DE19803035A1

DE19803035A1 - Rotordüse

Info

Publication number: DE19803035A1
Application number: DE19803035A
Authority: DE
Inventors: Anton Jaeger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-01-27
Filing date: 1998-01-27
Publication date: 1999-07-29
Also published as: EP0931594A2; EP0931594A3; EP0931594B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotordüse, insbesondere für ein Hochdruckrei nigungsgerät, mit einem Düsengehäuse, das an seinem axial einen Ende eine insbesondere zentrale Einlaßöffnung und am anderen Ende eine Auslaßöffnung für die Reinigungsflüssigkeit aufweist, sowie mit einem im Düsengehäuse gegenüber dessen Längsachse geneigt angeordneten, dreh angetriebenen und an der Gehäuseinnenwand sich abwälzenden Läufer oder Rotor, in dem eine von der Reinigungsflüssigkeit durchströmte Düse vorgesehen ist, deren zur Auslaßöffnung weisendes Ende in einem Napfla ger beweglich abgestützt ist.

Rotordüsen dieser Art sind beispielsweise bekannt aus der DE 39 02 478 C1 oder der DE 44 19 404 A1.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter gleichzeitiger Minimie rung des im Napflager auftretenden Verschleißes ein möglichst optimales Drehzahlverhalten des sich an der Gehäuseinnenwand abwälzenden Läu fers einerseits und der im Napflager abgestützten Düse andererseits zu gewährleisten.

Dazu ist gemäß der Erfindung im wesentlichen vorgesehen, daß der Rotor eine Außenhülse und eine dazu konzentrische, die Düse halternde und relativ zur Außenhülse zumindest drehbewegliche Innenhülse umfaßt, die durch die Außenhülse von der Rotationsbewegung der Reinigungsflüssig keit im Düsengehäuse entkoppelt ist, und daß die Außenhülse gegen Ei genrotation um ihre Achse blockiert ist.

Demgemäß ist die die Düse tragende Innenhülse von der im Düsengehäu se rotierenden Wassermenge abgeschottet und kommt nur mit dem axial in die Innenhülse eintretenden und von der Innenhülse zur Düse geleite ten Wasser in Berührung, was auch die Gleichrichtung des zur Düse ge führten Wassers erleichtert und die Wirksamkeit eines Gleichrichters er höht, der beispielsweise in der Innenhülse eingangsseitig angeordnet ist. Wesentlich ist, daß durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung die Bewe gung der Innenhülse von der Bewegung der Außenhülse entkoppelt ist und damit eine sich einstellende Eigendrehung der Innenhülse unabhän gig von der Bewegung der mit der Gehäuseinnenwand in Berührung kommenden Außenhülse ist, die bezüglich einer Eigenrotation um ihre Achse blockiert ist.

Die Verdrehsicherung der Außenhülse wird bevorzugt durch eine gabel förmige Gestaltung des napflagerseitigen Endes der Außenhülse in Ver bindung mit gehäusefesten, zwischen die Gabelelemente eingreifenden Stegen oder dadurch realisiert, daß eine Außenhülse mit im wesentlichen linsenförmiger Querschnittsform verwendet wird, deren Außenkontur der Innenkontur des Düsengehäuses angepaßt ist, so daß aufgrund der form schlüssigen Anlage der Außenhülse an der Gehäuseinnenwand eine Ei genrotation der Außenhülse um ihre Achse verhindert wird.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un teransprüchen angegeben.

Die Erfindung sowie durch die Erfindung erzielte Vorteile werden nachfol gend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Axialschnittdarstellung durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rotordüse,

Fig. 2 eine schematische Axialschnittdarstellung durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rotordüse,

Fig. 3 eine schematische Axialschnittdarstellung einer dritten Aus führungsform einer Rotordüse nach der Erfindung mit sepa rater Schnittdarstellung entsprechend der Linie A-B, und

Fig. 4 eine schematische Axialschnittdarstellung einer vierten Aus führungsform einer erfindungsgemäßen Rotordüse.

Die Rotordüse nach Fig. 1 umfaßt ein kegelförmiges Düsengehäuse 1 mit einem einlaßseitig gelegenen zylindrischen Ansatz, in dem ein Abschluß teil abgedichtet angeordnet ist, das eine Einlaßöffnung aufweist, über die die unter Druck stehende Reinigungsflüssigkeit bzw. Wasser tangential in den Gehäuseinnenraum eingeleitet wird. Diese im Gehäuseinnenraum ro tierende Flüssigkeit nimmt den Rotor 4 mit bzw. setzt diesen Rotor 4 in Drehung und strömt durch den Rotor 4 über eine Düse 6 zur Auslaßöff nung 3.

