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Dokumentenidentifikation DE102005025583A1 12.01.2006
Titel Wasserstrahl-Reinigungsdüse
Anmelder Fa. Oskar Moser Technische Edelsteine GmbH, 79215 Elzach, DE
Erfinder Hoch, Peter, 79112 Freiburg, DE;
Deister, Paul, Dr.-Ing., 74336 Brackenheim, DE
Vertreter Geitz Truckenmüller Lucht, Patentanwälte, 79098 Freiburg
DE-Anmeldedatum 01.06.2005
DE-Aktenzeichen 102005025583
Offenlegungstag 12.01.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.01.2006
IPC-Hauptklasse B05B 1/00(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   
IPC-Nebenklasse B08B 3/02(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      
Zusammenfassung Es wird eine Wasserstrahl-Reinigungsdüse zum Einsatz in ein Gehäuse mit einem Düsenkörper (1) und mit einem Lochstein (3) aus Edelstein, welcher in dem Düsenkörper (1) befestigt ist, vorgeschlagen. Dabei weist der Düsenkörper (1) an seiner Außenseite ein Außengewinde (10) zum Einsetzen in das Gehäuse und zum Verbinden mit dem Gehäuse auf.

Beschreibung[de]

Die Erfindung geht aus von einer Wasserstrahl-Reinigungsdüse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer Anzahl von industriellen Fertigungsprozessen ist es erforderlich, die eingesetzten Hilfsmittel und Werkzeuge kontinuierlich teilweise auch während des Prozesses zu reinigen. Dies kann durch einen scharf gebündelten Wasserstrahl erfolgen, der unter einem Druck von mehr als 20 bar durch eine Wasserstrahl-Reinigungsdüse erzeugt wird. Um sowohl eine gute Strahlqualität als auch eine lange Lebensdauer der Düse zu erzielen, sind derartige Wasserstrahl-Reinigungsdüsen mit einem Lochstein aus einem technischen Edelstein, wie beispielsweise Rubin oder Saphir ausgestattet. Der Lochstein weist eine Bohrung auf und ist an der Eintrittsöffnung der Düse angeordnet. Durch die Verwendung des Edelsteins verringern sich die Verschleißerscheinungen durch die abrasiven Bestandteile des Wassers. Kalkablagerungen können mechanisch fast rückwirkungsfrei entfernt werden.

Aus dem Stand der Technik sind Wasserstrahl-Reinigungsdüsen mit einem Düsenkörper in Form eines Düsenplättchens mit Dom bekannt. Das Düsenplättchen besteht meist aus einem korrosionsbeständigen Edelstahl. Im Bereich der Eintrittsöffnung des Düsenkörpers ist der Lochstein aus Edelstein befestigt. Das Düsenplättchen wird in ein Düsengehäuse, beispielsweise ein Stahlrohr eingelegt und mit einem zusätzlichen Gewindezylinder in das Stahlrohr eingeschraubt. Zur Abdichtung zwischen dem Düsenkörper und dem Strahlrohr wird eine Dichtung eingesetzt. Diese bekannten Wasserstrahl-Reinigungsdüsen haben den Nachteil, dass der Düsenkörper im Stahlrohr beim Einsetzen verkanten kann. Darüber hinaus kann er aufgrund seiner Schwerkraft nach unten aus dem Stahlrohr herausfallen, bevor der Gewindezylinder festgeschraubt wird. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass der Ausbau der Wasserstrahl-Reinigungsdüse mit erheblichem Aufwand verbunden ist. Der Ausbau ist in regelmäßigen Abständen notwendig, um Verunreinigungen oder Kalkablagerungen zu entfernen. Darüber hinaus ist nach gewissen Standzeiten die Wasserstrahl-Reinigungsdüse durch eine neue Düse zu ersetzen. Zum Ausbauen der Wasserstrahl-Reinigungsdüse wird zunächst der Gewindezylinder entfernt. Anschließend muss das Düsenplättchen gelockert werden, was nach längeren Standzeiten schwierig sein kann. Das Düsenplättchen weist einen Hinterstich auf, an den ein speziell geformtes Werkzeug angesetzt werden kann. Bei unsachgemäßer Handhabung besteht die Gefahr der Beschädigung der Düse. Häufig wird der Ausbau zusätzlich dadurch erschwert, dass die Düsengehäuse nicht frei zugänglich sind. Eine zusätzliche Gefahr der Beschädigung der Düse besteht beim Ansetzen des Werkzeuges, beispielsweise eines Schraubenschlüssels, an den Gewindezylinder. Diese Gefahr ist insbesondere dann gegeben, wenn der Schraubenschlüssel nicht mittig eingeführt wird und auf die Öffnung des Strömungskanals aufsetzt. Darüber hinaus haben die bekannten Wasserstrahl-Reinigungsdüsen den Nachteil, dass der Wasserstrahl nicht so schart gebündelt ist, wie dies für viele Anwendungen notwendig ist. Diese Eigenschaft wird durch Verunreinigungen und Ablagerungen zusätzlich verschlechtert. Aus diesem Grund ist die Reinigung selbst nach kurzen Betriebszeiten häufig notwendig.

