Düsenkörpers auf dem Kegelmantel, und diese Ei¬ genrotation führt dazu, daß auch der aus dem Düsenkörper austretende Strahl um seine Längsachse in Rotation ge¬ langt. Sobald die entsprechend in Umfangsrichtung be¬ schleunigten Flüssigkeitsteilchen den Düsenkörper verlas¬ sen, fächert daher der Strahl sehr stark auf, so daß die Reinigungswirkung bereits in kurzem Abstand vom Düsenkör¬ per nachläßt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Rotordü¬ se derart auszubilden, daß diese unerwünschte Eigenrota¬ tion des Düsenkörpers verringert wird, so daß dadurch die Kompaktheit des abgegebenen Strahl erhöht werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Rotordüse der eingangs be¬ schriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anlagefläche des Düsenkörpers aus einem Material besteht, dessen Reibungskoeffizient gegenüber dem Material der Ge¬ häuseinnenwand > 0,25 ist, insbesondere > 0,5.

Die erhöhte Reibung zwischen Düsenkörper und Gehäuseinnen¬ wand im Bereich der Anlagefläche führt dazu, daß der Du- senkörper zumindest teilweise an der Innenwand abgewälzt wird. Diese Abwälzbewegung führt zu einer Drehung des Dü¬ senkörpers um die eigene Achse, wobei jedoch die Drehrich¬ tung der Drehrichtung entgegengesetzt ist, die die rotie¬ rende Flüssigkeitssäule im Gehäuseinneren dem Düsenkörper aufzwingt. Durch die- erhöhte Reibung gelingt es daher, der aufgezwängten Eigendrehung durch die rotierende Flüssig¬ keitssäule entgegenzuwirken und auf diese Weise die uner¬ wünschte Eigendrehung des Düsenkörpers weitgehend zu ver¬ meiden.

Der Düsenkörper kann insgesamt aus einem entsprechenden Material gefertigt werden, beispielsweise einem elastome- ren Kunststoff.

Bevorzugt wird jedoch, den Düsenkörper im Bereich der An¬ lagefläche mit einem Material zu beschichten, dessen Rei¬ bungskoeffizient gegenüber dem Material der Gehäuseinnen¬ wand > 0,25 und insbesondere > 0,5 ist; eine entsprechende Beschichtung kann natürlich auch die Innenwand des Gehäu¬ ses tragen.

Dabei kann diese Beschichtung die Form eines O-Ringes ha¬ ben, der in eine Umfangsnut des Düsenkörpers oder eine U - fangsnut des Gehäuses eingelegt ist und aus einem Elasto¬ mermaterial besteht, das die geforderten Reibungswerte aufweist. Diese Lösung hat zusätzlich den Vorteil, daß bei einer Abnützung des Anlageflächenbereiches der die Anla¬ gefläche bildende^' O-Ring leicht ausgetauscht werden kann. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß im Bereich der pfannenförmigen Vertiefung radial von der Gehäuseinnenwand vorstehende Bremselemente angeordnet sind, die vorzugsweise Wände sind, die in Radialebenen des Gehäuses angeordnet sind und den Bewegungsbereich des Dü¬ senkörpers umgeben. Derartige Bremselemente wirken der Ro¬ tationsbewegung der Flüssigkeit um die Längsachse des Ge¬ häuses im auslaßnahen Bereich entgegen, und gerade in die¬ sem Bereich führt die Rotation der Flüssigkeitssäule zu der unerwünschten Eigenrotation des Düsenkörpers. Diese Bremselemente wirken also auch in der Weise, daß die uner- wünschte Anregung einer Eigenrotation des Düsenkörpers verringert wird. Diese Maßnahme ist besonders vorteilhaft in Kombination mit der Erhöhung des Reibungskoeffizienten im Anlagebereich, da beide Effekte in derselben Richtung wirken, jedoch können diese Bremselemente die genannte Wirkung auch für sich entfalten, also ohne Erhöhung der Reibung im Anlagebereich.