Der Rotor 4 besteht aus einer Innenhülse 15 und einer Außenhülse 16, wobei die Innenhülse 15 relativ zur Außenhülse 16 drehbar ist und die Düse 6 trägt, welche in einem Napflager 5 abgestützt ist.

Zur Erleichterung der relativen Verdrehbarkeit von Innenhülse 15 und Außenhülse 16 liegt die Außenhülse 16 nicht vollflächig an der Innenhül se 15 an, sondern lediglich in gegenseitig beabstandeten, relativ kleinflä chigen Lagerbereichen 20.

Während die Innenhülse 15 aus Metall, beispielsweise Messing, bestehen kann, wird für die Außenhülse 16 vorzugsweise ein elastisch komprimier bares Material, z. B. ein Kunststoffmaterial oder Gummimaterial verwen det.

In der Innenhülse 15 ist zweckmäßigerweise einlaßseitig im Strömungs kanal 13 ein Strömungsgleichrichter angeordnet.

Das Napflager 5 ist in einem Lageraufnahmeteil 7 aus Kunststoffmaterial ausgebildet, das abdichtend in das Düsengehäuse 1 eingesetzt ist und zum Gehäuseinnenraum 12 hin einen Führungsansatz 11 aufweist, der außenseitig kugelkalottenförmig gestaltet ist und vom komplementär ge formte Ende der Außenhülse 16 umgriffen ist. Zwischen diesem Füh rungsansatz 11 und der Außenhülse ist ferner eine ein Drehen der Au ßenhülse 14 um deren Achse 17 verhindernde Blockiereinrichtung vorge sehen.

Aufgrund der geschilderten Ausgestaltung kann der Rotor 4 von der im Gehäuseinneren 12 rotierenden Flüssigkeit in eine Umlaufbewegung unter Anlage an der Gehäuseinnenwand versetzt werden, so daß ein kegelförmi ges Spritzbild entsteht. Die sich im Betrieb der Rotordüse einstellende Ei gendrehung der Düse 6 bzw. der diese Düse halternden Innenhülse 15 ist von der Rotationsbewegung der Reinigungsflüssigkeit bzw. des Wassers im Gehäuseinnenraum 12 völlig entkoppelt, da die Außenhülse 16 als Ab schirmung wirkt und die Reinigungsflüssigkeit bzw. das Wasser lediglich axial durch die Innenhülse in Richtung der Düse 6 strömt und somit kei ne tangentiale Antriebskomponente auf die Innenhülse 15 wirkt.

Zu erwähnen ist auch, daß durch den Eingriff des napflagerseitigen Endes der Außenhülse 16 in den Bereich zwischen dem Führungsansatz 11 und der diesem gegenüberliegenden Gehäuse-Führungswand 9 eine Verbesse rung des Anlaufverhaltens dergestalt erreicht wird, daß die Düse unmit telbar nach Betriebsbeginn zentriert im Napflager anliegt und damit durch Fehlausrichtung bedingte Verschleißeffekte weitestgehend ausgeschaltet werden.

Wichtig ist ferner, daß auch dann, wenn die Düse 6 bzw. der Rotor 4 un ter einem größeren Winkel zur Achse steht, keine Gefahr besteht, daß die Düse 6 das Napflager verläßt. Die Düse 6 wird vielmehr durch die vorge sehene Konstruktion im Lager gehalten.

Durch die Wahl eines geeignet kompressiblen und/oder bezüglich der Ge häuseinnenwand eine vorgebbare Reibungswirkung aufweisenden Materi- als für die Außenhülse 16 kann ein definiertes Drehzahlverhalten des Ro tors 4 vorgegeben werden, und zwar unter Gewährleistung der stets gege benen bewegungsmäßigen Entkopplung der Innenhülse 15.

Die Ausführungsvariante nach Fig. 2 zeigt eine konkrete Realisierung der bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 erwähnten Drehblockierung der Au ßenhülse 16. Dazu sind am napflagerseitigen Ende der Außenhülse 16 Gabelelemente 18 ausgebildet, zwischen die Stege 19 eingreifen, die fest mit dem Gehäuse 1 und vorzugsweise mit dem Führungsansatz 11 ver bunden sind. Diese Drehblockierungselemente beeinträchtigen den Um lauf des Rotors nicht, verhindern jedoch ein Drehen der Außenhülse 16 um deren Achse.

