CH680114A5

CH680114A5 -

Info

Publication number: CH680114A5
Application number: CH4664/89A
Authority: CH
Inventors: Paul Hammelmann
Original assignee: Paul Hammelmann
Priority date: 1989-01-25
Filing date: 1989-12-28
Publication date: 1992-06-30
Also published as: JPH02237665A; DE3902135A1; ES2020102A6; NO900340L; NO900340D0; FR2641988A1; RU2060837C1; CA2008434A1; JP2795711B2; DE3902135C2; US5060863A

Description

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CH 680 114 A5

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Düsenkopf nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Düsenkopf dieser Art ist Gegenstand der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 3 827 251.2.

Derartige Düsenköpfe werden bei durch Rück-stoss angetriebenen rotierenden Werkzeugen benutzt, deren Antrieb nach dem System des Seg-nerschen Wasserrades erfolgt und zu deren Drehzahlbegrenzung hydraulisch, mechanisch oder durch Wirbelstrom wirkende Bremsen vorgesehen sind.

Die bei rotierenden Düsen austretenden Strahlen bilden kreisförmige Auftrefflinien auf dem zu behandelnden Objekt. Sie verdichten sich rechts und links der Vorschubrichtung des Werkzeuges sehr stark, wodurch hier eine wesentlich stärkere Abtragsleistung entsteht.

Infolge des Vorschubes des Werkzeuges ergeben sich somit in Vorschubrichtung links und rechts der geraden Tangenten stark abgetragene Bereiche.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die in den stark abtragenden Bereichen aufzuwendende Energie zu benutzen, um den Vorschub zu verstärken.

Diese Aufgabe ist gemäss Anspruch 1 gelöst.

Bei einer Strahlunterbrechung von 70° in einem Randbereich sind das bei einem Vollkreis von 360° zweimal 70°. Die Pumpleistung kann in diesem Fall auf die restlichen zweimal 110° gegeben werden. Dadurch ergibt sich in Vorschubrichtung eine Erhöhung der Energiedichte von

Dies ist gleichbedeutend mit einer Steigerung der Energiedichte um 64 Prozent, während die verbleibende wirksame Arbeitsbreite sich nur um 18 Prozent verringert.

Ein weiterer leistungssteigernder Effekt tritt durch die Strahlunterbrechung ein, so dass sich eine Verbesserung der Gesamtwirkung von über 50 Prozent einstellt.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein mit Druckwasser betriebenes, mit einem drehbaren Düsenträger ausgerüstetes Werkzeug im Vertikalschnitt,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, und zwar in einem vergrösserten Massstab,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines Werkzeuges im Vertikalschnitt,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 die mit den Werkzeugen nach der Erfindung gezogene Spur mit einer Breite B,

Fig. 6 die Spur mit der Breite A eines bekannten

Werkzeuges, bei dem die Düsen während des gesamten Umlaufes Spritzwasser abgeben, und

Fig. 7 die Differenz zwischen den Spurbreiten A und B und

Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Werkzeuges.

Der Düsenkopf 1 weist ein ortsfestes, zylinderförmiges Gehäuse 2 auf, das mit einem Druckwas-seranschiuss 3 versehen ist. In dem Gehäuse ist eine mit einem mittigen Kanal 4 ausgerüstete Hohlwelle 5 drehbar gelagert und stützt sich zu diesem Zweck im Innenraum 6 des Gehäuses 2 an Wälzlagern 7, 8, 9 ab.

Von dem Druckwasseranschluss 3 erstreckt sich eine Hülse 10 durch den mittigen Kanal 4 der Hohlwelle 5 bis in eine Sackbohrung 11 eines Düsenträgers 12, der mit der Hohlwelle 5 verbunden ist.

Die Hülse 10 weist an ihrem Umfang in geringem Abstand voneinander angeordnete, umlaufende, im Querschnitt halbkreisförmige Nuten auf, die Teile einer Labyrinthspaltdichtung zwischen der Hülse 11 und der Begrenzungsfläche des Kanals 4 sind. Die die Labyrinthdichtung durchfliessende Teilmenge des Druckmediums wird von einer Kammer 13 aufgenommen, die mit radial nach aussen sich erstreckenden Abiaufbohrungen 14 ausgerüstet ist.

