DE19703043A1 - Rotordüsenkopf - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotordüsenkopf nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Rotordüsenkopf ist aus der DE 43 40 184 A1 be­ kannt und wird insbesondere bei Hochdruckreinigungsgeräten eingesetzt. Der bekannte Rotordüsenkopf weist eine durch­ strömbare Rotordüse auf, die an ihrem vorderen Ende in einem axial verstellbaren Düsenlager anliegt. Durch Verstellen des Düsenlagers kann zwischen einem Rotordüsenbetrieb, in dem die Rotordüse rotiert, und einem Betrieb mit feststehendem Strahl umgeschaltet werden, bei dem die Rotordüse fixiert ist. Fer­ ner ist in der oben genannten DE 43 40 184 A1 beschrieben, daß zwei sich an den Rotordüsenkopf anschließende Leitbleche radial einwärts verstellt werden können, um einen Flachstrahl zu erzeugen.

Es ist das der Erfindung zugrunde liegende Problem (Aufgabe), einen Rotordüsenkopf der eingangs genannten Art mit einfachem Aufbau zu schaffen, der kostengünstig und insbesondere als Massenartikel hergestellt werden kann und dabei leicht mon­ tierbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des An­ spruchs 1. Erfindungsgemäß ist ein axial verstellbarer Funk­ tionselementträger vorgesehen, der zumindest teilweise als Betätigungsgehäuse ausgebildet ist. An dem Funktionselement­ träger, der gleichzeitig das Prallelement lagert, ist auch das Düsenlager vorgesehen.

Der erfindungsgemäße Rotordüsenkopf stellt eine äußerst ein­ fache Konstruktion dar, da an einem einzigen Bauteil sämtli­ che funktionswesentlichen Teile, nämlich das Düsenlager und das Prallelement angeordnet sind. Da der Funktionselementträ­ ger axial verstellbar und durch seine Ausbildung als Betäti­ gungsgehäuse von außen bedienbar ist, läßt sich der erfin­ dungsgemäße Rotordüsenkopf durch einfaches Betätigen des Funktionselementträgers von Rotordüsenbetrieb auf Strahlbe­ trieb umstellen.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Be­ schreibung, den Figuren und den Unteransprüchen beschrieben.

So kann nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfin­ dung das Prallelement über eine Schwenkachse an dem Funktion­ selementträger befestigt sein, wodurch sich dieses besonders leichtgängig verstellen läßt.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwei Prallelemente vorge­ sehen sind, die aus einer geschlossenen Lage, in der sie spitzwinklig aufeinander zulaufen, in eine geöffnete Lage verschwenkbar sind, in der sie sich von ihren unterstromigen, beabstandeten Enden zu ihren oberstromigen Enden hin kegel­ förmig öffnen. Bei dieser Ausführungsform läßt sich bei ge­ schlossener Lage der Prallelemente ein Flachstrahl erzeugen. In der geöffneten Lage wird jedoch im Rotordüsenbetrieb ein Kegelstrahl erzeugt, da die Prallelemente an ihren unterstro­ migen Enden so weit beabstandet sind, daß der von der Rotor­ düse erzeugte Kegelstrahl frei austreten kann.

Es ist vorteilhaft, wenn sich die Prallelemente in der ge­ schlossenen Lage an ihren oberstromigen Enden berühren oder nahezu berühren, da dann ein besonders ausgeprägter Flach­ strahl austritt. Auch ist es vorteilhaft, wenn die Prallele­ mente in der geschlossenen Lage möglichst spitzwinklig, bei­ spielsweise unter einem Winkel von etwa 5 Grad aufeinander zulaufen. Auch hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der gegenseitige Abstand der Prallelemente in der ge­ schlossenen Lage im wesentlichen die gleiche Größenordnung wie der oberstromige Innendurchmesser der Rotordüse aufweist, da dies zu einer ausgezeichneten Strahlbildung führt.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfin­ dung ist der Funktionselementträger in einem Gehäuse aufge­ nommen. Hierdurch ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau, da der Rotordüsenkopf aus im wesentlichen zwei Bauteilen be­ steht, nämlich dem Gehäuse und dem Funktionselementträger. Durch Einsetzen der Rotordüse in das Gehäuse und Einstecken des Funktionselementträgers, ist der erfindungsgemäße Rotor­ düsenkopf bereits fertig montiert.

Vorzugsweise weist das Gehäuse ein Zentrierstück für das un­ terstromige Ende der Rotordüse auf, wodurch gewährleistet ist, daß bei axial verstelltem Funktionselementträger eine mittige Zentrierung der Rotordüse für einen Strahlbetrieb er­ folgt. Dieses Zentrierstück kann einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet oder aus Fertigungsgründen als separates Teil in das Gehäuse eingesetzt sein.

Der Funktionselementträger kann in dem Gehäuse axial und li­ near verstellbar sein. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn dieser mittels einer Drehbewegung in dem Gehäuse axial verschiebbar ist. Hierdurch läßt sich durch Drehen des Betä­ tigungsgehäuses relativ zu dem Gehäuse eine Axialverstellung des Funktionselementträgers hervorrufen so daß auch das Dü­ senlager axial verstellt wird und die Rotordüse freigibt bzw. hemmt.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein ge­ häusefestes Anschlagelement vorgesehen, das eine Verstellung des Prallelementes hemmt. Hierdurch läßt sich beispielsweise im Strahlbetrieb verhindern, daß sich die geschlossenen Pral­ lelemente durch den Strahldruck öffnen, da diese an den An­ schlagelementen anschlagen. Sofern der Funktionselementträger im Bereich des Prallelementes eine zu dem Anschlagelement komplementäre Aussparung aufweist, läßt sich dieser durch axiales Verstellen in eine Position bringen, in der das An­ schlagelement in der Aussparung angeordnet ist und dadurch eine Bewegung des Prallelementes hemmt. Das Anschlagelement kann einstückig mit dem Gehäuse verbunden sein oder aus Mon­ tagegründen nachträglich in dieses eingesetzt werden. Bei der zuletzt genannten Variante läßt sich das Anschlagelement gleichzeitig dazu verwenden, den Funktionselementträger zu sichern, damit sich dieser im Betriebszustand nicht aus dem Gehäuse löst.

