EP0855223A2

EP0855223A2 - Rotordüsenkopf

Info

Publication number: EP0855223A2
Application number: EP98101407A
Authority: EP
Inventors: Anton Jäger
Original assignee: Anton Jager Reinigungstechnik
Current assignee: Anton Jager Reinigungstechnik
Priority date: 1997-01-28
Filing date: 1998-01-27
Publication date: 1998-07-29
Also published as: EP0855223A3; DE19703043A1; US6129293A

Abstract

Ein Rotordüsenkopf weist eine durchströmbare Rotordüse (50), zwei radial verstellbare Prallbleche (30, 32) und ein Düsenlager (42) auf, dessen axiale Position verstellbar ist. Ein axial verstellbarer Funktionselementträger (20) ist an seiner unterstromigen Seite als Betätigungsgehäuse (22) ausgebildet und weist oberstromig davon das Düsenlager (42) auf. Zusätzlich lagert der Funktionselementträger (20) die Prallbleche (30, 32). <IMAGE>

Description

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

Ein derartiger Rotordüsenkopf ist aus der DE 43 40 184 A1 bekannt und wird insbesondere bei Hochdruckreinigungsgeräten eingesetzt. Der bekannte Rotordüsenkopf weist eine durchströmbare 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. Ferner 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 montierbar ist.

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

Der erfindungsgemäße Rotordüsenkopf stellt eine äußerst einfache Konstruktion dar, da an einem einzigen Bauteil sämtliche funktionswesentlichen Teile, nämlich das Düsenlager und das Prallelement angeordnet sind. Da der Funktionselementträger axial verstellbar und durch seine Ausbildung als Betätigungsgehäuse von außen bedienbar ist, läßt sich der erfindungsgemäße Rotordüsenkopf durch einfaches Betätigen des Funktionselementträgers von Rotordüsenbetrieb auf Strahlbetrieb umstellen.

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

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

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

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

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Funktionselementträger in einem Gehäuse aufgenommen. Hierdurch ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau, da der Rotordüsenkopf aus im wesentlichen zwei Bauteilen besteht, nämlich dem Gehäuse und dem Funktionselementträger. Durch Einsetzen der Rotordüse in das Gehäuse und Einstecken des Funktionselementträgers, ist der erfindungsgemäße Rotordüsenkopf bereits fertig montiert.

Vorzugsweise weist das Gehäuse ein Zentrierstück für das oberstromige Ende der Rotordüse auf, wodurch gewährleistet ist, daß bei axial verstelltem Funktionselementträger eine mittige Zentrierung der Rotordüse für einen Strahlbetrieb erfolgt. 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 linear verstellbar sein. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn dieser mittels einer Drehbewegung in dem Gehäuse axial verschiebbar ist. Hierdurch läßt sich durch Drehen des Betätigungsgehäuses relativ zu dem Gehäuse eine Axialverstellung des Funktionselementträgers hervorrufen, so daß auch das Düsenlager axial verstellt wird und die Rotordüse freigibt bzw. hemmt.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein gehäusefestes Anschlagelement vorgesehen, das eine Verstellung des Prallelementes hemmt. Hierdurch läßt sich beispielsweise im Strahlbetrieb verhindern, daß sich die geschlossenen Prallelemente durch den Strahldruck öffnen, da diese an den Anschlagelementen 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 Anschlagelement in der Aussparung angeordnet ist und dadurch eine Bewegung des Prallelementes hemmt. Das Anschlagelement kann einstückig mit dem Gehäuse verbunden sein oder aus Montagegründen 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 umfangsseitig axiale Durchflußöffnungen aufweisen und an seinem unterstromigen Ende kann eine Konusfläche vorgesehen sein, die mit zumindest einer Nut versehen ist. Durch die umfangsseitigen Durchflußöffnungen läßt sich unterstromig des Zentrierstückes ein Wirbel erzeugen, der die Rotordüse in Rotation versetzt. Sofern die Rotordüse zwischen dem Düsenlager und dem Zentrierstück durch axiales Verstellen des Funktionselementträgers geklemmt wird, ist durch die an der Konusfläche vorgesehene 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 vorzugsweise drei Positionen arretierbar ist. Hierdurch läßt sich in einer Position ein Flachstrahl einstellen, nämlich wenn die Rotordüse zwischen dem Zentrierstück und dem Düsenlager geklemmt ist. Bei leicht geöffneten Prallelementen läßt sich ein Rundstrahl erzeugen und bei vollständig geöffneten Prallelementen ist ein Kegelstrahl im Rotordüsenbetrieb möglich. Vorzugsweise läßt sich die Rundstrahlposition durch Vorsehen eines Rastzapfens arretieren.

