Die Erfindung betrifft eine Rotordüse für ein Hochdruckreinigungsgerät, mit einem Gehäuse, das mindestens eine in einen Innenraum des Gehäuses einmündende Eintrittsöffnung für unter Druck stehende Reinigungsflüssigkeit aufweist sowie eine an einer Stirnwand des Gehäuses angeordnete Austrittsöffnung, an der ein Lagerelement mit einer pfannenförmigen, zentral durchbrochenen Vertiefung angeordnet ist, und mit einem im Innenraum des Gehäuses angeordneten, einen Durchgangskanal aufweisenden und sich mit einem Ende an der pfannenförmigen Vertiefung abstützenden Düsenkörper zur Abgabe eines Flüssigkeitsstrahls, wobei die Längsachse des Düsenkörpers zur Längsachse des Gehäuses geneigt ist und der Düsenkörper in eine Umlaufbewegung versetzbar ist, bei der die Längsachse des Düsenkörpers auf einem Kegelmantel umläuft.

Eine derartige Rotordüse ist aus der WO 2016/138927 Al bekannt. Mithilfe der Rotordüse kann ein auf einen Kegelmantel umlaufender Flüssigkeitsstrahl erzeugt werden, der auf eine zu reinigende Fläche gerichtet werden kann. Der Eintrittsöffnung des Gehäuses kann von einem Hochdruckreinigungsgerät unter Druck stehende Reinigungsflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, zugeführt werden. In dem Gehäuse befindet sich ein Düsenkörper, der mit einem Ende an einer pfannenförmigen Vertiefung gelagert ist und sich im Übrigen im Gehäuse um dessen Längsachse bewegen kann. Der Düsenkörper weist einen Durchgangskanal auf, über den die Reinigungsflüssigkeit der Austrittsöffnung des Gehäuses zugeführt und von der Rotordüse abgegeben werden kann. Die Längsachse des Düsenkörpers ist gegenüber der Längsachse des Gehäuses geneigt. Der an der pfannenförmigen Vertiefung gelagerte Düsenkörper wird in eine Drehbewegung um die Gehäuselängsachse versetzt, bei der die Längsachse des Düsenkörpers auf einem Kegelmantel umläuft. Dies hat zur Folge, dass der austretende Flüssigkeitsstrahl eine kreisförmige Bewegung beschreibt, sodass eine verhältnismäßig große Fläche mit Reinigungsflüssigkeit beaufschlagt werden kann.

Der Drehantrieb des Düsenkörpers erfolgt bei der aus der WO 2016/138927 Al bekannten Rotordüse mittels der Reinigungsflüssigkeit, die zu diesem Zweck mit einer tangentialen Richtungskomponente in den Innenraum des Gehäuses einströmt, sodass sich im Innenraum eine um die Gehäuselängsachse rotierende Flüssigkeitssäule ausbildet, die den sich an der pfannenförmigen Vertiefung abstützenden Düsenkörper mitnimmt, sodass dieser ebenfalls um die Gehäuselängsachse rotiert.

Aus der EP 0 379 654 Al ist eine ähnlich ausgestaltete Rotordüse bekannt, bei der die Reinigungsflüssigkeit bezogen auf die Gehäuselängsachse in axialer Richtung in den Innenraum des Gehäuses einströmt. Der sich an einer pfannenförmigen Vertiefung abstützende Düsenkörper, dessen Längsachse zur Gehäuselängsachse geneigt ist, trägt ein Schaufelrad, das mit der einströmenden Reinigungsflüssigkeit beaufschlagt wird und dadurch den Düsenkörper in eine Umlaufbewegung um die Gehäuselängsachse versetzt.

Aus der DE 38 36 053 CI ist eine Rotordüse bekannt, bei der der Düsenkörper von einem Rotor in eine Umlaufbewegung um die Gehäuselängsachse versetzt wird, der wiederum von der Reinigungsflüssigkeit in Drehung versetzt wird.

Derartige Rotordüsen haben sich in der Praxis bewährt. Es ist allerdings wünschenswert, die mittels einer derartigen Rotordüse erzielbare Reinigungsleistung zu steigern.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Rotordüse der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass sie eine höhere Reinigungsleistung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einer Rotordüse der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Rotordüse eine Oszillationseinrichtung zur Erzeugung von zeitlichen und/oder räumlichen Oszillationen des aus der Rotordüse austretenden Flüssigkeitsstrahls aufweist, wobei die Oszillationen eine durch die Umlaufbewegung des Düsenkörpers hervorgerufene kreisförmige Bewegung des Flüssigkeitsstrahls überlagern.