Ansonsten unterscheidet sich diese Ausführungsvariante von der Ausfüh rungsform nach Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß die Außenhülse 16 nur auf einem Teilbereich ihrer Länge an der Innenwandung des Gehäu ses 1 zur Anlage kommt, und zwar über ein eingesetztes Hülsenteil 21 aus einem elastisch kompressiblen Material. Dieses Hülsenteil 21 steht über die Außenkontur der eigentlichen Außenhülse 16 etwas vor. Dieses aus elastischem Material bestehende Hülsenteil 21 kann fest mit der Außen hülse 16 verbunden oder lose in einer entsprechenden Ausnehmung gela gert sein, so daß nicht nur eine Relativverdrehung zwischen der Innenhül se 15 und der Außenhülse 16, sondern auch gegebenenfalls noch eine Relativverdrehung zwischen Außenhülse 16 und Hülsenteil 21 möglich ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist die Außenhülse 16 gegen Eigen rotation nicht im Bereich des Napflagers blockiert, sondern diese Blockie rung erfolgt über die Wahl einer linsenförmigen Querschnittsform 22 für die Außenhülse 16, wie dies die Schnittdarstellung entsprechend der Linie A-B zeigt.

Aufgrund dieser Querschnittsgestaltung der Außenhülse 16 wird nicht nur ein Drehen dieser Hülse um ihre Achse verhindert, sondern es wird dadurch auch eine vergrößerte und entsprechend der jeweiligen Quer schnittsform vorgebbare Anlagefläche der Außenhülse 16 relativ zur In nenwand des Gehäuses 1 geschaffen, wodurch ein weiterer Parameter zur Festlegung des gewünschten Drehzahlverhaltens zur Verfügung steht.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist unter Beibehaltung des Ent kopplungsprinzips zwischen Innenhülse und Außenhülse des Rotors eine mehrteilige Außenhülse vorgesehen. Der mit dem napflagerseitigen Füh rungsansatz 11 zusammenwirkende Teil der Außenhülse ist dabei als se parates Lagerteil 24 ausgebildet, daß unter Vorspannung einer Feder 23 steht. Auf diese Weise wird der definierte Formschluß im Kugelkalottenbe reich zwischen Führungsansatz 11 und Lagerteil 4 auch dann unverän dert beibehalten, wenn im Bereich des Napflagers Verschleiß auftritt. Dies führt dazu, daß praktisch zwei relativ zueinander verschiebbare Paßlager vorliegen, nämlich das Paßlager zwischen Düse und Napflager und das Paßlager zwischen Lagerteil 24 und Führungsansatz 11.

Im unteren Bereich des Rotors 4 ist ein Außenhülsenteil 25 auf der In nenhülse 15 vorgesehen, das Aufnahmeringbereiche für gegenseitig beab standete Stützringe 26 aufweist. Das Außenhülsenteil 25 ist auf der In nenhülse 15 drehbar gelagert, und die Stützringe 16, die aus komprimier baren Material bestehen können, sind in den zugehörigen Ringaufnahmen entweder fest oder ebenfalls drehbar angeordnet. Der in den Ausfüh rungsformen nach den Fig. 1 und 3 ausdrücklich zeichnerisch gezeigte Spalt 27 ist in mehr oder weniger stark ausgeprägter Form auch bei den üblichen Ausführungsvarianten zwischen Innenhülse und Außenhülse vorhanden, um die relative Verdrehbarkeit sicherzustellen.

Nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung, die insbesondere für den preiswerten Hobbybereich bestimmt ist, wird die Verdrehbarkeit der Außenhülse um ihre Achse vorzugsweise unter Verwendung einer Ka belfixierung analog Fig. 2 verhindert, aber es wird gleichzeitig die relative Verdrehbarkeit zwischen Außenhülse und Innenhülse nicht realisiert, sondern bezüglich dieser beiden Hülsen eine relative Unverdrehbarkeit vorgesehen, die beispielsweise durch Einpressen oder eine sonstige Klemmfixierung zwischen Innen- und Außenhülse erreicht wird.