Das an dem Gehäuse vorgesehene Zentrierstück kann umfangssei­ tig axiale Durchflußöffnungen aufweisen und an seinem ober­ stromigen Ende kann eine Konusfläche vorgesehen sein, die mit zumindest einer Nut versehen ist. Durch die umfangsseitigen Durchflußöffnungen läßt sich oberstromig des Zentrierstückes ein Wirbel erzeugen, der die Rotordüse in Rotation versetzt. Sofern die Rotordüse zwischen dem Düsenlager und dem Zen­ trierstück durch axiales Verstellen des Funktionselementträ­ gers geklemmt wird, ist durch die an der Konusfläche vorgese­ hene Nut sichergestellt, daß die Strahlflüssigkeit auch in diesem Zustand in die Rotordüse gelangen kann.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die axiale Relativlage zwischen dem Funktionselementträger und dem Gehäuse in vor­ zugsweise drei Positionen arretierbar ist. Hierdurch läßt sich in einer Position ein Flachstrahl einstellen, nämlich wenn die Rotordüse zwischen dem Zentrierstück und dem Düsen­ lager geklemmt ist. Bei leicht geöffneten Prallelementen läßt sich ein Rundstrahl erzeugen und bei vollständig geöffneten Prallelementen ist ein Kegelstrahl im Rotordüsenbetrieb mög­ lich. Vorzugsweise e läßt sich die Rundstrahlposition durch Vorsehen eines Rastzapfens arretieren.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung bildet der Funktionselementträger unterstromig des Düsenla­ gers einen konischen Hohlraum. Hierdurch kann die Rotordüse in ihrem nicht geklemmten Zustand mit ihrer Mantelfläche an diesem Hohlraum abrollen, wodurch ein stabiler Betrieb ge­ währleistet ist. Auch ist es vorteilhaft, wenn der Funktions­ elementträger im Bereich des Düsenlagers einen Haltekragen aufweist, in den die Rotordüse mit einer an ihrem oberstromi­ gen Bereich vorgesehenen Ringnut einsetzbar ist. Hierdurch ist die Rotordüse an ihrem oberstromigen Ende stets in einer definierten Position gehalten, so daß auch bei Verstellen des Funktionselementträgers keine undefinierte Lage der Rotordüse auftreten kann.

Wenn der Funktionselementträger oberstromig des Düsenlagers einen sich kegelförmig öffnenden Hohlraum aufweist, läßt sich in diesem vorteilhaft die geöffnete Prallplatte anordnen, so daß der kegelförmige Rotordüsenstrahl ungehindert aus dem Ro­ tordüsenkopf austreten kann.

Auch ist es vorteilhaft, wenn der Durchströmungskanal der Ro­ tordüse eine Einschnürung aufweist, da dann sichergestellt ist, daß bei einströmender Druckflüssigkeit der Düsenkörper stets gegen das Düsenlager gedrückt wird.

Das Verstellen des Funktionselementträgers kann in vorteil­ hafter Weise durch eine Feder unterstützt werden. Ebenso kann das Öffnen des Prallelementes zusätzlich zu dem Druck der durchströmenden Flüssigkeit durch eine Feder unterstützt wer­ den.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfin­ dung kann der Funktionselementträger an seiner oberstromigen Seite als Betätigungsgehäuse ausgebildet sein und unterstro­ mig davon das Düsenlager aufweisen. Hierdurch ergibt sich ei­ ne besonders kompakte Ausbildung.

Auch kann der Funktionselementträger im Bereich der Rotordüse flexibel ausgebildet sein, wodurch durch Verstellen des Funk­ tionselementträgers Einfluß auf die Rotordüse genommen werden kann. So kann der Funktionselementträger beispielsweise im Bereich der Rotordüse radial verstellbare Lamellen aufweisen, die das Rotationsverhalten der Rotordüse bei Verstellen des Funktionselementträgers beeinflussen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Lamellen durch Stellelemente radial ver­ stellbar sind, die an den Lamellen oder an einem Gehäuse an­ geordnet sind.

Nach einer weiteren Ausführungsform kann der Funktionsele­ mentträger im wesentlichen über seine gesamten axiale Länge als Betätigungsgehäuse ausgebildet sein, wodurch die Bedie­ nung und Handhabbarkeit verbessert ist.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in dem Funktionselementträger verdrehbar und/oder axial ver­ schiebbar ein Einsatz aufgenommen, der vorzugsweise ein Zen­ trierstück für das unterstromige Ende der Rotordüse aufweisen kann. Auch bei dieser Ausführungsform besteht der erfindungs­ gemäße Rotordüsenkopf nur aus wenigen Teilen, die einfach ge­ fertigt und leicht montiert werden können.

Zwischen dem Prallelement und dem Einsatz kann auch minde­ stens ein Betätigungselement vorgesehen sein, wodurch bei ei­ ner Relativverschiebung zwischen Einsatz und Funktionsele­ mentträger automatisch die Prallelemente betätigt werden.