Wie bereits erwähnt, wird mithilfe des Düsenkörpers, der um die Gehäuselängsachse der Rotordüse umläuft, eine kreisförmige Bewegung des aus der Rotordüse austretenden Flüssigkeitsstrahls erzeugt. Gemäß der Erfindung weist die Rotordüse eine Oszillationseinrichtung zur Erzeugung von zeitlichen und/oder räumlichen Oszillationen des aus der Rotordüse austretenden Flüssigkeitsstrahls auf, wobei die Oszillationen die durch die Umlaufbewegung des Düsenkörpers hervorgerufene kreisförmige Bewegung des Flüssigkeitsstrahls überlagern. Mithilfe der Oszillationseinrichtung wird ein Flüssigkeitsstrahl erzeugt, der nicht nur eine kreisförmige Bewegung ausführt, sondern zusätzlich zeitliche und/oder räumliche Oszillationen aufweist, beispielsweise zeitliche Oszillationen in Form von Druckschwankungen oder räumliche Oszillationen in Form einer zusätzlichen Pendelbewegung. Bevorzugt ist die Pendelbewegung quer zu der durch die Umlaufbewegung des Düsenkörpers hervorgerufenen Strömungsrichtung ausgerichtet. Die mittels der Oszillationseinrichtung erzeugten Oszillationen des Flüssigkeitsstrahls provozieren eine Desintegration des aus der Rotordüse austretenden Flüssigkeitsstrahls, sodass sich dieser nach Austritt aus der Rotordüse in einzelne Flüssigkeitstropfen auflöst und demzufolge einzelne Tropfen auf die zu reinigende Fläche auftreffen. Die Tropfen können vollständig voneinander getrennt sein oder über schmale Flüssigkeitsbrücken (Flüssigkeitsligamente) noch miteinander verbunden sein, sodass der Flüssigkeitsstrahl eine modulierte oder gepulste Flüssigkeitsströmung ausbildet. Die Tropfen haben beim Auftreffen auf die zu reinigende Fläche einen sogenannten Wasserschlageffekt zur Folge, der zu einer erhöhten Auftreffkraft der Reinigungsflüssigkeit führt, durch die die Reinigungsleistung der Rotordüse deutlich erhöht wird. Unter der Wirkung der hohen Auftreffkraft der Tropfen können selbst hartnäckige Verschmutzungen von der zu reinigenden Fläche gelöst werden, ohne dass eine Nachbehandlung erforderlich ist. Die hohe Reinigungsleistung ermöglicht es außerdem, Reinigungsflüssigkeit und Energie bei der Reinigung der Fläche einzusparen.

Bevorzugt ist die Oszillationsfrequenz des Flüssigkeitsstrahls mindestens so groß wie die Drehzahl des um die Gehäuselängsachse rotierenden Düsenkörpers. Die Drehzahl des Düsenkörpers beträgt bevorzugt 2.000 bis 10.000 Umdrehungen pro Minute, insbesondere 4.000 bis 8.000 Umdrehungen pro Minute, beispielsweise 5.000 bis 6.500 Umdrehungen pro Minute.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Oszillationsfrequenz des Flüssigkeitsstrahls ein Vielfaches der Drehzahl des um die Gehäuselängsachse rotierenden Düsenkörpers beträgt, sodass der Flüssigkeitsstrahl während einer Umlaufbewegung des Düsenkörpers um die Gehäuselängsachse eine Vielzahl von Oszillationen ausführt, unter deren Wirkung der Flüssigkeitsstrahl desintegriert, das heißt in Tropfen aufgelöst wird.

Bei räumlichen Oszillationen des Flüssigkeitsstrahls kann die Oszillationsfrequenz beispielsweise mindestens 33 Hz betragen. Die Oszillationsfrequenz kann allerdings auch deutlich höher sein, beispielsweise 1.000 Hz bis 2.000 Hz. Bei zeitlichen Oszillationen des Flüssigkeitsstrahls beträgt die Oszillationsfrequenz bevorzugt 10 kHz bis 30 kHz, insbesondere 20 kHz bis 25 kHz.

Aufgrund ihrer Fähigkeit, den aus der Rotordüse austretenden Flüssigkeitsstrahl zu desintegrieren, kann die Oszillationseinrichtung auch als Desintegrationseinrichtung bezeichnet werden.

Der Druck der der Rotordüse zugeführten Reinigungsflüssigkeit beträgt bevorzugt mindestens 20 bar, vorzugsweise mindestens 40 bar, insbesondere mindestens 80 bar. Der Druck kann beispielsweise 20 bis 300 bar, insbesondere 40 bis 250 bar betragen. Die Oszillationseinrichtung ist bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rotordüse in den Düsenkörper integriert. Dies ermöglicht eine besonders kompakte Ausgestaltung der Rotordüse.