Die Erfindung und ihre Vorteile

Demgegenüber hat die erfindungsgemäße Wasserstrahl-Reinigungsdüse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 den Vorteil, dass ein separater Gewindezylinder zur Befestigung des Düsenkörpers an einem Düsengehäuse nicht mehr notwendig ist. Der Düsenkörper hat nicht mehr die Form eines Düsenplättchens, sondern eines Zylinders. An der Außenseite des Zylinders ist ein Außengewinde zum Verbinden mit einem Gehäuse vorgesehen. Der Zylinder kann massiv oder innen hohl ausgebildet sein. Der Lochstein ist dabei vor Beschädigungen insbesondere beim Ein- und Ausbau der Wasserstrahl-Reinigungsdüse optimal geschützt. Die Bauhöhe des Düsenkörpers kann der Summe aus der Bauhöhe der aus dem Stand des Technik bekannten Düsenplättchens und des Gewindezylinders beziehungsweise Gewinderings entsprechen. Die erfindungsgemäße Wasserstrahl-Reinigungsdüse kann daher in Gehäuse eingesetzt werden, für die die aus dem Stand der Technik bekannten Wasserstrahl-Reinigungsdüsen in Form eines Düsenplättchens vorgesehen sind. Das Nachrüsten ist somit möglich.