Das freie Stirnende 15 der Hülse 10, das innerhalb der Sackbohrung 11 des Düsenträgers 12 liegt, ist verschlossen. Benachbart dem Stirnende 15 ist in der Hülse 10 eine Querbohrung 16 vorgesehen, durch die bei der Rotation des Düsenträgers Druckwasser in die im Düsenträger angeordneten, zu den Spritzdüsen 18 führenden Kanäle eingeleitet wird. In dem in den Fig. 1 und 2 aufgezeigten Ausführungsbeispiel ist der Düsenträger 12 mit vier Düsen ausgerüstet, so dass im Düsenträger vier Kanäle 19, 20, 21, 22 vorgesehen sind, von denen jeweils zwei über die Querbohrung 16 mit Druckwasser beaufschlagt werden.

Die Hülse 10 weist in dem Ausführungsbeispiel ausschliesslich eine Querbohrung 16 auf, die sich über den gesamten Hülsenquerschnitt erstreckt. Die Mittelachse der Kanäle 19, 20, 21, 22 schneiden sich mit der Mittelachse der Querbohrung 16 und der Mittelachse der Zuflussleitung 17 in einem Punkt.

Aus der Darstellung in der Fig. 2 ergibt sich, dass der Durchmesser der Querbohrung 16 kleiner ist als die lichte Weite der zu den Spritzdüsen 18 führenden Kanäle 19, 20, 21, 22.

An dem Gehäuse 2 ist ein hülsenförmiger Trägerkörper 23 befestigt, an dem ein Kupferring 24 festgelegt ist. Der Kupferring 24 umschliesst mit Abstand Permanentmagnete 25, die an einem Ringkörper 26 befestigt sind. Die Permanentmagnete und der Kupferring bilden eine Wirbelstrombremse, durch die die Drehbewegung des Düsenträgers 12 abgebremst wird.

Der Arbeitsdruck des Druckwassers kann 1000 bar betragen und liegt vorzugsweise im Druckbereich von 1000 bis 3000 bar.

Der Düsenkopf ist von einer zu der zu reinigenden Fläche geöffneten Haube 27 umgeben.

In dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und

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4 erstreckt sich die Hohlwelle 28 über die gesamte Bauhöhe eines Düsenträgers 29, der im Grundriss rechteckförmig ausgebildet ist. Die freie Stirnfläche 30 der Hohlwelle fluchtet mit einer Begrenzungsfläche 31 des Düsenträgers 29. Die Hohlwelle und der Düsenträger sind miteinander ver-schweisst. Von dem Druckwasseranschluss 32 erstreckt sich die ortsfeste Hülse 33 bis in den Bereich des Düsenträgers 29 und wird auf der gesamten Länge der Hohlwelle von der Hohlwelle umschlossen.

In diesem Ausführungsbeispiel weist die Hülse 33 benachbart ihrem verschlossenen Stimende 34 eine Querbohrung 35 auf, die sich über den gesamten Hülsenquerschnitt erstreckt, die von der Hülse 33 gebildete Zuflussleitung 36 durchtritt und mit einem Durchmesser versehen ist, der grösser ist als die lichte Weite der zu den Spritzdüsen 18 führenden Kanäle.

Der mehreckige Düsenträger 29 ist mit zylindrischen Ausnehmungen 37 versehen, in die jeweils ein Ende eines zylindrischen Stutzens 38 eines Winkelstücks 39 eingeführt ist, dessen vertikaler Schenkel 40 eine Spritzdüse 18 trägt. Die Winkelstücke 39, die mit Kanälen 41 zum Zuführen von Druckwasser ausgestattet sind, können relativ zum Düsenträger stufenlos gedreht und in einer gewünschten Stellung arretiert werden. Hierdurch erhalten die Spritzdüsen 18 die Schrägstellung, die erforderlich ist, um den Düsenträger zusammen mit der Hohlwelle 28 anzutreiben.