So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Oszillationseinrichtung im Durchgangskanal des Düsenkörpers eine Strömungskammer ausbildet, in der ein Strömungsleitelement zur Erzeugung von räumlichen Oszillationen des Flüssigkeitsstrahls angeordnet ist. Mithilfe des Strömungsleitelements kann der den Durchgangskanal des Düsenkörpers durchströmenden Reinigungsflüssigkeit eine Pendelbewegung quer zur Längsachse des Düsenkörpers aufgeprägt werden, sodass der aus der Rotordüse austretende Flüssigkeitsstrahl zusätzlich zu seiner kreisförmigen Bewegung eine Pendelbewegung ausführt. Dadurch kann der Flüssigkeitsstrahl in einzelne Tropfen aufgelöst werden, die mit hoher Auftreffkraft auf die zu reinigende Fläche auftreffen.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung unterteilt das Strömungsleitelement die Strömungskammer des Düsenkörpers in einen zentralen Strömungskanal und zwei einander gegenüberliegende Rückkopplungskanäle, wobei die Rückkopplungskanäle einen Ausgangsabschnitt des zentralen Strömungskanals mit einem Eingangsabschnitt des zentralen Strömungskanals verbinden. Die unter Druck stehende Reinigungsflüssigkeit kann den zentralen Strömungskanal durchströmen, wobei ein Teil der Reinigungsflüssigkeit über die Rückkopplungskanäle vom Ausgangsabschnitt des zentralen Strömungskanals zu dessen Eingangsabschnitt zurückgeführt wird. Die Mündungsbereiche der Rückkopplungskanäle in den Eingangsabschnitt des zentralen Strömungskanals liegen einander bevorzugt gegenüber, sodass die über die Rückkopplungskanäle zurückgeführten Reinigungsflüssigkeitsströme im Eingangsabschnitt des zentralen Strömungskanals aufeinandertreffen und aufgrund von Strömungsinstabilitäten die den zentralen Strömungskanal durchströmende Reinigungsflüssigkeit zu zeitlich aufeinanderfolgenden und einander entgegen gerichteten seitlichen Auslenkungen anregen. Es wird also im zentralen Strömungskanal eine Resonanzschwingung induziert, die zur Folge hat, dass der aus der Rotordüse austretende Flüssigkeitsstrahl zusätzlich zu seiner kreisförmigen Bewegung eine Pendelbewegung ausführt, unter deren Wirkung er in einzelne Tropfen desintegriert.

Bevorzugt weist der zentrale Strömungskanal einen Eingangsabschnitt auf, an den sich aufeinanderfolgend ein erster linsenförmiger Abschnitt und ein zweiter linsenförmiger Abschnitt anschließen, wobei der erste linsenförmige Abschnitt länger ist als der zweite linsenförmige Abschnitt und der zweite linsenförmige Abschnitt den Ausgangsabschnitt des zentralen Strömungskanals bildet.

Die Länge des ersten linsenförmigen Abschnitts beträgt günstigerweise mindestens das 1,3-fache der Länge des zweiten linsenförmigen Abschnitts. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der erste linsenförmige Abschnitt mindestens doppelt so lang ist wie der zweite linsenförmige Abschnitt.

Zwischen dem ersten linsenförmigen Abschnitt und dem zweiten linsenförmigen Abschnitt ist bevorzugt eine Strömungsabrisskante angeordnet.