Das erfindungsgemäße Prallelement kann zusätzlich federbela­ stet sein, um ein Öffnen oder Schließen zu unterstützen. Auch kann das Prallelement als Prallblech ausgebildet oder ein Kunststoffbauteil sein, das im Innenbereich mit einer Blech­ einlage belegt ist, um einen zu hohen Abrieb zu verhindern.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung rein beispielhaft anhand einer vorteilhaften Ausführungsform und unter Bezug­ nahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht durch eine erste Ausfüh­ rungsform eines Rotordüsenkopfes im Flachstrahlbe­ trieb;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht des Rotordüsenkopfes von Fig. 1 im Rotordüsenbetrieb, wobei das Gehäuse 10 verglichen zu Fig. 1 um 90° gedreht ist;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht durch eine zweite Ausfüh­ rungsform eines Rotordüsenkopfes im Flachstrahlbe­ trieb;

Fig. 4 eine Querschnittsansicht des Rotordüsenkopfes von Fig. 3 im Rotordüsenbetrieb, wobei das Gehäuse 10 verglichen zu Fig. 3 um 90° gedreht ist;

Fig. 5 eine Querschnittsansicht durch eine dritte Ausfüh­ rungsform eines Rotordüsenkopfes im Flachstrahlbe­ trieb; und

Fig. 6 eine Querschnittsansicht des Rotordüsenkopfes von Fig. 5 im Rotordüsenbetrieb, wobei der Einsatz 11'', verglichen zu Fig. 5 um 90° gedreht ist.

Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Rotordüsenkopf weist ein Ge­ häuse 10 auf, das eine unterstromige Einströmöffnung 12 sowie eine oberstromige Öffnung aufweist. Das Gehäuse 10 ist zu et­ wa einem Drittel zylinderförmig ausgebildet und verjüngt sich daran anschließend zu seinem unterstromigen Ende leicht ko­ nisch. In die Außenseite des Gehäuses, das zweckmäßigerweise aus Kunststoff besteht, sind eine Vielzahl von parallelen Ringnuten 14 eingeformt. Hierdurch wird einerseits Material gespart. Andererseits läßt sich das Gehäuse 10 dadurch sicher halten.

In das Gehäuse 10 des Rotordüsenkopf es ist ein Funktionsele­ mentträger 20 eingesetzt, der relativ zu dem Gehäuse 10 axial verstellbar ist. Hierzu ist der Funktionselementträger 20 an seiner oberstromigen Seite als Betätigungsgehäuse 22 ausge­ bildet. Das Betätigungsgehäuse 22 weist den gleichen Außen­ durchmesser wie der angrenzende Teil des Gehäuses 10 auf, das mit seinem oberstromigen Ende in eine Ringnut 24 des Betäti­ gungsgehäuses 22 eingesetzt ist. Die umfangsseitige Außenwand des Betätigungsgehäuses 22 ist mit Griffrippen 26 versehen, die ein Ergreifen und Verdrehen erleichtern.

An das Betätigungsgehäuse 22 des Funktionselementträgers 20 schließt sich ein Lagerabschnitt 28 an, an dem zwei Prallele­ mente 30, 32 in Form von Prallblechen über jeweils eine Schwenkachse 34, 36 gelagert sind. Unterstromig zu den Schwenkachsen 34 und 36 ist der Funktionselementträger 20 kelchförmig ausgebildet und bildet einen konischen Hohlraum 40, an dessen oberstromigem Scheitelpunkt ein Düsenlager 42 vorgesehen ist, das als Napflager ausgebildet ist. Etwas oberstromig zu dem Düsenlager 42 ist an den Funktionselement­ träger 20 ein Haltekragen 44 (Fig. 2) angeformt, der aus fle­ xiblen, sternartig angeordneten Zapfen besteht. Im Bereich des unterstromigen Endes des Funktionselementträgers 20 ist eine Ringnut vorgesehen, in der ein (nicht dargestellter) O-Ring eingesetzt ist, um gegenüber dem Gehäuse 10 abzudichten.

In dem Rotordüsenkopf ist eine Rotordüse 50 angeordnet, die einen zentrischen Durchströmungskanal 52 aufweist. Der Durch­ strömungskanal 52 ist an seinem unterstromigen Ende verbrei­ tert und weist in seinem oberstromigen Bereich eine Ein­ schnürung 54 auf. Oberstromig der Einschnürung 54 ist am Au­ ßenumfang der Rotordüse 50 eine Ringnut 56 vorgesehen, in die der Haltekragen 44 des Funktionselementträgers 20 eingreift. Im unterstromigen Bereich der Rotordüse 50 ist eine Ring­ nut 58 vorgesehen, in der ein Lagerring 60 drehbar aufgenom­ men ist. Auf dem Lagerring befindet sich ein elastischer Wälzring 62 (Fig. 2), der im Rotordüsenbetrieb an der inneren Umfangswand des Gehäuses 10 abläuft. Durch die Anordnung des Lagerringes 60 und des Wälzringes 62 wird eine Drehzahlrege­ lung erreicht.

Unterstromig zu der Rotordüse 50 ist in dem Gehäuse 10 ein Zentrierstück 70 vorgesehen, das umfangsseitig axiale Durch­ flußöffnungen 72, 74 aufweist. Diese Durchflußöffnungen er­ möglichen ein Durchströmen der in die unterstromige Öff­ nung 12 einströmenden Flüssigkeit zu dem Hohlraum 40, der zwischen dem Funktionselementträger 20, dem Innenraum des Ge­ häuses 10 und dem Zentrierstück 70 gebildet wird. An seinem oberstromigen Ende weist das Zentrierstück 70 eine kegelför­ mige Fläche 76 auf, die an ihrer Oberseite mit mehreren Nuten 78 versehen ist, die sich radial in Richtung des Scheitel­ punktes der Fläche 76 erstrecken.