Sehr vorteilhaft ist es, wenn der Einlaß an dem der pfan¬ nenförmigen Vertiefung des Gehäuses abgewandten Seite in einem Bereich des Gehäuses angeordnet ist, in den der von der pfannenförmigen Vertiefung abgestützte Düsenkörper nicht hineinreicht. Wenn ein Einlaß in einem Bereich in das Gehäuse einmündet, in dem sich der Düsenkörper befin¬ det, kann auch diese eintretende Strömung die Eigendrehung des Düsenkörpers verstärken. Dadurch, daß man den Einlaß der Flüssigkeit und den Düsenkörper räumlich voneinander trennt, wird diese unerwünschte Anregung der Eigenrotation des Düsenkörpers weitgehend vermieden. Dabei kann der tan- gentiale Einlaß sowohl im Mantel als auch im Boden des Ge¬ häuses angeordnet sein, wesentlich ist in diesem Zusammen¬ hang, daß die eintretende Flüssigkeit nicht tangential auf die Seitenwand des Düsenkörpers unmittelbar auf rifft.

Vorzugsweise ist die Länge des Düsenkörpers > 3/4 der Ge¬ häuselänge; bei kürzeren Düsenkörpern besteht die Gefahr, daß die Düsenkörper in Schwingungen geraten und einen un¬ ruhigen, aufgefächerten Strahl erzeugen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß die der pfannenförmigen Vertiefung gegenüberliegende Stirnwand des Gehäuses einen zentralen, in das Gehäusein¬ nere hineinragenden Vorsprung trägt, der im Gehäuseinneren einen Ringraum ausbildet, in den das dem kugeligen Ende abgewandte Ende des Düsenkörpers eintaucht, wenn er sich mit seinem kugeligen Ende in der pfannenförmigen Vertie¬ fung abstützt. Ein solcher Ringraum, in den der tangentia- le Einlaß einmündet, erzeugt eine Drehung der Flüssig¬ keitssäule im Gehäuseinneren, wobei sich die Flüssigkeits¬ teilchen bevorzugt im wandnahen Bereich aufhalten. Dadurch wird am auslaßseitigen Ende, an dem der Düsenkörper zen¬ tral gelagert ist, die Wahrscheinlichkeit einer Übertra¬ gung einer Eigenrotation geringer. Außerdem ergibt sich durch diese Anordnung des Vorsprunges eine Vororientierung des Düsenkörpers bereits vor Beginn einer Flüssigkeits¬ strömung, so daß beim Einschalten der Flüssigkeitsströmung der Düsenkörper bereits eine Schräglage einnimmt und da¬ durch sicher gegen die Innenwand des Gehäuses gedrückt wird, sobald die Flüssigkeit das Gehäuse durchströmt. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Düsenkörper an dem in den Ringraum eintauchenden Ende einen geringeren Außen¬ durchmesser aufweist als am übrigen Teil seiner Baulänge, beispielsweise kann der Düsenkörper nur einen zentralen Verlängerungsstift an seinem dem kugeligen Ende gegenüber¬ liegenden Ende tragen, der in den Ringraum hineinragt.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel mündet ein zweiter Einlaß für Flüssigkeit parallel zur Längsachse in das Gehäuse ein, und es ist ein Verteiler vorgesehen, der die Flüssigkeit wahlweise dem einen oder dem anderen Einlaß oder beiden Einlassen gleichzeitig zuführt. Beim Eintritt durch den tangentialen Einlaß ergibt sich ein Um¬ lauf des Düsenkörpers auf dem Kegelmantel, beim Einlaß durch den axialen Einlaß dagegen nicht. Durch entsprechen¬ de Aufteilung kann auf diese Weise die Drehzahl variiert werden, mit welcher der Düsenkörper auf dem Kegelmantel umläuft.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß neben dem Gehäuse ein weiterer Düsenkörper stationär angeordnet ist, der mit einer Flüssigkeitszufuhr in Verbindung steht, die auch zu dem Einlaß oder den Ein¬ lassen des Gehäuses führt, und daß eine Umschaltung den Strömungsweg zu dem stationären Düsenkörper wahlweise freigibt oder verschließt. Auf diese Weise kann der Benut¬ zer wählen, ob er einen umlaufenden Strahl oder einen sta¬ tionären Strahl erzeugen will. Besonders vorteilhaft ist es, wenn im Inneren des Gehäuses verstellbare Stützflächen vorgesehen sind, an denen der Düsenkörper mit seiner Anlagefläche anliegt, und wenn der Neigungswinkel der Längsachse des Düsenkörpers gegenüber der Längsachse des Gehäuses bei unterschiedlichen Positio¬ nen der Stützflächen verschieden ist. Allein durch Ver¬ schieben der Stützflächen ist es daher möglich, den Öff¬ nungswinkel des umlaufenden Punkstrahles zu variieren.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsfor¬ men der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Figur 1: eine Längsschnittansicht einer Rotordüse mit auf einem Kegelmantel umlaufendem Dü¬ senkörper;