Bezugszeichenliste

1

Düsengehäuse

2

Einlaßöffnung

3

Auslaßöffnung

4

Rotor, Läufer

5

Napflager

6

Düse

7

Lageraufnahmeteil

9

Gehäuse-Führungswand

11

Führungsansatz

12

Gehäuseinnenraum

13

Strömungskanal

14

Längsachse

15

Innenhülse

16

Außenhülse

17

Achse

18

Gabelelement

19

Stege

20

Lagerbereich

21

Hülsenteil

22

linsenförmiger Querschnitt

23

Feder

24

Lagerteil

25

Außenhülsenteil

26

Stützringe

27

Spalt

Claims

1. Rotordüse, insbesondere für ein Hochdruckreinigungsgerät, mit ei nem Düsengehäuse (1), das an seinem axial einen Ende eine insbe sondere zentrale Einlaßöffnung (2) und am anderen Ende eine Aus laßöffnung (3) für die Reinigungsflüssigkeit aufweist, sowie mit ei nem im Düsengehäuse (1) gegenüber dessen Längsachse (14) ge neigt angeordneten, drehangetriebenen und an der Gehäuseinnen wand sich abwälzenden Läufer oder Rotor (4), in dem eine von der Reinigungsflüssigkeit durchströmte Düse (6) vorgesehen ist, deren zur Auslaßöffnung (3) weisendes Ende in einem Napflager (5) be weglich abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (4) eine Außenhülse (16) und eine dazu konzentri sche, die Düse (6) halternde und relativ zur Außenhülse (16) zumin dest drehbewegliche Innenhülse (15) umfaßt, die durch die Außen hülse (16) von der Rotationsbewegung der Reinigungsflüssigkeit im Düsengehäuse (1) entkoppelt ist, und daß die Außenhülse (16) ge gen Eigenrotation um ihre Achse (17) blockiert ist.

2. Rotordüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhülse (16) napflagerseitig einen kalottenförmig ge stalteten Führungsansatz (11) übergreift und diesem insbesondere innenseitig komplementär angepaßt ist, und daß zwischen diesen Führungsansatz (11) und der Außenhülse (16) eine Verdrehsiche rung vorgesehen ist.

3. Rotordüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehsicherung durch eine gabelförmige Gestaltung des Endes der Außenhülse (16) in Verbindung mit zwischen die Gabel elemente (18) eingreifenden Stegen (19) des Führungsansatzes (11) ausgebildet ist.

4. Rotordüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhülse (16) aus einem elastischen Material besteht.

5. Rotordüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhülse (16) auf der Innenhülse (15) über ringförmige Lagerbereiche (20) abgestützt ist.

6. Rotordüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhülse (16) metallisch ausgebildet ist und außenseitig mit einem mit ihr fest verbundenen Hülsenteil (21) aus elastischem Material, insbesondere Gummi versehen ist, das vorzugsweise über die Kontur der Außenhülse (16) übersteht.

7. Rotordüse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Hülsenteil (21) im unteren Bereich der Außen hülse (16) vorgesehen ist und sich nur über einen Teilbereich der Länge der Außenhülse (16) erstreckt.

8. Rotordüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der napflagerseitigen Verdrehsicherung eine durch die Querschnittsform der Außenhülse (16) realisierte Verdrehsicherung vorgesehen ist.

9. Rotordüse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhülse (16) eine linsenförmige Querschnittsform (22) besitzt und die Außenkontur der Linse der Innenkontur des Düsen gehäuses (1) angepaßt ist.

10. Rotordüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhülse (16) zumindest zweiteilig ausgebildet ist und napflagerseitig ein unter der Vorspannung einer Feder (23) stehen des, axial auf der Innenhülse (15) verschiebbares Lagerteil (24) auf weist.

11. Rotordüse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein zuströmseitiges Außenhülsenteil (25) zumindest zwei gegen seitig beabstandete, aus elastisch kompressiblem Material beste hende Stützringe (26) trägt.

12. Rotordüse, insbesondere für ein Hochdruckreinigungsgerät, mit ei nem Düsengehäuse (1), das an seinem axial einen Ende eine insbe sondere zentrale Einlaßöffnung (2) und am anderen Ende eine Aus laßöffnung (3) für die Reinigungsflüssigkeit aufweist, sowie mit ei nem im Düsengehäuse (1) gegenüber dessen Längsachse (14) ge neigt angeordneten, drehangetriebenen und an der Gehäuseinnen wand sich abwälzenden Läufer oder Rotor (4), in dem eine von der Reinigungsflüssigkeit durchströmte Düse (6) vorgesehen ist, deren zur Auslaßöffnung (3) weisendes Ende in einem Napflager (5) be weglich abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (4) eine Außenhülse (16) und eine dazu konzentri sche, die Düse (6) halternde und mit der Außenhülse (16) drehfest verbundene Innenhülse (15) umfaßt, und daß die Außenhülse (16) gegen Eigenrotation um ihre Achse (17), insbesondere mittels einer napflagerseitigen Gabelanordnung blockiert ist.