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

Wenn der Funktionselementträger unterstromig 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 Rotordüsenkopf austreten kann.

Auch ist es vorteilhaft, wenn der Durchströmungskanal der Rotordüse 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 vorteilhafter Weise durch eine Feder unterstützt werden. Ebenso kann das Öffnen des Prallelementes zusätzlich zu dem Druck der durchströmenden Flüssigkeit durch eine Feder unterstützt werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann der Funktionselementträger an seiner unterstromigen Seite als Betätigungsgehäuse ausgebildet sein und oberstromig davon das Düsenlager aufweisen. Hierdurch ergibt sich eine besonders kompakte Ausbildung.

Auch kann der Funktionselementträger im Bereich der Rotordüse flexibel ausgebildet sein, wodurch durch Verstellen des Funktionselementträgers 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 verstellbar sind, die an den Lamellen oder an einem Gehäuse angeordnet sind.

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

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in dem Funktionselementträger verdrehbar und/oder axial verschiebbar ein Einsatz aufgenommen, der vorzugsweise ein Zentrierstück für das oberstromige Ende der Rotordüse aufweisen kann. Auch bei dieser Ausführungsform besteht der erfindungsgemäße Rotordüsenkopf nur aus wenigen Teilen, die einfach gefertigt und leicht montiert werden können.

Zwischen dem Prallelement und dem Einsatz kann auch mindestens ein Betätigungselement vorgesehen sein, wodurch bei einer Relativverschiebung zwischen Einsatz und Funktionselementträger automatisch die Prallelemente betätigt werden.

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

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

Fig. 1: eine Querschnittsansicht durch eine erste Ausführungsform eines Rotordüsenkopfes im Flachstrahlbetrieb;
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 Ausführungsform eines Rotordüsenkopfes im Flachstrahlbetrieb;
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 Ausführungsform eines Rotordüsenkopfes im Flachstrahlbetrieb; 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 Gehäuse 10 auf, das eine oberstromige Einströmöffnung 12 sowie eine unterstromige Öffnung aufweist. Das Gehäuse 10 ist zu etwa einem Drittel zylinderförmig ausgebildet und verjüngt sich daran anschließend zu seinem oberstromigen Ende leicht konisch. 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 Rotordüsenkopfes ist ein Funktionselementträger 20 eingesetzt, der relativ zu dem Gehäuse 10 axial verstellbar ist. Hierzu ist der Funktionselementträger 20 an seiner unterstromigen Seite als Betätigungsgehäuse 22 ausgebildet. Das Betätigungsgehäuse 22 weist den gleichen Außendurchmesser wie der angrenzende Teil des Gehäuses 10 auf, das mit seinem unterstromigen Ende in eine Ringnut 24 des Betätigungsgehäuses 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 Prallelemente 30, 32 in Form von Prallblechen über jeweils eine Schwenkachse 34, 36 gelagert sind. Oberstromig zu den Schwenkachsen 34 und 36 ist der Funktionselementträger 20 kelchförmig ausgebildet und bildet einen konischen Hohlraum 40, an dessen unterstromigem Scheitelpunkt ein Düsenlager 42 vorgesehen ist, das als Napflager ausgebildet ist. Etwas unterstromig zu dem Düsenlager 42 ist an den Funktionselementträger 20 ein Haltekragen 44 (Fig. 2) angeformt, der aus flexiblen, sternartig angeordneten Zapfen besteht. Im Bereich des oberstromigen 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 Durchströmungskanal 52 ist an seinem oberstromigen Ende verbreitert und weist in seinem unterstromigen Bereich eine Einschnürung 54 auf. Unterstromig der Einschnürung 54 ist am Außenumfang der Rotordüse 50 eine Ringnut 56 vorgesehen, in die der Haltekragen 44 des Funktionselementträgers 20 eingreift. Im oberstromigen Bereich der Rotordüse 50 ist eine Ringnut 58 vorgesehen, in der ein Lagerring 60 drehbar aufgenommen 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 Drehzahlregelung erreicht.