Die zylindrische Form des Düsenkörpers der Wasserstrahl-Reinigungsdüse erleichtert die Handhabung beim Ein- und Ausbau in ein Gehäuse. Aufgrund der Bauhöhe des Düsenkörpers kann ein Verkanten beim Ein- und Ausbau verhindert werden. Die Verwendung einer zusätzlichen Dichtung ist in der Regel notwendig. Als Dichtungen können beispielsweise Flachdichtungen oder O-Ring-Dichtungen verwendet werden.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Düsenkörper ein Strömungskanal mit einer Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung vorgesehen. Dabei ist der Lochstein an der Eintrittsöffnung des Strömungskanals in dem Düsenkörper befestigt. Durch den Strömungskanal wird die Strahlqualität verbessert. Die Befestigungshülse umschließt den Lochstein an der Seite und deckt einen Teil der der Eintrittsöffnung zugewandten Stirnfläche ab. Gegenüber dem aus dem Stand der Technik bekannten Einpressen des Lochsteins in den Düsenkörper hat die Befestigungshülse den Vorteil, dass das Auftreten von Spannungen im Lochstein mit der Folge von Spannungsrissen, Abplatzungen oder Durchbrüchen des Lochsteins vermieden werden. Derartige Beschädigungen können bereits beim Einpressen des Lochsteins in den Düsenkörper erfolgen oder während der Nutzung der Reinigungsdüse oder bei der Reinigung der Düse auftreten. Gegenüber dem ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannten Kleben des Lochsteins hat die Befestigungshülse den Vorteil, dass die Verwendung eines Klebstoffs nicht mehr notwendig ist. Klebstoffe haben den Nachteil, dass sie sich bei Verwendung von Reinigungsmitteln oder sonstigen Chemikalien lösen mit der Folge der Lockerung der Verklebung. Dank der Befestigungshülse wird der Lochstein auf schonende und verschleißarme Weise in dem Düsenkörper gehalten. Die erfindungsgemäße Wasserstrahl-Reinigungsdüse kann daher über einen sehr langen Zeitraum ohne Beeinträchtigung verwendet werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Düseneinsatz in dem Düsenkörper angeordnet. Der Strömungskanal verläuft in dem Düseneinsatz. Der Lochstein ist an dem Düseneinsatz mit einer Befestigungshülse befestigt. Vorteilhafterweise kann der Düseneinsatz ausgetauscht werden. Auf diese Weise kann ein defekter Düseneinsatz mit beschädigtem Lochstein durch einen neuen Düseneinsatz mit Lochstein ersetzt werden. Außerdem können in einen Düsenkörper verschiedene Düseneinsätze mit unterschiedlichem Durchmesser des Strömungskanals und verschiedenen Lochsteinen eingesetzt werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umschließt der Düsenkörper den Düseneinsatz, den Lochstein und die Lochstein-Befestigungshülse über die gesamte Länge umfangsseitig. Der Lochstein und der Strömungskanal sind dabei vor Beschädigungen insbesondere beim Ein- und Ausbau der Wasserstrahl-Reinigungsdüse optimal geschützt.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Strömungskanal der erfindungsgemäßen Wasserstrahl-Reinigungsdüse um ein Vielfaches länger als die Strömungskanäle der aus dem Stand der Technik bekannten Wasserstrahl-Reinigungsdüsen. Diese Verlängerung führt zu einem scharf gebündelten Wasserstrahl, der über eine wesentlich längere Strecke kohärent verläuft als ein Wasserstrahl, der mit bekannten Wasserstrahl-Reinigungsdüsen erzeugt wird. Die Kohärenz des Strahls wird außerdem durch das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Bohrung des Lochsteins und der Länge des Strömungskanals beeinflusst. Dabei beträgt die Länge des Strömungskanals im Düseneinsatz mindestens das Siebenfache des Durchmessers der Bohrung des Lochsteins. Besonders bevorzugt ist die Länge des Strömungskanals um den Faktor 10 größer als der Durchmesser.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Strömungskanal an dem der Austrittsöffnung zugewandten Ende konusförmig aufgeweitet. Diese Phase an der Austrittsöffnung des Strömungskanals verbessert zusätzlich die Kohärenz des Wasserstrahls.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind an der der Austrittsöffnung des Strömungskanals zugeordneten Seite des Düsenkörpers mindestens zwei zylindrische Bohrungen zur Werkzeugaufnahme vorgesehen. An den Bohrungen kann ein auf dem Markt übliches Werkzeug angesetzt werden. Mit Hilfe dieses Werkzeuges kann die Wasserstrahl-Reinigungsdüse in ein Gehäuse eingeschraubt und von dem Gehäuse wieder gelöst werden. Über das Werkzeug können Drehmomente auf die Wasserstrahl-Reinigungsdüse übertragen werden, welche zum Befestigen und Lösen der Düse ausreichen. Auch wenn die Wasserstrahl-Reinigungsdüse in dem Gehäuse festsitzt, ist ein Lösen mit Hilfe des Werkzeuges möglich, da ein entsprechend notwendiges Drehmoment durch das Werkzeug auf den Düsenkörper übertragen werden kann. Dabei besteht keine Gefahr der Beschädigung des Strömungskanals oder des Lochsteins, da die Werkzeugaufnahmen seitlich versetzt zu dem Strömungskanal in dem Düsenkörper vorgesehen sind.