Figur 2: eine Längsschnittansicht eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Rotordüse mit zusätzlicher Umschaltung auf einen stationären Düsenkörper;

Figur 3: eine Längsschnittansicht eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Rotordüse mit Drehzahlvariation des Dü¬ senkörpers und

Figur 4: eine Längsschnittansicht eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Rotordüse mit einer Öffnungswinkelver¬ stellung des Düsenkörpers. Die in Figur 1 dargestellte Rotordüse 1 ist auf das Strahlrohr 2 eines in der Zeichnung nicht dargestellten Hochdruckreinigers aufgeschraubt; dieses Strahlrohr kann mittels einer flexiblen Hochdruckleitung mit dem drucksei¬ tigen Ausgang einer Hochdruckpumpe verbunden werden und führt dann unter hohem Druck, beispielsweise unter 100 bar, eine gegebenenfalls mit Chemikalien versetzte Reini- gungsflüssigkeit zu.

Auf das Ende des Strahlrohres 2 ist ein haubenförmiges Bo¬ denteil 3 aufgeschraubt, welches einen sich stufenförmig verengenden Innenraum 4 aufweist, in dessen Endteil das Strahlrohr 2 einmündet.

Das Bodenteil 3 bildet den Boden 5 eines zylindrischen In¬ nenraumes 6 eines auf das Bodenteil 3 aufgeschraubten Ge¬ häuses 7, dessen Innenraum 6 sich zu der dem Boden 5 ge¬ genüberliegenden Stirnwand 8 hin konisch verengt. In der Stirnwand 8 befindet sich eine zentrale Durchbrechung 9, die umgeben wird von einer pfannenförmigen Vertiefung 10, das heißt einer die Durchbrechung 9 auf der Innenseite des Gehäuses 7 ringförmig umgebenden Schulter mit im Quer¬ schnitt kreisbogenförmigem Querschnitt.

Das Gehäuse 7 wird überfangen von einer nach vorne offenen Haube 11, die sich zum freien Ende des Gehäuses 7 hin so¬ weit erstreckt, daß sie über die Stirnwand 8 hervorsteht. Aus dem tiefsten Teil des Innenraumes 4 treten in radialer Richtung Kanäle 12 in das Bodenteil 3 ein, die mit einer tangential in Umfangsrichtung verlaufenden Komponente in den Innenraum 6 führen. Sie gelangen dort in einen dem Bo¬ den 5 benachbarten Ringraum 13, der zwischen einem zentra¬ len, in den Innenraum 6 hineinragenden Vorsprung 14 und der Innenwand 15 des Innenraumes 6 ausgebildet ist.

Im Inneren des Innenraumes ist ein im wesentlichen rohr- förmiger Düsenkörper 16 mit einer in Längsrichtung verlau¬ fenden Durchgangsöffnung 17 angeordnet, der an seinem der Stirnwand 8 zugewandten Ende kugelig ausgebildet ist. Die¬ ses kugelige Ende 18 taucht in die pfannenförmige Vertie¬ fung 10 ein und wird in dieser abgestützt. An seinem ge¬ genüberliegenden Ende trägt der Düsenkörper 16 eine zen¬ trale, stiftförmige Verlängerung 19, die in den Ringraum 13 eintaucht. An der Außenwand 20 des Düsenkörpers 16 ist an dem dem pfannenförmigen Ende 18 gegenüberliegenden Ende 21 in einer aus der Zeichnung nicht deutlich ersichtbaren Umfangsnut ein O-Ring 22 aus elastomerem Material einge¬ legt, der sich bei entsprechender Schrägstellung des Dü¬ senkörpers an die Innenwand 15 des Innenraumes 6 anlegt. Der O-Ring besteht aus einem Elastomermaterial, dessen Reibungskoeffizient gegenüber dem Material der Innenwand 15 relativ groß ist, beispielsweise > 0,25 und insbesonde¬ re > 0,5.