Oberstromig zu der Rotordüse 50 ist in dem Gehäuse 10 ein Zentrierstück 70 vorgesehen, das umfangsseitig axiale Durchflußöffnungen 72, 74 aufweist. Diese Durchflußöffnungen ermöglichen ein Durchströmen der in die oberstromige Öffnung 12 einströmenden Flüssigkeit zu dem Hohlraum 40, der zwischen dem Funktionselementträger 20, dem Innenraum des Gehäuses 10 und dem Zentrierstück 70 gebildet wird. An seinem unterstromigen Ende weist das Zentrierstück 70 eine kegelförmige Fläche 76 auf, die an ihrer Oberseite mit mehreren Nuten 78 versehen ist, die sich radial in Richtung des Scheitelpunktes 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 Lage, die in Fig. 1 dargestellt ist, laufen die beiden Prallelemente 30, 32 unter einem sehr geringen Winkel in der Größenordnung von 5 Grad spitzwinklig in Strömungsrichtung aufeinander zu und berühren sich im drucklosen Zustand an ihren unterstromigen Enden. Der gegenseitige Abstand der oberstromigen Enden der geschlossenen Prallelemente 30, 32 entspricht im wesentlichen dem unterstromigen Innendurchmesser des Durchströmungskanals 52 der Rotordüse 50.

In der geöffneten Stellung sind die beiden Prallelemente 30, 32 an ihren oberstromigen Enden wesentlich weiter beabstandet als in der geschlossenen Lage und öffnen sich von ihren oberstromigen Enden zu ihren unterstromigen Enden hin kegelförmig mit einem Öffnungswinkel in der Größenordnung von 45 Grad. Die oberstromigen Enden der Prallelemente sind dabei so weit beabstandet, daß ein von der rotierenden Rotordüse 50 erzeugter Kegelstrahl 80 (Fig. 2) nicht behindert wird. Hierzu weist das Betätigungsgehäuse 22 des Funktionselementträgers 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 Prallelemente (Fig. 2) können sich diese frei bewegen, da sich die Zylinderstifte 37, 38 nicht in den dazu komplementären Aussparungen 39, 49 (Fig. 2) des Funktionselementträgers befinden und somit ein Öffnen der Prallelemente ermöglichen.

Nachfolgend wird die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Rotordüsenkopfes 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, beispielsweise Wasser, unter Druck in die oberstromige Eingangsöffnung 12 des Rotordüsenkopfes gegeben, strömt diese durch die axialen Durchflußöffnungen 72, 74 des Zentrierstückes und füllt den Raum außerhalb der Rotordüse. Da das unterstromige 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 Rotordüse.

Am unterstromigen 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 Rotordüsenkopfes ein Flachstrahl.

Um den Rotordüsenkopf von einem Flachstrahlbetrieb zu einem Rotordüsenbetrieb umzuschalten, wird der Funktionselementträger 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 Funktionselementträger 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 Prallelemente 30, 32 öffnen können. Diese Öffnungsbewegung wird zusätzlich 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 Rotordüsenkopf gegeben, so strömt diese Flüssigkeit durch die axialen Durchflußöffnungen 72, 74 des Zentrierstückes 70. Durch die spezielle Anordnung dieser Durchflußöffnungen wird unterstromig 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, beispielsweise um 1 bis 2 mm, geöffnet werden, läßt sich der erfindungsgemäße Rotordüsenkopf als Rundstrahldüse einsetzen.