Darüber hinaus besteht die Möglichkeit an der dem Lochstein abgewandten Seite des Düsenkörpers koaxial zu der durch die Bohrung des Lochsteins und eventuell den Strömungskanal gebildeten Achse eine Werkzeugaufnahme, beispielsweise einen Innensechskant an dem Düsenkörper vorzusehen. Der Innensechskant hat dabei einen größeren Durchmesser als der Bereich des Strömungskanals und/oder des Lochsteins. Durch die Stufe zwischen den beiden Bereichen unterschiedlichen Durchmessers wird eine Beschädigung des Lochsteins und des Strömungskanals durch das Werkzeug ausgeschlossen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Düseneinsatz kraftschlüssig durch eine Presspassung ohne Verwendung zusätzlicher Klebstoffe mit dem Düsenkörper verbunden. Ein Stoffschluss durch Schweißen oder Löten wird ebenfalls nicht benötigt. Der Düseneinsatz weist an dem der Austrittsöffnung zugewandten Ende einen geringeren Durchmesser auf, als an dem der Eintrittsöffnung zugewandten Ende. Der Übergang zwischen den Abschnitten unterschiedlichen Durchmessers ist durch einen Absatz gebildet. Ein korrespondierender Absatz ist in dem Düsenkörper vorgesehen. Die Verbindung zwischen Düseneinsatz und Düsenkörper hält Wasserdrücken bis zu 300 bar statt. Durch entsprechend höhere Drücke kann der Düseneinsatz aus dem Düsenkörper entfernt werden. Dies führt dazu, dass der typischerweise aus Edelstahl gefertigte Düsenkörper mehrfach verwendet werden kann. Dabei wird der entfernte Düseneinsatz durch einen neuen Düseneinsatz ersetzt. Ein Austausch ist bei hohen Standzeiten aufgrund der Abnutzung und Erosion notwendig.

In den Düsenkörper können verschiedene Düseneinsätze eingefügt werden. Dabei ist die Länge des Düseneinsatzes stets so gewählt, dass der Düsenkörper an der der Eintrittsöffnung zugeordneten Seite bündig mit der Lochstein-Befestigungshülse abschließt. An der der Austrittsöffnung zugeordneten Seite schließt der Düsenkörper bündig mit dem Düseneinsatz ab. Die verschiedenen Düseneinsätze unterscheiden sich in der Länge des Strömungskanals, dem Durchmesser des Strömungskanals und der Bohrung des Lochsteins. Dabei können Lochsteine unterschiedlicher Materialien und Formen eingesetzt werden.

Die erfindungsgemäße Wasserstrahl-Reinigungsdüse hat darüber hinaus den Vorteil, dass sie zu Reinigungszwecken in umgekehrter Richtung in ein Gehäuse eingesetzt werden kann. In diesem Fall dringt das Wasser oder eine geeignete Reinigungsflüssigkeit durch die Austrittsöffnung in den Strömungskanal ein und verlässt die Wasserstrahl-Reinigungsdüse an der Eintrittsöffnung. Die Düse hält dabei einem Wasserdruck von bis zu 200 bar stand. Ein derartiger Druck reicht aus, um Verschmutzungen und Ablagerungen zu entfernen.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen zu entnehmen.

Zeichnung

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel ist im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

1 Schnitt durch eine Wasserstrahl-Reinigungsdüse in perspektivischer Ansicht,

2 Schnitt durch eine Wasserstrahl-Reinigungsdüse gemäß 1 in Draufsicht.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die in den 1 und 2 dargestellte Wasserstrahl-Reinigungsdüse besteht aus einem zylindrischen Düsenkörper 1, einem Düseneinsatz 2, einem Lochstein 3 und einer Lochstein-Befestigungshülse 4. In dem Düseneinsatz 2 verläuft der Strömungskanal 5 mit der Eintrittsöffnung 6 und der Austrittsöffnung 7. Durch die Eintrittsöffnung 6 gelangt das Wasser in den Strömungskanal. Durch die Austrittsöffnung 7 strömt der gebündelte Wasserstrahl aus. An der Eintrittsöffnung 6 ist der Lochstein 3 angeordnet. Dieser wird über die Lochstein-Befestigungshülse 4 gehalten. Der in dem Lochstein vorgesehene Bohrung 8 weist an der dem Strömungskanal 5 zugewandten Seite eine konische Aufweitung auf.