Im Betrieb wird Flüssigkeit unter hohem Druck über das Strahlrohr 2 in den Innenraum 4 eingeführt und gelangt von dort über die Kanäle 12 in den Innenraum 6. Dabei tritt die Flüssigkeit durch die entsprechende Führung der Kanäle 12 tangential zur Umfangsrichtung in den Innenraum 6 ein, so daß innerhalb des Innenraumes 6 eine um die Längsachse rotierende Flüssigkeitssäule ausgebildet wird. Diese Flüs¬ sigkeitssäule nimmt bei ihrer Rotation um die Längsachse auch den Düsenkörper 16 mit, der auf diese Weise längs ei¬ nes Kegelmantels umläuft, wobei der Öffnungswinkel durch die Anlage^' des O-Ringes 22 an der Innenwand 15 des Innen¬ raumes 6 bestimmt wird.

In dem der Vertiefung 10 naheliegenden Bereich versucht die um die Längsachse des Gehäuses 7 rotierende Flüssig- keitssäule dem Düsenkörper 16 eine gleichsinnige Drehung aufzuzwingen, im Bereich des O-Ringes 22 erfährt jedoch der Düsenkörper durch die abwälzende Bewegung an der In¬ nenwand 15 des Innenraumes 6 ein entgegengesetztes An¬ triebsmoment, wobei sich die beiden entgegengesetzten Ten¬ denzen weitgehend aufheben. Dies führt dazu, daß der Dü¬ senkörper 16 bei seiner Kegelmantelumlaufbewegung um seine eigene Achse nur eine sehr geringe Drehung ausführt, so daß durch die Durchgangsöffnung 17 hindurchtretende Flüs¬ sigkeit im wesentlichen eine Beschleunigung in Längsrich¬ tung des Düsenkörpers 16 erfährt, nicht jedoch eine Dreh¬ beschleunigung um die Längsachse des Düsenkörpers 16. Der austretende Flüssigkeitsstrahl bleibt somit über eine größere Strecke kompakt und fächert nicht infolge einer hohen Eigenrotation auf.

Das in Figur 2 dargestellte Ausführungsbeispiel ist ähn¬ lich dem der Figur 1 ausgebildet, einander entsprechende Teile tragen daher dieselben Bezugszeichen. Zusätzlich trägt die Rotordüse der Figur 2 eingeformt in die Haube 11 einen stationären Düsenkörper 25, der seit¬ lich versetzt gegenüber dem Gehäuse 7 an der Haube 11 ge¬ halten ist. Im Strahlrohr 2 befindet sich eine radiale Bohrung 28, die zwischen zwei in das Strahlrohr 2 einge¬ legten Umfangsdichtungen 29 und 30 aus dem Strahlrohr 2 austritt. Eine dritte Umfangsdichtung 31 ist stromaufwärts der beiden Umfangsdichtungen 29 und 30 angeordnet.

Die Haube 11 kann im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 gegen¬ über dem Gehäuse 7 in axialer Richtung verschoben werden, so daß eine in der Haube 11 angeordnete, in radialer Rich¬ tung verlaufende Verbindungsleitung 26, die über eine axiale Verbindungsleitung 27 zu dem stationären Düsenkör¬ per 25 führt, wahlweise zwischen den Umfangsdichtungen 29 und 30 oder zwischen den Umfangsdichtungen 30 und 31 ange¬ ordnet werden kann. Im ersten Falle ergibt sich eine Ver¬ bindung mit der radialen Bohrung 28, so daß über diese ra¬ diale Bohrung 28 sowie die beiden Verbindungsleitungen 26 und 27 ein Strömungsweg zum stationären Düsenkörper 25 hergestellt wird. Im anderen Falle endet die Verbindungs¬ leitung 26 stumpf auf dem Außemantel des Strahlrohres 2, die Bohrung 28 hingegen wird durch die beiden benachbarten Umfangsdichtungen 29 und 30 gegenüber der sie überdecken¬ den Haube 11 abgedichtet.

Um die Haube 11 in der Position festzulegen, in der die Verbindungsleitung 26 mit der Bohrung 28 ausgerichtet ist. befindet sich in der Haube 11 zusätzlich eine federbela¬ stete Rastkugel 32, die in eine Öffnung 33 im Strahlrohr 2 eintauchen kann und somit eine Verschiebung der Haube 11 gegenüber dem Gehäuse 7 nur unter Überschreiten einer be¬ stimmten Kraft ermöglicht.