Zur Montage der Düse wird zunächst der Funktionselementträger 20 vormontiert, indem die beiden Prallelemente 30, 32 an diesem schwenkbar befestigt werden. Zusätzlich wird der O-Ring in die oberstromige Ringnut des Funktionselementträgers eingesetzt. Die ebenfalls vormontierte, d. h. mit Lagerring 60 und Walzring 62 versehene Rotordüse 50 wird anschließend in den Haltekragen 44 eingedrückt, der flexibel nachgibt. Nachdem 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 Zylinderstifte 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 Rotordüsenkopfes dargestellt, wobei gleiche bzw. ähnliche Teile mit gestrichenen Bezugszeichen versehen sind.

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

In das Gehäuse 10' dieses Rotordüsenkopfes ist ein Funktionselementträger 20' eingesetzt, der relativ zu dem Gehäuse 10' verdrehbar ist. Hierzu ist der Funktionselementträger 20' an seiner unterstromigen Seite als Betätigungsgehäuse 22' ausgebildet. Das Betätigungsgehäuse 22' weist den gleichen Außendurchmesser wie der angrenzende Teil des Gehäuses 10' auf, das mit seinem unterstromigen Ende in eine Ringnut 24' des Betätigungsgehäuses 22' eingesetzt ist. Die umfangsseitige Außenwand 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' gelagert sind. Oberstromig zu den Schwenkachsen 34', 36' verbreitert sich der Funktionselementträger 20' bis zu der Innenwandung des Gehäuses 10'. Ein O-Ring 41' dichtet an dieser Stelle zwischen dem Funktionselementträger 20' und dem Gehäuse 10' ab.

Oberstromig dieses Bereiches ist der Funktionselementträger 20' flexibel ausgebildet und weist radial verstellbare Lamellen 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' relativ zu den Stellnasen 92' so verdreht, daß sich die Lamellen 90' aufgrund ihrer elastischen Federkraft geöffnet haben, wodurch ein kelchförmiger Bereich entsteht, der einen konischen Hohlraum 40' bildet, an dessen unterstromigem Scheitelpunkt ein Düsenlager 42' vorgesehen ist.

Etwas unterstromig zu dem Düsenlager 42' ist an den Funktionselementträger 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 oberstromigen Ende verbreitert und weist in seinem unterstromigen Bereich eine Einschnürung 54' (Fig. 3) auf. Unterstromig der Einschnürung 54' ist am Außenumfang der Rotordüse 50' eine Ringnut 56' (Fig.3) vorgesehen, in die der Haltekragen 44' (Fig. 4) des Funktionselementträgers 20' eingreift. Im oberstromigen Bereich der Rotordüse 50' ist eine Ringnut 58' (Fig. 3) vorgesehen, in der ein Lagerring 60' drehbar aufgenommen ist. Auf dem Lagerring befindet sich ein elastischer Wälzring 62', der im Rotordüsenbetrieb (Fig. 4) an der inneren Umfangswand des Gehäuses 10' abläuft. Durch die Anordnung des Lagerrings 60' und des Wälzrings 62' wird eine Drehzahlregelung erreicht.

Oberstromig zu der Rotordüse 50' ist in dem Gehäuse 10' ein Einsatz 70' vorgesehen, der umfangsseitig axiale Durchflußöffnungen 72', 74' aufweist. Diese Durchflußöffnungen ermöglichen ein Durchströmen der in die oberstromige 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 5° spitzwinklig in Strömungsrichtung aufeinander zu und berühren sich im drucklosen Zustand an ihren unterstromigen Enden. Der gegenseitige Abstand der oberstromigen Enden der geschlossenen Prallelemente 30', 32' entspricht im wesentlichen dem unterstromigen 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 bewegen, 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 gemäß 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 Funktionselementträgers 20' geklemmt, da die Stellnasen 92' von der Kulissenführung 94' des Gehäuses 10' radial nach innen gedrückt werden. Gleichzeitig sind die beiden Prallelemente 30', 32' geschlossen. Wird nun Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, unter Druck in die oberstromige Eingangsöffnung 12' des Rotordüsenkopfes gegeben, strömt diese durch die axialen Durch-flußöffnungen 72', 74' des Einsatzes 70' und füllt den Raum außerhalb der Rotordüse. Da das unterstromige Ende der Rotordüse 50' gegenüber dem Düsenlager 42' abdichtet, kann an dieser Stelle keine Flüssigkeit austreten. Bei zunehmendem Druck strömt deshalb die Flüssigkeit in den Durchströmungskanal 52' der fixierten Rotordüse 50'.