Im Düsenträger 29 sind die Kanäle 42 zum Zuführen von Druckwasser durch Buchsen 43 begrenzt, die sich mit ihren Stirnenden an der Hohlwelle 28 und an dem zylindrischen Stutzen 38 eines Winkelstücks 39 abstützen. Die Kanäle 42 fluchten mit Durchflussbohrungen 44, die in der Hohlwelle 28 angeordnet sind.

Im Bereich der Verbindung zwischen dem Düsenträger 29 und dem zylindrischen Stutzen 38 der Winkelstücke 39 weisen die Winkelstücke eine sich über den gesamten Stutzenumfang erstreckende Ringnut 44 auf, in der ein Dichtungs- und Verankerungsring 45 angeordnet ist. Dieser Ring 45 greift in Winkelnuten 46 des Düsenträgers 29 und in eine Winkeiringnut eines Befestigungsblockes 48 ein, der einen Stutzen 38 umschliesst und mit dem Düsenträger verbunden ist. Die Verbindung kann durch Schrauben vorgenommen werden.

Die Spur mit einer Breite B, die von den aus den rotierenden Spritzdüsen austretenden Strahlen auf dem zu behandelnden Objekt gezogen wird, ist in der Fig. 5 dargestellt. Die Fig. 6 zeigt eine Spurbreite A, die von einem bekannten Werkzeug bezogen wird, bei dem die Spritzdüsen ohne eine Unterbrechung, also auf einem Rotationsweg über 360° in Funktion sind.

Die Fig. 7 zeigt die Randbereiche, die sich aus der Differenz A-B ergeben und die beim Gegenstand der Erfindung wegfallen.

Der in der Fig. 8 aufgezeigte Düsenkopf weist eine sehr kompakte Bauweise auf. Dieser Düsenkopf ist mit einem zylinderförmigen Gehäusekörper 49 ausgerüstet, der am hinteren Ende einen Druckwasseranschluss 50 und am vorderen Ende ein Innengewinde 51 aufweist. In dem Gehäusekörper 49 ist in Wälzlagern 52 drehbar eine Hohlwelle 53 gelagert, die mit dem Düsenträger 54 einstückig ist. Uber die gesamte Länge des mittigen Kanals der Hohlwelle erstreckt sich die in das Gehäuse eingesetzte ortsfeste Hülse 55, die an ihrem freien Stirnende 56 verschlossen ist und eine Zuflussleitung

57 für eine Querbohrung 58 und für Kanäle 59 bildet, die zu den Düsen 60 führen. Die Querbohrung

58 ist in deutlichem Abstand zu dem Stirnende 56 angeordnet. Hierdurch werden die Lagerverhältnisse zwischen der Hohlwelle 53 und der Hülse 55 verbessert. In das Innengewinde 51 wird ein Schutzring

61 eingeschraubt.

In dem Gehäuse ist ferner eine Bremseinrichtung

62 vorgesehen, deren Innenring 63 an der Hohlwelle 53 festgelegt ist.

Die Hülse weist ein Kopfstück 64 auf, das im Gehäusekörper festgelegt ist.

Claims

Patentansprüche

1. Düsenkopf mit einem um eine Achse drehbar gelagerten, durch den Rückstoss des aus den Düsen austretenden Druckwassers antreibbaren Düsenträger, dessen Rotationsbewegung mittels einer Bremse abgebremst wird, und mit einem ortsfesten, einen Druckwasseranschluss aufweisenden Gehäuse, wobei im Gehäuse eine ortsfeste, vom Druckwasseranschluss ausgehende, das Druckwasser weiterleitende, in einen mittigen Kanal einer im Gehäuse drehbar gelagerten, mit dem Düsenträger verbundenen Hohlwelle sich erstreckenden Hülse vorgesehen ist und zwischen der Hülse und der Begrenzungsfläche des mittigen Kanals eine Labyrinthspaltdichtung mit den Ringspalt einseitig erweiternden, in der Hülse angeordneten Ringnuten vorgesehen ist und der Düsenkopf längs einer zu reinigenden ebenen Fläche bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Zuflussleitung (17) bildende, ortsfeste Hülse (10, 33, 55) sich bis in den Bereich des Düsenträgers (12, 29, 54) erstreckt, ihr freies Stirnende (15, 34, 56) verschlossen ist und mindestens eine in die Zuflussleitung (17) einmündende Querbohrung (16, 35, 58) vorgesehen ist, von der aus die im Düsenträger angeordneten, zu den Spritzdüsen (18, 60) führenden Kanäle (19, 20, 21, 22; 41, 59) mit Druckwasser versorgt und die aus den Spritzdüsen austretenden Wasserstrahlen in den parallel zur Vorschubrichtung liegenden Randbereichen des Strahlbogens unterbrochen werden.

2. Düsenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (10, 33, 55) ausschliesslich eine Querbohrung (16, 35, 58) aufweist, die sich über den gesamten Hülsenquerschnitt erstreckt, und im Düsenträger (12, 29) vier Spritzdüsen und die zugeordneten vier Kanäle zum Zuführen von Druckwasser vorgesehen sind und die Mittelachsen der Kanäle mit der Mittelachse der durch die Hülse gebildeten Zuflussleitung (17, 57) sich in einem Punkt schneiden.

3. Düsenkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Querbohrung (16) kleiner ist als die lichte Weite der zu

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den Spritzdüsen (18) führenden Kanäle (19, 20, 21, 22).

4. Düsenkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Querbohrung (35) grösser ist als die lichte Weite der zu den Spritzdüsen führenden Kanäle (41).

5. Düsenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenträger (29) mehreckig ausgebildet ist, zylindrische Ausnehmungen (37) aufweist, in die jeweils ein Ende eines zylindrischen Stutzens (38) eines Winkelstücks (39) eingeführt ist, dessen vertikaler Schenkel (40) eine Spritzdüse (18) trägt, dass die mit Kanälen (41) zum Zuführen von Druckwasser ausgestatteten Winkelstücke (39) relativ zum Düsenträger stufenlos drehbar und arretierbar sind.

6. Düsenkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Düsenträger (29) die Kanäle (42) zum Zuführen vom Druckwasser durch Buchsen (43) begrenzt werden, die sich mit ihren Stirnenden an der Hohlwelle (29) und an dem zylindrischen Stutzen (38) eines Winkelstücks (39) abstützen.

7. Düsenkopf nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Verbindung zwischen dem Düsenträger (29) und den zylindrischen Stutzen (38) der Winkelstücke (39) die Winkelstücke eine sich über den gesamten Stutzenumfang erstreckende Ringnut aufweisen, in der ein Dichtungs- und Verankerungsring (45) angeordnet ist, der sich in Winkelringnuten des Düsenträgers (29) und eines den Stutzen umschliessenden, mit dem Düsenträger verbindbaren Befestigungsblok-kes (48) erstreckt.

8. Düsenkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenträger eine Bohrung aufweist, die sich über seine gesamte Bauhöhe erstreckt und dass in diese Bohrung das freie Ende der Hohlwelle (28) eingeführt ist und die Hohlwelle mit dem Düsenträger verschweisst ist.

9. Düsenkopf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlwelle (28) über ihre gesamte Länge die ortsfeste Hülse (33) umschliesst.

10. Düsenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querbohrung (58) in der Hülse (55) in Abstand von dem verschlossenen Stirnende (56) der Hülse vorgesehen ist.

11. Düsenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlwelle (53) einen sich über die gesamte Länge erstreckenden mittigen Kanal aufweist, der auf seiner gesamten Länge die ortsfeste Hülse (55) aufnimmt, die mit einem Kopfstück (64) im Gehäusekörper (49) festgelegt ist.

12. Düsenkopf nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlwelle (53) und der Düsenträger (54) einstückig ausgebildet sind.

13. Düsenkopf nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass am freien Ende des Gehäusekörpers (49) ein den Düsenträger (54) umschlies-sender Schutzring (61) vorgesehen ist.

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