Der Benutzer hat bei diesem Ausführungsbeispiel die Mög¬ lichkeit, zwischen der Abgabe eines rotierenden, auf einem Kegelmantel umlaufenden Punktstrahles und der Abgabe eines stationären Strahles zu wählen, indem er die Haube 11 ge¬ genüber dem Gehäuse 7 verschiebt. Befinden sich die Ver- bindungsleitung 26 und die radiale Bohrung 28 in Ausrich¬ tung zueinander, gelangt der allergrößte Teil der Flüssig¬ keit ausschließlich zum Düsenkörper 25, da der Strömungs¬ widerstand durch den Innenraum 6 wesentlich größer ist, als der beim Durchgang durch den stationären Düsenkörper 25. Ist die Bohrung 28 hingegen verschlossen, tritt die gesamte Flüssigkeitsmenge in der anhand des Ausführungs¬ beispiels der Figur 1 beschriebenen Weise durch den Innen¬ raum 6 hindurch und erzeugt dort einen auf einem Kegelman¬ tel umlaufenden, kompakten Punktstrahl.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 ist der Innenraum 6 über seine gesamte Länge zylindrisch ausgebildet, im strömungsabwärts gelegenen Bereich trägt der Innenraum zu¬ sätzlich in Radialebenen angeordnete Wände 35, die mit ih¬ rer Innenkante 36 in Strömungsrichtung schräg nach innen laufen. Diese Wände 35 bilden eine Wirbelbremse für die im Innenraum um die Längsachse rotierende Flüssigkeitssäule, das heißt sie bremsen die Rotationsbewegung der Flüssig- keitssäule in diesem austrittsnahen Bereich ab. Dies führt dazu, daß in diesem Bereich weniger Eigenrotation auf den Düsenkörper 16 übertragen wird, das heißt die Tendenz zu einer unerwünschten Eigenrotation des Düsenkörpers um sei¬ ne Längsachse wird durch diese Maßnahme herabgesetzt. Die¬ se Maßnahme ist besonders vorteilhaft in Kombination mit der durch die Abwälzbewegung des Düsenkörpers erzeugten, der unerwünschten Eigendrehung entgegenwirkenden Antriebs¬ kraft, die durch den erhöhten Reibungswert des Anlagemate¬ rials begünstigt wird, jedoch kann bei allen Ausführungs¬ beispielen auch diese Maßnahme allein eingesetzt werden, um die unerwünschte Eigendrehung des Düsenkörpers 16 um seine Längsachse zu unterdrücken.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden in radialen Ebenen verlaufende Wände als Wirbelbremse eingesetzt, es könnten auch andere in den Innenraum ragende Vorsprünge dafür verwendet werden, so daß im austrittsnahen Bereich des Innenraumes dieser abwechselnd einen großen und einen kleinen Innendurchmesser aufweist. Wesentlich ist, daß die Rotation der Flüssigkeitssäule im Innenraum nur im aus¬ trittsnahen Bereich herabgesetzt wird, da diese Rotation im austrittsfernen Bereich notwendig ist, um den Düsenkör¬ per mitzunehmen und auf der Kegelmantelfläche umlaufen zu lassen.

Das in Figur 3 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht wieder weitgehend dem der Figur 1, entsprechende Teile tragen daher auch hier dieselben Bezugszeichen. Das Aus¬ führungsbeispiel der Figur 3 unterscheidet sich von dem der Figur 1 im wesentlichen dadurch, daß aus'dem Innenraum 4 des Bodenteiles 3 sowohl solche Kanäle 42 austreten, die in Umfangsrichtung tangential in den Innenraum 6 einmün¬ den, als auch solche Kanäle 43, die in axialer Richtung in den Innenraum 6 einmünden. Die Kanäle 42 treten dabei im äußeren Umfangsbereich des Innenraumes 4 aus diesem aus, und zwar stromaufwärts einer Stufe 44, die den stromauf¬ wärts gelegenen Teil des Innenraumes 4 mit größerem Durch¬ messer von dem stromabwärts gelegenen Teil 45 mit geringe¬ rem Durchmesser trennt. Aus diesem Teil 45 tritt der axial in den Innenraum 6 eintretende Kanal 43 aus.