Die Prallelemente 30, 32 sind über Anlenkbereiche 31, 33, die gegenüber den Prallelementen um 90 Grad gedreht sind, an den Schwenkachsen 34 und 36 angelenkt. In ihrer geschlossenen La­ ge, die in Fig. 1 dargestellt ist, laufen die beiden Pralle­ lemente 30, 32 unter einem sehr geringen Winkel in der Grö­ ßenordnung von 5 Grad spitzwinklig in Strömungsrichtung auf­ einander zu und berühren sich im drucklosen Zustand an ihren oberstromigen Enden. Der gegenseitige Abstand der unterstro­ migen Enden der geschlossenen Prallelemente 30, 32 entspricht im wesentlichen dem oberstromigen Innendurchmesser des Durch­ strömungskanals 52 der Rotordüse 50.

In der geöffneten Stellung sind die beiden Prallelemente 30, 32 an ihren unterstromigen Enden wesentlich weiter beabstan­ det als in der geschlossenen Lage und öffnen sich von ihren unterstromigen Enden zu ihren oberstromigen Enden hin kegel­ förmig mit einem Öffnungswinkel in der Größenordnung von 45 Grad. Die unterstromigen Enden der Prallelemente sind dabei so weit beabstandet, daß ein von der rotierenden Rotordüse 50 erzeugter Kegelstrahl 80 (Fig. 2) nicht behindert wird. Hier­ zu weist das Betätigungsgehäuse 22 des Funktionselementträ­ gers 20 einen sich kegelförmig öffnenden Hohlraum 23 auf, der ein entsprechendes Öffnen der Prallplatten 30, 32 ermöglicht.

In dem in Fig. 1 dargestellten, geschlossenen Zustand der Prallelemente 30, 32, d. h. im Flachstrahlbetrieb, schlagen die Anlenkbereiche 31, 33 der Prallplatten 30, 32 an jeweils einem Zylinderstift 37, 38 an, der eine Öffnungsbewegung der Prallelemente verhindert. Im geöffneten Zustand der Prallele­ mente (Fig. 2) können sich diese frei bewegen, da sich die Zylinderstifte 37, 38 nicht in den dazu komplementären Aus­ sparungen 39, 49 (Fig. 2) des Funktionselementträgers befin­ den und somit ein Öffnen der Prallelemente ermöglichen.

Nachfolgend wird die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Ro­ tordüsenkopfes beschrieben, wobei zunächst im Zusammenhang mit Fig. 1 der Flachstrahlbetrieb erläutert wird.

Für einen Flachstrahlbetrieb wird der Rotordüsenkopf in die in Fig. 1 dargestellte Stellung gebracht, in welcher der Funktionselementträger 20 soweit wie möglich in das Gehäuse 10 eingesetzt ist. In diesem Zustand ist die Rotordüse 50 zwischen der Konusfläche 78 des Zentrierstückes 70 und dem Düsenlager 42 eingeklemmt. Gleichzeitig sind die beiden Prallplatten 30, 32 geschlossen. Wird nun Flüssigkeit, bei­ spielsweise Wasser, unter Druck in die unterstromige Ein­ gangsöffnung 12 des Rotordüsenkopfes gegeben, strömt diese durch die axialen Durchflußöffnungen 72, 74 des Zentrierstüc­ kes und füllt den Raum außerhalb der Rotordüse. Da das ober­ stromige Ende der Rotordüse 50 gegenüber dem Düsenlager 42 abdichtet, kann an dieser Stelle keine Flüssigkeit austreten. Bei zunehmendem Druck strömt deshalb die Flüssigkeit durch die Nuten 78 in der Kegelfläche 76 des Zentrierstückes 70 und gelangt in den Durchströmungskanal 52 der fixierten Rotordü­ se.

Am oberstromigen Ende der Rotordüse 50 tritt die Flüssigkeit aus und gelangt zwischen die beiden Prallelemente 30, 32, die jedoch an einer Öffnungsbewegung durch die Zylinderstifte 37, 38 gehemmt sind. Hierdurch entsteht am Ausgang des Rotordü­ senkopfes ein Flachstrahl.

Um den Rotordüsenkopf von einem Flachstrahlbetrieb zu einem Rotordüsenbetrieb umzuschalten, wird der Funktionselementträ­ ger 20 um 90 Grad gegenüber dem Gehäuse 10 verdreht, indem das Betätigungsgehäuse 22 an den Griffrippen 26 gegriffen und gedreht wird. Hierdurch schiebt sich der Funktionselementträ­ ger 20 durch eine nicht dargestellte Führung relativ zu dem Gehäuse 10 axial nach außen. Gleichzeitig entfernen sich die Zylinderstifte 37, 38 aus den komplementären Aussparungen 39, 49 des Funktionselementträgers 20, wodurch sich die Prallele­ mente 30, 32 öffnen können. Diese Öffnungsbewegung wird zu­ sätzlich durch nicht dargestellte Federn unterstützt.

Da der Funktionselementträger 20 einstückig ausgebildet ist, verschiebt sich das Düsenlager 42 in gleicher Weise wie das Betätigungsgehäuse 22 in axialer Richtung. Hierdurch kommt die Rotordüse 50 frei und wird in ihrer Ringnut 56 von dem Haltekragen 44 des Funktionselementträgers 20 gehalten. Wird in diesem Zustand Flüssigkeit unter Druck in den Rotordüsen­ kopf gegeben, so strömt diese Flüssigkeit durch die axialen Durchflußöffnungen 72, 74 des Zentrierstückes 70. Durch die spezielle Anordnung dieser Durchflußöffnungen wird oberstro­ mig des Zentrierstückes 70 ein Wasserwirbel erzeugt, der die Rotordüse 50 in Rotation versetzt. Gleichzeitig wird der Durchströmungskanal 52 der Rotordüse 50 von der Flüssigkeit durchströmt, wodurch sich ein Kegelstrahl 80 ergibt.

