Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rotordüse für ein Reinigungsgerät, insbesondere für ein Hochdruckreinigungsgerät. Ferner betrifft die Erfindung auch die Verwendung einer Rotordüse in einem Reinigungsgerät, und insbesondere in einem Hochdruckreinigungsgerät.
Rotordüsen für Reinigungsgeräte sind im Stand der Technik bekannt.
So ist beispielsweise aus der europäischen Patentschrift EP 0 600 937 B1 eine Rotordüse für ein Hochdruckreinigungsgerät bekannt, bei welcher die Düse in einem Gehäuse angeordnet ist und im Auslassbereich des Gehäuses in einer Lagerpfanne aufgenommen und im Kopfbereich über Bremskörper an der Innenwand des Gehäuses abgestützt ist.
Nachteilig hierbei ist es jedoch, dass sowohl die Lagerung des Düsenkörpers im Bereich der Ausgangsöffnung, als auch die Abstützung über die Bremskörper innerhalb des Rotorgehäuses aufwendig und damit kostenintensiv ist.
Auch die deutsche Gebrauchsmusteranmeldung DE 200 22 303 U1 betrifft eine Rotordüse für ein Reinigungsgerät, bei welcher die Flüssigkeit in tangentialer Richtung in den Innenraum des Gehäuses der Rotordüse eingeleitet wird und hierbei eine, um die Längsachse des Gehäuses rotierende Flüssigkeitssäule bildet. Diese Flüssigkeitssäule nimmt bei ihrer Rotation um die Längsachse den Düsenkörper mit, der auf diese Weise längs eines Kegelmantels, der innerhalb des Gehäuses gebildet ist, umläuft.
Bei diesem Schutzrecht wird der Düsenkörper im vorderen Bereich in einer Lagerpfanne aufgenommen, welche auch eine Durchlassöffnung für die Flüssigkeit bereitstellt, und ist im oberen Bereich mittels eines Gleitringes gelagert.
Ferner betrifft auch die europäische Patentanmeldung EP 1 305 079 A1 eine Rotordüse für ein Reinigungsgerät, bei welchem der im Gehäuse aufgenommene Düsenkörper durch den Strom der Flüssigkeit um eine vorgegebene Achse des Gehäuses bewegt wird. Hierzu weist der Düsenkörper einen Abstützbolzen auf, der in einer Ausnehmung des Gehäuses aufgenommen ist.
Auch die deutsche Offenlegungsschrift DE 42 20 561 A1 betrifft eine Rotationsdüse für Hochdruckreinigungsgeräte, deren Düsenkörper in einem Gehäuse aufgenommen ist. Gelagert wird die Düse durch einen Lagerkopf, der in einer Aufnahmefassung aufgenommen und um die Längsachse frei drehbar ist.
Ausgehend vom Stand der Technik, stellt sich bei der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, eine Rotordüse der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach aufgebaut und insbesondere leicht verwendbar ist. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Düsenkörper bereit zu stellen, bei welchem die verwendeten Düsen verändert bzw. ausgetauscht werden können, um insbesondere für unterschiedliche Anwendungen den Flüssigkeitsstrahl am Auslass des Düsenkörpers verändern bzw. den Anforderungen des Bedieners anpassen zu können.
Die Aufgabe wird durch eine Rotordüse gemäß des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Rotordüse sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Aufgabe wird auch durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Rotordüse in einem Reinigungsgerät gelöst.
Erfindungsgemäß weist die Rotordüse für ein Reinigungsgerät, insbesondere ein Hochdruckreinigungsgerät wenigstens ein Gehäuse auf, das mit einer Zuführungsleitung und einem Auslass für eine Flüssigkeit ausgestattet ist. Innerhalb des Gehäuses ist ein Düsenkörper aufgenommen, der von der Flüssigkeit, die über die Zuführungsleitung der Rotordüse zugeführt wird, durchströmt wird und welcher durch den Strom der Flüssigkeit um eine vorgegebene Achse des Gehäuses bewegt wird. Der Düsenkörper ist gemäß der vorliegenden Erfindung an einem Ende auf einem, im Gehäuse angeordneten Lager abgestützt. Der Düsenkörper ist ferner mit wenigstens einem Teil seines Aussenmantels mit einer innenliegenden Oberfläche des Gehäuses in Kontakt. Das den Düsenkörper abstützende Lager weist im zentralen Bereich eine Ausnehmung auf und wird über einen, in das Gehäuse eingearbeiteten zylindrischen Lagersitz abgestützt. Das Lager weist, nach innen zum Gehäuse hin, eine konzentrisch zum Auslass angeordnete Erhöhung auf. Der Düsenkörper selbst weist eine Gleitfläche auf, welche sich vorzugsweise im wesentlichen konzentrisch um die Düsen des Düsenkörpers herum erstreckt und wenigstens teilweise die Lagerfläche des Lagers aufnimmt.