Das Strahlrohr 2 ist bei diesem Ausführungsbeispiel stirn¬ seitig verschlossen und weist dort einen zentralen Vor¬ sprung 46 auf, der dichtend an die Stufe 44 angelegt ist, so daß der Vorsprung 46 den stromabwärts gelegenen Teil 45 des Innenraumes 4 vom übrigen Innenraum abtrennt.

Der Innenraum des Strahlrohres 2 steht über schräg nach außen geführte Bohrungen 47 mit dem stromaufwärts der Stu¬ fe 44 angeordneten Teil des Innenraumes 4 in Verbindung. In dieser Position des Strahlrohres 2 gelangt die über das Strahlrohr 2 herbeigeführte Flüssigkeit über die in Um¬ fangsrichtung in den Innenraum 6 einmündenden Kanäle 42 in denselben, so daß in der beschriebenen Weise im Innenraum 6 eine um ihre Längsachse rotierende Flüssigkeitssäule ausgebildet wird, die den Düsenkörper 16 mitnimmt und so¬ mit einen auf einem Kegelmantel umlaufenden Kompaktstrahl ausbildet. Das Strahlrohr 2 läßt sich in axialer Richtung gegenüber dem Bodenteil 3 dadurch verschieben, daß es aus dem Boden¬ teil 3 herausgeschraubt wird. Dabei hebt der Vorsprung 46 von der Stufe 44 ab und stellt somit über einen zwischen der Stufe 44 und dem Vorsprung 46 ausgebildeten Ringspalt eine Verbindung zum Teil 45 des Innenraumes 4 her. Über das Strahlrohr 2 herbeigeführte Flüssigkeit kann nunmehr zusätzlich auch über den axialen Kanal 43 in den Innenraum eintreten, der keinerlei Drehung der Flüssigkeitssäule im Innenraum 6 erzeugt. Es wird also ein Bypass geöffnet, durch den ein Teil der herbeigeführten Flüssigkeit hin¬ durchtritt, ohne zu der Kegelmantelumlaufbewegung des Kom¬ paktstrahles beizutragen. Das Verhältnis der Aufteilung ergibt sich einmal durch die Größe der axialen Verschie¬ bung des Strahlrohres 2 gegenüber dem Bodenteil 3, das heißt durch mehr oder weniger starkes Herausschrauben des Strahlrohres 2 aus dem Bodenteil 3, zum anderen durch die Strömungsquerschnitte der Kanäle 42 beziehungsweise 43. Wenn ein großer Anteil der zugeführten Flüssigkeit über den Kanal 43 in den Innenraum 6 eintritt, wird die Rota¬ tion der Flüssigkeitssäule im Innenraum 6 geschwächt mit dem Ergebnis, daß die Umlaufgeschwindigkeit des Düsenkör¬ pers 16 herabgesetzt wird. Die Bedienungsperson kann auf diese Weise die Umlaufgeschwindigkeit des erzeugten Punkt¬ strahles beeinflussen.

Auch das in Figur 4 dargestellte Ausführungsbeispiel weist große Ähnlichkeit mit dem der Figur 1 auf, so daß auch hier entsprechende Teile dieselben Bezugszeichen tragen. Wie beim Ausführungsbeispiel der Figur 3 sind bei diesem Ausführungsbeispiel Kanäle 52 vorgesehen, die tangential zur Umfangsrichtung in den Innenraum 6 einmünden, und Ka¬ näle 53, die axial einmünden. Der Kanal 53 tritt dabei in radialer Richtung aus dem Innenraum 4 aus, im Bereich des Austrittes liegt ein quer durch den Innenraum 4 geführten Nadelventilkörper 51 dichtend an, der den Kanal 53 ver¬ schließt, wenn er vollständig eingeschoben ist, der ihn aber öffnet, wenn er herausgezogen ist. Die Eintauchtiefe des Nadelventilkörpers 51 wird durch seine Anlage an einer exzentrischen Steuerbahn 54 bestimmt, die sich an der In¬ nenseite der drehbar auf dem Bodenteil 3 angeordneten Hau- be 11 befindet. Diese erstreckt sich im dargestellten Aus¬ führungsbeispiel nur über die Höhe des Bodenteiles 3.