Am unterstromigen 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 Rotordüsenkopfes ein Flachstrahl.

Um den Rotordüsenkopf von einem Flachstrahlbetrieb zu einem Rotordüsenbetrieb umzuschalten, wird der Funktionselementträger 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 unterstromig davon 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 ergibt.

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 einsetzen.

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

Nachfolgend wird eine dritte Ausführungsform eines Rotordüsenkopfes 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 oberstromigen Ende zylinderförmig ausgebildet und verjüngt sich über ca. 80 % seiner Länge in Richtung seines oberstromigen Endes leicht konisch. In das oberstromige Ende des Funktionselementträgers 20'' ist ein Einsatz 11'' eingesetzt, der sich gegenüber dem Funktionselementträger verdrehen läßt und sich dabei axial verschiebt. Ein O-Ring 74'' dichtet dabei zwischen dem Einsatz 11'' und dem Funktionselementträger 20'' ab.

Im unterstromigen 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. Oberstromig zu den Schwenkachsen 34'' und 36'' bildet der Funktionselementträger 20'' einen kelchförmigen bzw. konischen Hohlraum 40'', an den sich oberstromig ein zylindrischer Hohlraum 41'' anschließt. Am oberen Scheitelpunkt des konischen Hohlraums 40'' ist ein Düsenlager 42'' vorgesehen, das als Napflager 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 übrige Konstruktion der Rotordüse gleicht der der Fig. 1 - 4.

Oberstromig zu der Rotordüse 50'' ist in dem Einsatz 11'' ein Zentrierstück 70'' vorgesehen, das genauso wie das Zentrierstück 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 Anlenkbereichen 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 Funktionselementträgers 22'' und sind parallel zur der Strömungsrichtung angeordnet. Die oberstromigen 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 Unterseiten 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. Gleichzeitig sind die oberstromigen 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 Strömungsrichtung axial nach hinten drücken. Da sich die Anschlagfläche 13'' des Einsatzes 11'' aufgrund einer relativen Drehbewegung zwischen Einsatz 11'' und Funktionselementträger 20'' axial entgegen der Strömungsrichtung von dem Funktionselementträger 20'' entfernt hat, schlagen die oberstromigen Enden der Betätigungsstifte nicht mehr an dem Einsatz 11'' an.

Die Funktionsweise dieser Ausführungsform einer Rotordüse entspricht grundsätzlich derjenigen der ersten Ausführungsform der Fig. 1 und 2. Um den Rotordüsenkopf der Fig. 5 und 6 von einem Flachstrahlbetrieb zu einem Rotordüsenbetrieb umzuschalten, wird der Funktionselementträger 20'' bzw. das einstückig 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 oberstromigen Enden 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 zusätzlichen, nicht dargestellten Betriebsstellung eine nur geringfügige Öffnung der Prallelemente 30'', 32'' erreichen, wodurch der Rotordüsenkopf als Rundstrahldüse eingesetzt werden kann.