Der Strömungskanal 5 ist an seinem der Austrittsöffnung 7 zugewandten Ende konisch aufgeweitet.

In dem Düsenkörper 1 sind zwei zylindrische Bohrungen 9 zur Werkzeugaufnahme vorgesehen. Ein Außengewinde 10 an der Außenseite des Düsenkörpers 1 dient dem Befestigen der Wasserstrahl-Reinigungsdüse an einem in der Zeichnung nicht dargestellten Gehäuse.

Sämtliche Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

1Düsenkörper 2Düseneinsatz 3Lochstein 4Lochstein-Befestigungshülse 5Strömungskanal 6Eintrittsöffnung 7Austrittsöffnung 8Bohrung im Lochstein 9Bohrung 10Außengewinde

Anspruch[de]
  1. Wasserstrahl-Reinigungsdüse zum Einsatz in ein Gehäuse

    mit einem Düsenkörper (1),

    mit einem Lochstein (3) aus Edelstein, welcher in dem Düsenkörper (1) befestigt ist,

    mit einer Bohrung (8) in dem Lochstein (3),

    dadurch gekennzeichnet,

    dass der Düsenkörper (1) an seiner Außenseite ein Außengewinde (10) zum Einsetzen in das Gehäuse und zum Verbinden mit dem Gehäuse aufweist.
  2. Wasserstrahl-Reinigungsdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (1) einen Strömungskanal (5) mit einer Eintrittsöffnung (6) und einer Austrittsöffnung (7) aufweist, und dass der Lochstein (3) an der Eintrittsöffnung (6) des Strömungskanals (5) in dem Düsenkörper (1) befestigt ist.
  3. Wasserstrahl-Reinigungsdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Düseneinsatz (2) in dem Düsenkörper (1) angeordnet ist, wobei der Strömungskanal (5) in dem Düseneinsatz (2) verläuft, und dass der Lochstein (3) an der Eintrittsöffnung (6) des Strömungskanals (5) im Düseneinsatz (2) mit einer Lochstein-Befestigungshülse (4) befestigt ist.
  4. Wasserstrahl-Reinigungsdüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (1) den Düseneinsatz (2), den Lochstein (3) und die Lochstein-Befestigungshülse (4) über die gesamte axiale Länge umfangsseitig umschließt.
  5. Wasserstrahl-Reinigungsdüse nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Strömungskanals (5) mindestens das 7-fache des Durchmessers der Bohrung (8) des Lochsteins (3) beträgt.
  6. Wasserstrahl-Reinigungsdüse nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (5) an dem der Austrittsöffnung (7) zugewandten Ende konusförmig aufgeweitet ist.
  7. Wasserstrahl-Reinigungsdüse nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der der Austrittsöffnung des Strömungskanals zugeordneten Seite des Düsenkörpers (1) mindestens zwei zylindrische Bohrungen (9) zur Werkzeugaufnahme vorgesehen sind.
  8. Wasserstrahl-Reinigungsdüse nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der der Austrittsöffnung des Strömungskanals zugeordneten Seite des Düsenkörpers (1) ein Innensechskant zur Werkzeugaufnahme vorgesehen ist.
  9. Wasserstrahl-Reinigungsdüse nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (1) an der der Eintrittsöffnung (6) zugeordneten Seite bündig mit der Lochstein-Befestigungshülse (4) abschließt und an der der Austrittsöffnung (7) zugeordneten Seite bündig mit dem Düseneinsatz (2) abschließt.
  10. Wasserstrahl-Reinigungsdüse nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Düseneinsatz (2) einen runden Querschnitt aufweist, und dass der Querschnitt in einem der Austrittsöffnung (7) zugewandten Bereich kleiner ist als in einem benachbarten, der Eintrittsöffnung (6) zugewandten Bereich.
  11. Wasserstrahl-Reinigungsdüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Düseneinsatz (2) kraftschlüssig durch eine Presspassung ohne Verwendung zusätzlicher Klebstoffe mit dem Düsenkörper (1) verbunden ist.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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