In einer zusätzlichen, nicht dargestellten Betriebsstellung, in der die Prallelemente 30, 32 nur geringfügig, beispiels­ weise um 1 bis 2 mm, geöffnet werden, läßt sich der erfin­ dungsgemäße Rotordüsenkopf als Rundstrahldüse einsetzen.

Zur Montage der Düse wird zunächst der Funktionselementträger 20 vormontiert, indem die beiden Prallelemente 30, 32 an die­ sem schwenkbar befestigt werden. Zusätzlich wird der O-Ring in die unterstromige Ringnut des Funktionselementträgers ein­ gesetzt. Die ebenfalls vormontierte, d. h. mit Lagerring 60 und Walzring 62 versehene Rotordüse 50 wird anschließend in den Haltekragen 44 eingedrückt, der flexibel nachgibt. Nach­ dem das Gehäuse 10 mit dem Zentrierstück 70 versehen ist, muß nur noch der vormontierte Funktionselementträger 20 in das Gehäuse eingesteckt werden. Durch Einsetzen der beiden Zylin­ derstifte 37, 38, die in dem Gehäuse 10 verkeilt werden, ist der Rotordüsenkopf fertig montiert.

In den Fig. 3 und 4 ist eine zweite Ausführungsform eines Ro­ tordüsenkopfes dargestellt, wobei gleich bzw. ähnliche Teile mit gestrichenen Bezugszeichen versehen sind.

Der in den Fig. 3 und 4 dargestellte Rotordüsenkopf weist ein Gehäuse 10' auf, das eine unterstromige Einströmöffnung 12' sowie eine oberstromige Öffnung aufweist. Das Gehäuse 10' ist zu etwa zwei Drittel zylinderförmig ausgebildet und verjüngt sich daran anschließend zu seinem unterstromigen Ende leicht konisch. In die Außenseite des Gehäuses 10', das zweckmäßi­ gerweise aus Kunststoff besteht, sind am oberstromigen sowie am unterstromigen Ende mehrere parallele Ringnuten 14' einge­ formt.

In das Gehäuse 10' dieses Rotordüsenkopfes ist ein Funktions­ elementträger 20' eingesetzt, der relativ zu dem Gehäuse 10' verdrehbar ist. Hierzu ist der Funktionselementträger 20' an seiner oberstromigen Seite als Betätigungsgehäuse 22' ausge­ bildet. Das Betätigungsgehäuse 22' weist den gleichen Außen­ durchmesser wie der angrenzende Teil des Gehäuses 10' auf, das mit seinem oberstromigen Ende in eine Ringnut 24' des Be­ tätigungsgehäuses 22' eingesetzt ist. Die umfangsseitige Au­ ßenwand des Betätigungsgehäuses 22' ist mit Griffrippen 26' versehen, die ein Greifen und Verdrehen erleichtern.

An das Betätigungsgehäuse 22' des Funktionselementträgers 20' schließt sich ein Lagerabschnitt 28' an, an dem zwei Prall­ elemente 30', 32' über jeweils eine Schwenkachse 34', 36' ge­ lagert sind. Unterstromig zu den Schwenkachsen 34', 36' ver­ breitert sich der Funktionselementträger 20' bis zu der In­ nenwandung des Gehäuses 10'. Ein O-Ring 41' dichtet an dieser Stelle zwischen dem Funktionselementträger 20' und dem Gehäu­ se 10' ab.

Unterstromig dieses Bereiches ist der Funktionselementträger 20' flexibel ausgebildet und weist radial verstellbare Lamel­ len 90' auf, an denen Stellnasen 92' angeformt sind. Diese Stellnasen 92' liegen in der in Fig. 3 dargestellten Stellung an einer Kulissenführung 94' des Gehäuses 10' an. In der in Fig. 4 dargestellten Stellung ist die Kulissenführung 94' re­ lativ zu den Stellnasen 92' so verdreht, daß sich die Lamel­ len 90' aufgrund ihrer elastischen Federkraft geöffnet haben, wodurch ein kelchförmiger Bereich entsteht, der einen koni­ schen Hohlraum 40' bildet, an dessen oberstromigem Scheitel­ punkt ein Düsenlager 42' vorgesehen ist.

Etwas oberstromig zu dem Düsenlager 42' ist an den Funktions­ elementträger 20' ein Haltekragen 44' (Fig. 4) angeformt, der aus flexiblen, sternartig angeordneten Zapfen besteht.

In dem Rotordüsenkopf der Fig. 3 und 4 ist eine Rotordüse 50' angeordnet, die einen zentrischen Durchströmungskanal 52' (Fig. 3) aufweist. Der Durchströmungskanal 52' ist an seinem unterstromigen Ende verbreitert und weist in seinem oberstro­ migen Bereich eine Einschnürung 54' (Fig. 3) auf. Oberstromig der Einschnürung 54' ist am Außenumfang der Rotordüse 50' ei­ ne Ringnut 56' (Fig. 3) vorgesehen, in die der Haltekragen 44' (Fig. 4) des Funktionselementträgers 20' eingreift. Im unter­ stromigen Bereich der Rotordüse 50' ist eine Ringnut 58' (Fig. 3) vorgesehen, in der ein Lagerring 60' drehbar aufge­ nommen ist. Auf dem Lagerring befindet sich ein elastischer Wälzring 62', der im Rotordüsenbetrieb (Fig. 4) an der inne­ ren Umfangswand des Gehäuses 10' abläuft. Durch die Anordnung des Lagerrings 60' und des Wälzrings 62' wird eine Drehzahl­ regelung erreicht.