Die Gleitfläche des Düsenkörpers und die Form der Lagerfläche des Lagers sind gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform im wesentlichen aufeinander angepasst bzw. abgestimmt.
Entsprechend einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform bildet die Erhöhung eine Lagerfläche, welche nach der vorliegenden Erfindung wenigstens abschnittsweise eine Form aufweist, die kugelförmig oder parabolisch oder elliptisch oder kegelförmig oder Kombination hiervon und dergleichen ist.
Die Ausnehmung des Lagers ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform im wesentlichen konzentrisch zum Auslass des Gehäuses für die Flüssigkeit angeordnet. Es ist nicht notwendig, dass die Ausnehmung des Lagers unmittelbar von der Flüssigkeit des Reinigungsgerätes durchströmt wird, sondern dass insbesondere gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform die Ausnehmung im Lager dazu dient, wenigstens einen Teil der im Düsenkörper angeordneten Düse aufzunehmen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Düse axial innerhalb des Düsenkörpers angeordnet und durchdringt die Ausnehmung des Lagers mit einer vorgegebenen Länge.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Lager als herausnehmbarer Einsatz im Gehäuse angeordnet. Dies hat unter anderem den Vorteil, dass bei hohem Verschleiß das Lager selbst ausgetauscht werden kann, ohne jedoch die gesamte Rotordüse wechseln zu müssen.
Die Lagerfläche des eingesetzten Lagers im Gehäuse kann gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform teilweise kugelförmig ausgebildet sein und ist insbesondere derart gestaltet, dass der Mittelpunkt der kugelförmigen Oberfläche auf der Mittelachse des Lagers angeordnet ist und durch vorzugsweise einen Radius gebildet wird, der einen Abstand zum Mittelpunkt zwischen 3 mm und 15 mm, insbesondere für zwischen 5 mm und 10 mm aufweist.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform weist die Gleitfläche des Düsenkörpers einen Öffnungswinkel zur Rotationsachse auf, der zwischen 110° und 150°, insbesondere zwischen 120° und 140° liegt. Dieser Öffnungswinkel wird insbesondere dadurch erzielt, dass die Gleitfläche in diesem Ausführungsbeispiel einen kegelstumpfförmigen Querschnitt aufweist, dessen seitliche Schenkel in einem, wie zuvor geschilderten Winkel zur Rotationsachse angeordnet sind.
Selbstverständlich hat diese Form der Gleitfläche zur Folge, dass das Lager im Gehäuse auch entsprechend ausgeführt ist, um insbesondere eine optimale Lagerung des Düsenkörpers zu gewährleisten. Hierbei soll insbesondere durch die Lagerung der Verschleiß und die Reibung zwischen den bewegten und statischen Bauteilen gering gehalten werden und u.a. auch eine ausreichende Abdichtung zwischen dem Lager im Gehäusekörper und dem Düsenkörper bzw. der Gleitfläche erreicht werden. Dies kann sowohl durch einen flächigen Auflagebereich, als auch durch einen linienförmigen Auflagebereich zwischen der Gleitfläche und der Lageroberfläche erzielt werden.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Gleitfläche kugelförmig ausgebildet und weist einen Radius auf, der gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform zwischen 3 mm und 17 mm liegt und insbesondere größer ist, als der Radius der Lagerfläche.