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

Claims

Rotordüsenkopf mit

einer durchströmbaren Rotordüse (50, 50', 50'');

einem Düsenlager (42, 42', 42''), dessen axiale Position verstellbar ist; und

zumindest einem radial verstellbaren Prallelement (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'') lagert.
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.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
zwei Prallelemente (30, 30', 30''; 32, 32', 32'') vorgesehen sind, die aus einer geschlossenen Lage, in der sie spitzwinklig aufeinander zulaufen und sich vorzugsweise zumindest an ihren unterstromigen Enden berühren, in eine geöffnete Lage verschwenkbar sind, in der sie sich von ihren oberstromigen, beabstandeten Enden zu ihren unterstromigen Enden hin kegelförmig öffnen, wobei vorzugsweise der gegenseitige Abstand der oberstromigen Enden der geschlossenen Prallelemente (30, 30'; 32, 32') im wesentlichen die gleiche Größenordnung aufweist, wie der unterstromige Innendurchmesser der Rotordüse (50, 50').
Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Funktionselementträger (20, 20') in einem Gehäuse (10, 10') aufgenommen ist, das vorzugsweise ein Zentrierstück (70, 70') für das oberstromige Ende der Rotordüse (50, 50') aufweist, wobei vorzugsweise der Funktionselementträger (20, 20') in dem Gehäuse (10, 10') mittels einer Drehbewegung axial verschiebbar ist und/oder ein gehäusefestes Anschlagelement (37, 37'; 38, 38') vorgesehen ist, das eine Verstellung des Prallelementes (30, 30'; 32, 32') hemmt, wobei bevorzugt der Funktionselementträger (20, 20') im Bereich des Prallelementes (30, 30'; 32, 32') eine zu dem Anschlagelement (37, 37'; 38, 38') komplementäre Aussparung aufweist.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Zentrierstück (70, 70'') umfangsseitig axiale Durchflußöffnungen (72, 74) und an seinem unterstromigen Ende eine Kegelfläche (76) aufweist, die mit zumindest einer Nut (78) versehen ist und/oder die axiale Relativlage zwischen dem Funktionselementträger (20, 20'') und einem Gehäuse (10) oder einem Einsatz (11'') in vorzugsweise drei Positionen arretierbar ist und/oder der Funktionselementträger (20, 20', 20'') oberstromig des Düsenlagers (42, 42', 42'') einen konischen Hohlraum (40, 40', 40'') bildet.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Funktionselementträger (20, 20', 20'') im Bereich des Düsenlagers (42, 42', 42'') einen vorzugsweise angeformten Haltekragen (44, 44') aufweist, und daß die Rotordüse (50', 50'') in ihrem unterstromigen Bereich eine Ringnut (56, 56') aufweist.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Funktionselementträger (20, 20', 20'') unterstromig des Düsenlagers (42, 42', 42'') einen sich vorzugsweise kegelförmig öffnenden Hohlraum (23, 23', 23'') aufweist, in dem die Prallplatte angeordnet ist und/oder der Durchströmungskanal (52, 52', 52'') der Rotordüse (50, 50', 50'') eine Einschnürung (54, 54') aufweist und/oder der Funktionselementträger (20, 20', 20'') an seiner oberstromigen Seite als Betätigungsgehäuse (22, 22', 22'') ausgebildet ist und oberstromig davon das Düsenlager (42, 42', 42'') aufweist.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Funktionselementträger (20') im Bereich der Rotordüse (50') flexibel ausgebildet ist und vorzugsweise im Bereich der Rotordüse (50') radial verstellbare Lamellen (90')aufweist, die vorzugsweise durch Stellelemente (92', 94') radial verstellbar sind, die an diesen oder an einem Gehäuse (10') angeordnet sind.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Funktionselementträger (20'') im wesentlichen über seine gesamte axiale Länge als Betätigungsgehäuse (22'') ausgebildet ist und/oder, daß in dem Funktionselementträger (20'') verdrehbar und/oder axial verschiebbar ein Einsatz (11'') aufgenommen ist, der vorzugsweise ein Zentrierstück (70'') für das oberstromige Ende der Rotordüse (50'') aufweist, wobei vorzugsweise zumindest ein Betätigungselement (96'', 98'') zwischen dem Prallelement (30'', 32'') und dem Einsatz (11'') vorgesehen ist.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Prallelement (30'', 32'') federbelastet und/oder mit einer Blecheinlage belegt ist und/oder der Funktionselementträger (20, 20', 20'') einstückig ausgebildet ist.