Unterstromig zu der Rotordüse 50' ist in dem Gehäuse 10' ein Einsatz 70' vorgesehen, der umfangsseitig axiale Durchfluß­ öffnungen 72', 74' aufweist. Diese Durchflußöffnungen ermög­ lichen ein Durchströmen der in die unterstromige Öffnung 12' einströmenden Flüssigkeit zu dem Hohlraum 40' (Fig. 4), der zwischen dem Funktionselementträger 20', dem Innenraum des Gehäuses 10' und dem Einsatz 70' gebildet wird.

Die Prallbleche 30', 32' sind über Anlenkbereiche 31', 33', die gegenüber den Prallelementen um 90° gedreht sind, an den Schwenkachsen 34' und 36' angelenkt. In ihrer geschlossenen Lage, die in Fig. 3 dargestellt ist, laufen die beiden Prall­ elemente 30', 32' unter einem sehr geringen Winkel in der Größenordnung von 50 spitzwinklig in Strömungsrichtung auf­ einander zu und berühren sich im drucklosen Zustand an ihren oberstromigen Enden. Der gegenseitige Abstand der unterstro­ migen Enden der geschlossenen Prallelemente 30', 32' ent­ spricht im wesentlichen dem oberstromigen Innendurchmesser des Durchströmungskanals 52' der Rotordüse 50'. Im übrigen entspricht die Konstruktion der Prallelemente derjenigen von Fig. 1 und 2.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten, geschlossenen Zustand der Prallelemente 30', 32', das heißt im Flachstrahlbetrieb, schlagen die Anlenkbereiche 31', 33' der Prallelemente 30', 32' an jeweils einem Zylinderstift 37', 38' an, der eine Öffnungsbewegung der Prallelemente verhindert. Im geöffneten Zustand der Prallelemente (Fig. 4) können sich diese frei be­ wegen, da die Zylinderstifte 37', 38' um 90° gedreht worden sind und somit eine Schwenkbewegung der Prallelemente nicht mehr behindern.

Nachfolgend wird die Funktionsweise des Rotordüsenkopfes ge­ mäß Fig. 3 und 4 beschrieben, wobei zunächst im Zusammenhang mit Fig. 3 der Flachstrahlbetrieb erläutert wird.

Für einen Flachstrahlbetrieb wird der Rotordüsenkopf in die in Fig. 3 dargestellte Stellung gebracht. In diesem Zustand ist die Rotordüse 50' von den Lamellen 90' des Funktionsele­ mentträgers 20' geklemmt, da die Stellnasen 92' von der Ku­ lissenführung 94' des Gehäuses 10' radial nach innen gedrückt werden. Gleichzeitig sind die beiden Prallelemente 30', 32' geschlossen. Wird nun Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, un­ ter Druck in die unterstromige Eingangsöffnung 12' des Rotor­ düsenkopfes gegeben, strömt diese durch die axialen Durch­ flußöffnungen 72', 74' des Einsatzes 70' und füllt den Raum außerhalb der Rotordüse. Da das oberstromige Ende der Rotor­ düse 50' gegenüber dem Düsenlager 42' abdichtet, kann an die­ ser Stelle keine Flüssigkeit austreten. Bei zunehmendem Druck strömt deshalb die Flüssigkeit in den Durchströmungskanal 52' der fixierten Rotordüse 50'.

Am oberstromigen Ende der Rotordüse 50' tritt die Flüssigkeit aus und gelangt zwischen die beiden Prallelemente 30', 32', die jedoch an einer Öffnungsbewegung durch die Zylinderstifte 37', 38' gehemmt sind. Hierdurch entsteht am Ausgang des Ro­ tordüsenkopfes ein Flachstrahl.

Um den Rotordüsenkopf von einem Flachstrahlbetrieb zu einem Rotordüsenbetrieb umzuschalten, wird der Funktionselementträ­ ger 20' um 90° gegenüber dem Gehäuse 10 verdreht, in dem das Betätigungsgehäuse 22' an den Griffrippen 26' gegriffen und gedreht wird. Hierdurch werden die Prallelemente 30', 32' nicht mehr durch die Zylinderstifte 37', 38' gehemmt, wodurch sich die Prallelemente öffnen können. Diese Öffnungsbewegung wird zusätzlich durch nicht dargestellte Federn unterstützt.

Durch das relative Verdrehen des Funktionselementträgers 20' und des Gehäuses 10' öffnen sich auch die Lamellen 90' des Funktionselementträgers, wodurch die Rotordüse 50' freikommt und in ihrer Ringnut 56' von dem Haltekragen 44' gehalten wird. Wird in diesem Zustand Flüssigkeit unter Druck in den Rotordüsenkopf gegeben, so strömt diese Flüssigkeit durch den Einsatz 70' und es wird oberstromig davon ein Wasserwirbel erzeugt, der die Rotordüse 50' in Rotation versetzt. Gleich­ zeitig wird der Durchströmungskanal 52' der Rotordüse 50' von der Flüssigkeit durchströmt, wodurch sich ein Kegelstrahl er­ gibt.

In einer zusätzlichen, nicht dargestellten Betriebsstellung, in der die Prallelemente 30', 32' nur geringfügig, beispiels­ weise um ein bis zwei Millimeter geöffnet werden, läßt sich der erfindungsgemäße Rotordüsenkopf als Rundstrahldüse ein­ setzen.

Die Montage der Düse erfolgt im wesentlichen so, wie dies bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurde.