Das Gehäuse 7 ist bei diesem Ausführungsbeispiel nicht auf das Bodenteil 3 dieses überfangend aufgeschraubt, sondern in dieses eingeschraubt, im übrigen ist der Aufbau aber ähnlich, da sich auch bei diesem Ausführungsbeispiel im Innenraum 6 ein Düsenkörper 16 befindet, der mit einem ku¬ geligen Ende 18 in der pfannenförmigen Vertiefung 10 ruht und durch die sich um die Längsachse drehende Flüssig¬ keitssäule im Innenraum 6 an der Innenwand anliegend längs eines Kegelmantels umläuft. Im Bodenteil ist kein zentra¬ ler Vorsprung 14 vorgesehen, sondern der Boden 5 ist eben ausgebildet.

Am stromabwärts gelegenen Ende ist im Innenraum 6 ein Stützring 55 angeordnet, der eine schräg nach innen wei¬ sende Stützfläche 56 trägt. An diese Stützfläche legt sich die obere Kante 57 des Düsenkörpers 16 bei dessen Kegel- mantelumlaufbewegung an, wobei durch diese Anlage die maximale Schrägstellung des Düsenkörpers begrenzt wird.

Der Stützring 55 ist im Innenraum 6 in axialer Richtung verschiebbar gelagert. Die Stirnwand 8 durchsetzende Schubstangen 58 stützen sich dazu an dem Ring 55 ab und liegen mit ihrem äußeren Ende an einer Gleitbahn 60 an der Innenseite einer das Gehäuse 7 überfangenden Haube 59 an, die auf das Gehäuse 7 aufgeschraubt ist und somit durch Verdrehen in axialer Richtung gegenüber dem Gehäuse 7 be¬ wegt werden kann. Beim weiteren Einschrauben der Haube 59 drückt diese die Schubstangen 58 in den Innenraum 6 hinein und verschiebt dadurch den Stützring 55 entgegen der Strö¬ mungsrichtung der Flüssigkeit. Dies führt dazu, daß der auf einem Kegelmantel umlaufende Düsenkörper 16 bereits bei einer geringeren Schrägstellung an der Stützfläche 56 anschlägt, das heißt der Öffnungswinkel des aus dem Düsen¬ körper 16 abgegebenen Punk Strahles wird herabgesetzt. Dieses Verschieben des Ringes 55 kann soweit erfolgen, bis der Düsenkörper mit seiner Längsachse parallel zur Längs¬ achse des Gehäuses steht, in diesem Extremfall gibt die Düse dann nur noch einen zentral gerichteten Strahl ab.

Bei der dargestellten Rotordüse kann der Benutzer durch Verdrehung der Haube 11 und damit der Steuerbahn 54 das Verhältnis der Flüssigkeit steuern, das mit Komponente in Umfangsrichtung in den Innenraum 6 oder nur in axialer Richtung eintritt, das heißt dadurch läßt sich in der be¬ schriebenen Weise die Umlaufgeschwindigkeit des Düsenkör¬ pers 16 regulieren. Durch Verdrehung der Haube 59 ist der Öffnungswinkel einstellbar, wobei es vorteilhaft ist, bei gegen 0 tendierendem Öffnungswinkel des Düsenkörpers 16 die Strömung im wesentlichen durch die axialen Kanäle 53 eintreten zu lassen, um eine unerwünschte Drehung des Dü¬ senkörpers und damit eine ebenfalls unerwünschte Auffäche¬ rung des Kompaktstrahles zu vermeiden.

Obwohl dies im Ausführungsbeispiel der Figur 4 nicht aus¬ drücklich beschrieben worden ist, ist es auch hier vor¬ teilhaft, im Anlagebereich, das heißt im Bereich der Stützfläche 56 und der oberen Kante 57, die Reibung durch entsprechende Materialwahl der einander gegenüberstehenden Flächen so zu erhöhen, daß der unerwünschten Eigendrehung des Düsenkörpers in der beschriebenen Weise entgegenge¬ wirkt wird.