Das Gehäuse der Rotordüse ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform aus einem Material hergestellt, welches wenigstens ein Material aus einer Gruppe von Materialien aufweist, welche Polyamid, Polyacryl, Metalle, Verbundwerkstoffe wie beispielsweise faserverstärkte Kunststoffe, Polyamid mit einem vorgegebenem Anteil an Glasfasern, Kombinationen hieraus und dergleichen aufweist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Gehäuse durch eine Gehäusehaube und wenigstens einen Gehäusefuß gebildet. In dem Gehäusefuß ist bevorzugt die Zuführungsleitung für die Flüssigkeit angeordnet. In der Gehäusehaube ist die zylindrische Aufnahme des Lagers mit der Ausnehmung und mit dem erhöhten Lagersitz angeordnet
Der Düsenkörper hat nach einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform eine im wesentlichen zylindrische oder im wesentlichen konische Rundform, in welcher die bevorzugt wechselbare Düse aufgenommen ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Länge der Düse derart gewählt, dass deren Austrittsende innerhalb eines Kreisbogens mit dem Durchmesser von 0,1 mm bis 6 mm und bevorzugt von 3 mm liegt, wobei der Kreisbogen um den Schnittpunkt der Rotationsachse des Düsenkörpers mit der Mittelachse des Gehäuses angeordnet ist.
Entsprechend einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird die Gleitfläche des Düsenkörpers durch einen separaten Einsatz gebildet, der am Düsenkörper angeordnet ist. Hierbei ist der Einsatz des Düsenkörpers bevorzugt aus wenigstens teilweise einem Material hergestellt, welcher aus einer Gruppe von Materialien ausgewählt ist, die insbesondere verschleißresistente Keramiken, Keramikverbundstoffe, Stoffe mit wenigstens einem Keramikanteil, Kunststoffe wie z. B. Polyetherketone, Kombinationen hieraus und dergleichen aufweist.
Es liegt selbstverständlich auch im Sinn der vorliegenden Erfindung, dass nicht der komplette Einsatz des Düsenkörpers, sondern lediglich die Gleitfläche des Düsenkörpers bzw. des Einsatzes aus einem der vorgenannten Materialien hergestellt ist, so dass u.a. der Verschleiß bzw. der Reibwiderstand möglichst reduziert wird. Entsprechendes gilt auch für das Lager des Gehäuses und/oder die Lagerfläche des Lagers des Gehäuses.
Die Verbindung zwischen Düsenkörper und Einsatz bzw. zwischen Lager und Gehäuse kann entsprechend der vorliegenden Erfindung lösbar sein, wobei auch die form-, kraft- und/oder stoffschlüssige Verbindung zwischen den Bauteilen im Sinn der Erfindung liegt.
Das obere Ende das Düsenkörpers wird gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform durch einen Abrollkörper gebildet, welcher derart angeordnet ist, dass durch die seitlichen Kanäle die Reinigungsflüssigkeit in den Düsenkörper einströmen kann und sich der Düsenkörper über den Außsenradius des Abrollkörpers auf der Innenwand des Gehäuses abstützt bzw. abrollen.
Hierbei ist der Abrollkörper gemäß einer weiteren Ausführungsform aus wenigstens teilweise einem Material hergestellt, das die Abnutzung der Gehäuseinnenseite möglichst reduziert. Dies kann beispielsweise ein Material wie Hartgummi oder dergleichen sein.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform weist der Abrollkörper eine zylindrische Ausnehmung auf, in welche ein zylindrisch geformter Körper insbesondere formschlüssig eingesetzt wird. Bevorzugt wird der Körper aus einem Material wie Messing oder dergleichen hergestellt und dient dazu, die Masse des Düsenkörpers auf die jeweiligen Vorgaben anzupassen.
Die Erfindung betrifft ferner auch die Verwendung einer Rotordüse wie sie in einem der vorgenannten Ausführungsbeispiele beschrieben ist, für ein Reinigungsgerät, insbesondere für ein Hochdruckreinigungsgerät wie sie z.B. bei mobilen Hochdruckreinigungsmaschinen oder bei Waschstrassen für PKW oder LKW im Stand der Technik bekannt sind .
Die Erfindung wird nachfolgend an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass hierdurch die Erfindung in ihren Gestaltungsmöglichkeiten nicht beschränkt wird, sondern dass insbesondere auch die Modifikation bzw. Anpassung der Lager, Lageroberflächen, Gleitflächen und so weiter im Sinn der vorliegenden Erfindung liegt.
So zeigt Fig. 1 eine mögliches Ausführungsbeipiel für eine erfindungsgemäße Rotordüse im Querschnitt.
Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiels wird eine Reinigungsflüssigkeit wie beispielsweise Wasser mit oder ohne Zusätzen über die Zuleitung 1 der Rotordüse zugeführt. Neben Wasser kann auch als Reinigungsflüssigkeit ein Reinigungsmedium wie beispielsweise Wasserdampf und dergleichen verwendet werden. Die Reinigungsflüssigkeit strömt über die Öffnungen 6 der Platte 5 in den konusförmigen Innenabschnitt des Gehäuses, gelangt anschließend über die Öffnungen des Düsenkörpers 11 zur Düse 12, den Düsenkanal 19 und verlässt die Rotordüse über die Mündung der Düse bzw. des Auslasses der Rotordüse. Bevorzugt ist die Länge der Düse derart gewählt, dass sich die Mündung der Düse innerhalb des Auslasses 8 der Rotordüse befindet.
Hierbei besteht die Rotordüse aus einer Gehäusehaube 7 und einem Gehäusefuß 2, in welchem die Zuführungsleitung 1 angeordnet ist. Der Gehäusefuß 2 ist über eine Gewindeverbindung 3 mit der Gehäusehaube 7 verbunden und weist ein Dichtelement vorzugsweise einen O-Ring auf. Selbstverständlich kann die Abdichtung auch durch andere Arten, wie sie im Stand der Technik bekannt sind, erfolgen.
In axialer Richtung ist zwischen dem Gehäusefuß 2 und der Gehäusehaube 7 eine Düsenplatte 5 angeordnet, welche zumindest eine Durchführung 6 aufweist, durch welche die Flüssigkeit, welche über die Zuführungsleitung 1 der Rotationsdüse zugeführt wird, in den kegelförmigen Innenabschnitt der Rotationsdüse mündet. Dabei sind die Öffnungen der Düsenplatte in der Art gestaltet, dass die Flüssigkeit in einem vorgegebenen Winkel in den konusförmigen Innenbereich der Rotordüse eintritt, wodurch der Düsenkörper 11 mit der Düse 12 in Bewegung, vorzugsweise in Rotationsbewegung, versetzt wird.
Die Bewegung des Düsenkörpers erfolgt hierbei in der Weise, dass der Düsenkörper entlang der konischen Innenfläche 15 des Gehäuses 7 um die Achse 23 rotiert, wobei der Düsenkörper 11 ferner eine Eigenrotation um seine Rotationsachse 22 durchführt.
Über den Winkel α, der durch die Mittelachse 23 und die Rotationsachse 22 gebildet wird, lässt sich gemäß der vorliegenden Erfindung der Strahlkreis, der durch die rotierende Düse gebildet wird, in seiner Größe festlegen. So kann mit der Größe zum Beispiel der Anwendungsbereich als "Schmutzfräse" bestimmt werden, wobei hierdurch das Reinigen von größeren Flächen für den Bediener vereinfacht wird, da durch die Rotationsbewegung des Reinigungsstrahls die Bearbeitungsfläche vergrößert wird.
Der Düsenkörper 11 weist ferner eine Gleitfläche 21 auf, die gemäß der vorliegenden Erfindung als Kugelflächenabschnitt ausgebildet ist. Über diese Gleitfläche stützt sich der Düsenkörper auf dem Lager 9 ab, welches eine Lagerfläche 20 aufweist, die im wesentlichen auch einen kugelförmigen Oberflächenabschnitt bildet.
Gemäß eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels können sich die Durchmesser der kugelförmigen Abschnitte der Gleitfläche und der Lagerfläche unterscheiden, wobei bevorzugt die Gleitfläche des Düsenkörpers etwas größer ausgeführt ist, als die Lagerfläche.
Gemäß eines weiteren besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels ist die Gleitfläche 21 als Konusöffnung mit einem Öffnungswinklel zwischen 110° und 150°, bevorzugt zwischen 120° und 140° ausgelegt.
Die Düse 12 mündet gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel im Auslassbereich 8 des Düsengehäuses.
Der Düsenkörper weist gemäß dieses Ausführungsbeispiels einen wechselbaren Einsatz 16 auf, der bevorzugt aus einem anderen Material, als der des Düsenkörpers11 hergestellt ist. Hierdurch kann insbesondere der Bereich zwischen der Gleitfläche 21 und der Lagerfläche 20 so hergestellt werden, dass dieser den besonders hohen mechanischen Belastungen, welche durch die relativ hohe Differenzgeschwindigkeit zwischen der Gleitfläche und dem Lagerfläche im Betrieb besteht, besser standhält.