Nachfolgend wird eine dritte Ausführungsform eines Rotordü­ senkopfes beschrieben, der in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist.

Der in Fig. 5 und 6 dargestellte Rotordüsenkopf weist einen Funktionselementträger 20'' auf, der über seine gesamte axiale Länge als Betätigungsgehäuse 22'' ausgebildet ist. Das Gehäuse ist an seinem unterstromigen Ende zylinderförmig ausgebildet und verjüngt sich über ca. 80% seiner Länge in Richtung sei­ nes unterstromigen Endes leicht konisch. In das unterstromige Ende des Funktionselementträgers 20'' ist ein Einsatz 11'' ein­ gesetzt, der sich gegenüber dem Funktionselementträger ver­ drehen läßt und sich dabei axial verschiebt. Ein O-Ring 74'' dichtet dabei zwischen dem Einsatz 11'' und dem Funktionsele­ mentträger 20'' ab.

Im oberstromigen Drittel des Funktionselementträgers ist ein zylinderförmiger Hohlraum 23'' ausgebildet, an den sich ein Lagerabschnitt 28'' anschließt, an dem zwei Prallelemente 30'', 32'' über jeweils eine Schwenkachse 34'' gelagert sind. Unter­ stromig zu den Schwenkachsen 34'' und 36'' bildet der Funktion­ selementträger 20'' einen kelchförmigen bzw. konischen Hohl­ raum 40'', an den sich unterstromig ein zylindrischer Hohlraum 41'' anschließt. Am oberen Scheitelpunkt des konischen Hohl­ raums 40'' ist ein Düsenlager 42'' vorgesehen, das als Napfla­ ger ausgebildet ist. Etwas oberstromig zu dem Düsenlager 42'' befindet sich ein zu den ersten beiden Ausführungsformen identischer Haltekragen.

In dem Rotordüsenkopf ist eine Rotordüse 50'' eingesetzt, die einen zentrischen Durchströmungskanal 52'' aufweist. Die übri­ ge Konstruktion der Rotordüse gleicht der der Fig. 1-4.

Unterstromig zu der Rotordüse 50'' ist in dem Einsatz 11'' ein Zentrierstück 70'' vorgesehen, das genauso wie das Zentrier­ stück 70 der ersten Ausführungsform ausgebildet ist und den gleichen Zwecken dient.

Die Prallelemente 30'', 32'' sind über Anlenkbereiche 31'', 33'', die gegenüber den Prallelementen um 90° gedreht sind, an den Schwenkachsen 34'' und 36'' angelenkt. Einstückig mit den An­ lenkbereichen 31'', 33'' sind Betätigungsvorsprünge verbunden, an denen Betätigungsstifte 96'', 98'' angreifen können (Fig. 6), um die Prallelemente zu betätigen. Die Betätigungsstifte 96'', 98'' verlaufen in entsprechenden Bohrungen des Funktionsele­ mentträgers 22'' und sind parallel zur der Strömungsrichtung angeordnet. Die unterstromigen Enden der Betätigungsstifte 96'', 98'' können mit einer Anschlagfläche 13'' des Einsatzes 11'' in Eingriff treten, wodurch die Betätigungsstifte axial in Strömungsrichtung durch den Funktionselementträger 20'' hindurch verschoben werden und die Prallelemente 30'', 32'' für einen Flachstrahlbetrieb schließen. Hierbei drücken die Un­ terseiten der Anlenkbereiche 31'', 33'' gegen zwei Federn, die in Sackbohrungen des Funktionselementträgers eingesetzt sind.

In dem in Fig. 5 dargestellten, geschlossenen Zustand der Prallelemente 30', 32', das heißt im Flachstrahlbetrieb, schlagen die Betätigungsstifte 96'', 98'' gegen die Vorsprünge der Anlenkbereiche 31'', 33'' der Prallelemente an. Gleichzei­ tig sind die unterstromigen Enden der Betätigungsstifte durch den Einsatz 11'' an einer Axialbewegung gehindert. Hierdurch wird eine Öffnungsbewegung der Prallelemente verhindert. Im geöffneten Zustand der Prallelemente (Fig. 6) werden diese von den zugehörigen Federn radial nach außen gedrückt, wodurch diese die zugehörigen Betätigungsstifte entgegen der Strö­ mungsrichtung axial nach hinten drücken. Da sich die An­ schlagfläche 13'' des Einsatzes 11'' aufgrund einer relativen Drehbewegung zwischen Einsatz 11'' und Funktionselementträger 20'' axial entgegen der Strömungsrichtung von dem Funktionse­ lementträger 20'' entfernt hat, schlagen die unterstromigen Enden der Betätigungsstifte nicht mehr an dem Einsatz 11'' an.

Die Funktionsweise dieser Ausführungsform einer Rotordüse entspricht grundsätzlich derjenigen der ersten Ausführungs­ form der Fig. 1 und 2. Um den Rotordüsenkopf der Fig. 5 und 6 von einem Flachstrahlbetrieb zu einem Rotordüsenbetrieb umzu­ schalten, wird der Funktionselementträger 20'' bzw. das ein­ stückig mit diesem verbundene Gehäuse 22 um 90° gegenüber dem Einsatz 11'' verdreht. Hierdurch verschieben sich Einsatz 11'' und Funktionselementträger 20'' relativ zueinander in axialer Richtung. Gleichzeitig kommen die unterstromigen En­ den der Betätigungsstifte 96'', 98'' von der Anschlagfläche 13'' des Einsatzes 11'' frei, wodurch sich die Prallelemente 30'', 32'' unterstützt durch die Federkraft der zugehörigen Federn öffnen können.