Claims

P A E N T A N S P R Ü C H E

Rotordüse für ein Hochdruckreinigungsgerät mit einem Gehäuse, das in einer Stirnwand mit einer pfannenförmigen, zentral durchbrochenen Vertie¬ fung versehen ist, mit einem eine Durchgangsboh¬ rung aufweisenden Düsenkörper, der sich mit einem kugelig ausgebildeten Ende in der pfannenförmigen Vertiefung abstützt, sich in Längsrichtung über einen Teil des Gehäuses erstreckt und einen Aus- sendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der Innendurchmesser des Gehäuses, und mit einem tan¬ gential in das Gehäuse einmündenden Einlaß für eine Flüssigkeit, durch den die Flüssigkeit im Gehäuse um die Längsachse in Rotation versetzbar ist, so daß der Düsenkörper zusammen mit der ro¬ tierenden Flüssigkeit umläuft und sich dabei mit einer Anlagefläche an seinem Umfang an die Innen¬ wand des Gehäuses anlegt, wobei die Längsachse des Düsenkörpers gegenüber der Längsachse des Ge¬ häuses geneigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (22) des Düsenkörpers (16) aus einem Material besteht, dessen Reibungskoeffizient gegenüber dem Material der Gehäuseinnenwand (15) > 0,25 ist.

Rotordüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Düsenkörper (16) im Bereich der An¬ lagefläche mit einem Material beschichtet ist, dessen Reibungskoeffizient gegenüber dem Material der Gehäuseinnenwand > 0,25 ist.

3. Rotordüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Düsenkörper (16) im Bereich der An¬ lageflächen einen diese bildenden O-Ring (22) aus einem Elastomermaterial trägt.

Rotordüse nach einem der voranstellenden Ansprü¬ che, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der pfannenförmigen Vertiefung (10) radial von der Gehäuseinnenwand (15) vorstehende Bremselemente (35) angeordnet sind.

5. Rotordüse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Bremselemente (35) Wände sind, die in Radialebenen des Gehäuses (7) angeordnet sind und den Bewegungsbereich des Düsenkörpers (16) umgebe . Rotordüse nach einem der voranstehenden Ansprü¬ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (12; 42; 52) an dem der pfannenförmigen Vertiefung (10) des Gehäuses (7) abgewandten Ende in einem Bereich des Gehäuses (7) angeordnet ist, in den der in der pfannenförmigen Vertiefung ( 10) abge¬ stützte Düsenkörper (16) nicht hineinreicht.

Rotordüse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Länge des Düsenkörpers (16) > 3/4 der Gehäuselänge.

8. Rotordüse nach einem der voranstehenden Ansprü¬ che, dadurch gekennzeichnet, daß die der pfannen¬ förmigen Vertiefung ( 10) gegenüberliegende Boden¬ wand (5) des Gehäuses (7) einen zentralen, in das Gehäuseinnere (6) hineinragenden Vorsprung (14) trägt, der im Gehäuseinneren (6) einen Ringraum (13) ausbildet, in dem das dem kugeligen Ende (18) abgewandte Ende (21) des Düsenkörpers (16) eintaucht, wenn er sich mit seinem kugeligen Ende (18) in der pfannenförmigen Vertiefung (10) ab¬ stützt. 9. Rotordüse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Düsenkörper (16) an dem in den Ring¬ raum (13) eintauchenden Ende einen geringeren Außendurchmesser aufweist als über den übrigen Teil seiner Baulänge.

10. Rotordüse nach einem der voranstehenden Ansprü¬ che, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Ein¬ laß (43; 53) für Flüssigkeit parallel zur Längs¬ achse in das Gehäuse (7 ) einmündet und daß ein Verteiler (28; 51) vorgesehen ist, der die Flüs¬ sigkeit wahlweise dem einen oder dem anderen Ein¬ laß oder beiden Einlassen gleichzeitig zuführt.

11. Rotordüse nach einem der voranstehenden Ansprü¬ che, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Gehäu¬ se (7) ein weiterer Düsenkörper (25) stationär angeordnet ist, der mit einer Flüssigkeitszufuhr (28, 26, 27) in Verbindung steht, die auch zu dem Einlaß oder den Einlassen (12) des Gehäuses (7) führt, und daß eine Umschaltung den Strömungsweg zu dem stationären Düsenkörper (25) wahlweise freigibt oder verschließt.

12. Rotordüse nach einem der voranstehenden Ansprü¬ che, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Gehäuses (6) verstellbare Stützflächen (56) vor¬ gesehen sind, an denen der Düsenkörper (16) mit seiner Anlagefläche (Kante 57) anliegt, und daß der Neigungswinkel der Längsachse des Düsenkör¬ pers (16) gegenüber der Längsachse des Gehäuses (7) bei unterschiedlichen Positionen der Stütz¬ fläche (56) verschieden ist.