Auch bei dieser Ausführungsform läßt sich in einer zusätzli­ chen, nicht dargestellten Betriebsstellung eine nur geringfü­ gige Öffnung der Prallelemente 30'', 32'' erreichen, wodurch der Rotordüsenkopf als Rundstrahldüse eingesetzt werden kann.

Sowohl die Gehäuse 10, 10' wie auch die Funktionselementträ­ ger 20, 20', 20'' sind einstückig ausgebildet und aus Kunst­ stoff hergestellt. Die Prallelemente bestehen aus Metall, können jedoch auch aus anderen Materialien gefertigt werden.

Claims (23)

1. Rotordüsenkopf mit

• - einer durchströmbaren Rotordüse (50, 50', 50'');
• - einem Düsenlager (42, 42', 42''), dessen axiale Position verstellbar ist; und
• - zumindest einem radial verstellbaren Prallele­ ment (30, 30', 30''; 32, 32', 32''),
  gekennzeichnet durch
  einen axial verstellbaren Funktionselementträger (20, 20', 20''), der
• - zumindest teilweise als Betätigungsgehäuse (22, 22', 22'') ausgebildet ist,
• - das Düsenlager (42, 42', 42'') aufweist, und
• - das Prallelement (30, 30', 30''; 32, 32', 32'') la­ gert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prallelement (30, 30', 30''; 32, 32', 32'') über eine Schwenkachse (34, 34', 34''; 36, 36', 36'') an dem Funktionselementträger (20, 20', 20'') befestigt ist.

3. Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Prallelemente (30, 30', 30''; 32, 32', 32'') vor­ gesehen sind, die aus einer geschlossenen Lage, in der sie spitzwinklig aufeinander zulaufen und sich vorzugsweise zumindest an ihren oberstromigen Enden berühren, in eine geöffnete Lage verschwenkbar sind, in der sie sich von ihren unterstromigen, beabstande­ ten Enden zu ihren oberstromigen Enden hin kegelför­ mig öffnen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Abstand der unterstromigen Enden der geschlossenen Prallelemente (30, 30'; 32, 32') im we­ sentlichen die gleiche Größenordnung aufweist, wie der oberstromige Innendurchmesser der Rotordüse (50, 50').

5. Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionselementträger (20, 20') in einem Gehäuse (10, 10') aufgenommen ist, das vorzugsweise ein Zen­ trierstück (70, 70') für das unterstromige Ende der Rotordüse (50, 50') aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionselementträger (20, 20') in dem Gehäu­ se (10, 10') mittels einer Drehbewegung axial ver­ schiebbar ist.

7. Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden An­ sprüche 5-6, dadurch gekennzeichnet, daß ein gehäusefestes Anschlagelement (37, 37'; 38, 38') vorgesehen ist, das eine Verstellung des Prallelemen­ tes (30, 30'; 32, 32') hemmt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionselementträger (20, 20') im Bereich des Prallelementes (30, 30'; 32, 32') eine zu dem An­ schlagelement (37, 37'; 38, 38') komplementäre Aus­ sparung aufweist.

9. Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zentrierstück (70, 70'') umfangsseitig axiale Durchflußöffnungen (72, 74) und an seinem oberstromi­ gen Ende eine Kegelfläche (76) aufweist, die mit zu­ mindest einer Nut (78) versehen ist.

10. Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Relativlage zwischen dem Funktionselement­ träger (20, 20'') und einem Gehäuse (10) oder einem Einsatz (11'') in vorzugsweise drei Positionen arre­ tierbar ist.

11. Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionselementträger (20, 20', 20'') unterstro­ mig des Düsenlagers (42, 42', 42'') einen konischen Hohlraum (40, 40', 40'') bildet.

12. Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionselementträger (20, 20', 20'') im Bereich des Düsenlagers (42, 42', 42'') einen vorzugsweise an­ geformten Haltekragen (44, 44') aufweist, und daß die Rotordüse (50', 50'') in ihrem oberstromigen Bereich eine Ringnut (56, 56') aufweist.

13. Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionselementträger (20, 20', 20'') oberstromig des Düsenlagers (42, 42', 42'') einen sich vorzugswei­ se kegelförmig öffnenden Hohlraum (23, 23', 23'') auf­ weist, in dem die Prallplatte angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchströmungskanal (52, 52', 52'') der Rotordüse (50, 50', 50'') eine Einschnürung (54, 54') aufweist.

15. Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionselementträger (20, 20', 20'') an seiner oberstromigen Seite als Betätigungsgehäuse (22, 22', 22'') ausgebildet ist und unterstromig davon das Düsen­ lager (42, 42', 42'') aufweist.

16. Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionselementträger (20') im Bereich der Rotor­ düse (50') flexibel ausgebildet ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionselementträger (20') im Bereich der Rotor­ düse (50') radial verstellbare Lamellen (90') aufweist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (90') durch Stellelemente (92', 94') radi­ al verstellbar sind, die an diesen oder an einem Ge­ häuse (10') angeordnet sind.

19. Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionselementträger (20'') im wesentlichen über seine gesamte axiale Länge als Betätigungsgehäuse (22'') ausgebildet ist.

20. Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Funktionselementträger (20'') verdrehbar und/oder axial verschiebbar ein Einsatz (11'') aufge­ nommen ist, der vorzugsweise ein Zentrierstück (70'') für das unterstromige Ende der Rotordüse (50'') auf­ weist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Betätigungselement (96'', 98'') zwischen dem Prallelement (30'', 32'') und dem Einsatz (11'') vor­ gesehen ist.

22. Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Prallelement (30'', 32'') federbelastet und/oder mit einer Blecheinlage belegt ist.

23. Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionselementträger (20, 20', 20'') einstückig ausgebildet ist.