Alternativ zum Einsatz eines Strömungsleitelements im Durchgangskanal des Düsenkörpers kann auch vorgesehen sein, dass die Oszillationseinrichtung im Durchgangskanal eine Resonatorkammer ausbildet zur Erzeugung von zeitlichen Oszillationen in Form von Druckschwankungen des aus der Rotordüse austretenden Flüssigkeitsstrahls. Die der Rotordüse bereitgestellte, unter Druck stehende Reinigungsflüssigkeit durchströmt die im Durchgangskanal des Düsenkörpers angeordnete Resonatorkammer. Innerhalb der Resonatorkammer bildet sich eine instationäre Strömung aus, die zur Folge hat, dass die aus der Resonatorkammer herausströmende Reinigungsflüssigkeit Druckschwankungen aufweist. Die Druckschwankungen sind bezogen auf die Strömungsrichtung der Reinigungsflüssigkeit axial ausgerichtet. Eine derartige Resonatorkammer kann auch als Helmholtzresonator bezeichnet werden. Die Resonatorkammer kann beispielsweise einen zylindrischen Hohlraum mit einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung ausbilden, die von der Reinigungsflüssigkeit durchströmbar sind. Bei einer derartigen Ausgestaltung schließt sich an die Einlassöffnung des Hohlraums eine bezogen auf die Längsachse des Düsenkörpers radial nach außen gerichtete Stufe an, an der sich die Strömung der Reinigungsflüssigkeit ablöst, sodass sich Wirbel ausbilden, die sich innerhalb des zylindrischen Hohlraums in Strömungsrichtung bewegen, wobei sich im Hohlraum eine Resonanzschwingung ausbildet, die axial ausgerichtete Druckschwankungen der Reinigungsflüssigkeit zur Folge hat.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die Oszillationseinrichtung zur Erzeugung von zeitlichen Oszillationen stromaufwärts des Düsenkörpers angeordnet ist.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse einen Einlasskanal aufweist, an den eine Flüssigkeitszufuhrleitung anschließbar ist, wobei die Oszillationseinrichtung im Bereich des Einlasskanals angeordnet ist. Mittels Flüssigkeitszufuhrleitung kann der Rotordüse unter Druck stehende Reinigungsflüssigkeit zugeführt werden. Über den Einlasskanal kann die Reinigungsflüssigkeit zu der in den Innenraum des Gehäuses einmündenden Eintrittsöffnung gelangen, wobei die Reinigungsflüssigkeit im Bereich des Einlasskanals mit Druckimpulsen beaufschlagt werden kann, sodass sich in der Reinigungsflüssigkeit Druckschwankungen ausbilden, die zur Folge haben, dass der aus der Rotordüse austretende Flüssigkeitsstrahl desintegriert, wie dies voranstehend bereits erläutert wurde.

Günstig ist es, wenn der Einlasskanal eine Resonatorkammer ausbildet, unter deren Wirkung sich in der den Einlasskanal durchströmenden Reinigungsflüssigkeit Druckschwankungen ausbilden. Wie bereits erläutert, kann die Resonatorkammer einen zylindrischen Hohlraum mit einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung ausbilden und von der Reinigungsflüssigkeit durchströmt werden. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Oszillationseinrichtung mindestens ein Piezokeramikteil auf, das mit einer elektrischen Wechselspannung beaufschlagbar ist, wobei die der Rotordüse bereitgestellte Reinigungsflüssigkeit von dem mindestens einen Piezokeramikteil mit Druckimpulsen beaufschlagbar ist. Durch die Beaufschlagung des mindestens einen Piezo- keramikteils mit der elektrischen Wechselspannung wird das Piezokeramikteil zu einer mechanischen Schwingung in Form aufeinanderfolgender Expansionen und Kontraktionen angeregt, die in der das mindestens eine Piezokeramikteil kontaktierenden Reinigungsflüssigkeit zeitliche Oszillationen in Form von Druckschwankungen verursachen. Wie bereits erwähnt, kann mittels der Druckschwankungen eine Desintegration des aus der Rotordüse austretenden Reinigungsflüssigkeitsstrahls hervorgerufen werden.

Günstig ist es, wenn zumindest ein mit Wechselspannung beaufschlagbares Piezokeramikteil einen Durchlasskanal aufweist, der von der der Rotordüse bereitgestellten Reinigungsflüssigkeit durchströmbar ist. Aufgrund der Beaufschlagung des Piezokeramikteils mit der elektrischen Wechselspannung verändert sich der Strömungsquerschnitt des Durchlasskanals periodisch. Durch die Verringerung und Vergrößerung des Strömungsquerschnitts werden Druckimpulse auf die den Durchlasskanal durchströmende Reinigungsflüssigkeit ausgeübt, die sich in Strömungsrichtung der Reinigungsflüssigkeit ausbreitende Druckschwankungen zur Folge haben und eine Desintegration der aus der Rotordüse austretenden Reinigungsflüssigkeit bewirken.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Oszillationseinrichtung ein erstes und ein zweites Piezokeramikteil aufweist, die mit Wechselspannung beaufschlagbar sind, wobei das erste Piezokeramikteil einen Durchlasskanal aufweist, in dem das zweite Piezokeramikteil unter Ausbildung eines Ringspalts angeordnet ist, wobei der Ringspalt von der der Rotordüse bereitgestellten Reinigungsflüssigkeit durchströmbar ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung der Oszillationseinrichtung kann die Reinigungsflüssigkeit sowohl vom ersten Piezokeramikteil als auch vom zweiten Piezokeramikteil mit Druckimpulsen beaufschlagt werden. Die Reinigungsflüssigkeit umströmt hierbei das im Durchlasskanal des ersten Piezokeramikteils angeordnete zweite Piezokeramikteil, sodass sich in der Reinigungsflüssigkeit sehr starke Druckschwankungen ausbilden, die eine Desintegration des aus der Rotordüse austretenden Flüssigkeitsstrahls zur Folge haben.

Alternativ oder ergänzend kann die Oszillationseinrichtung zumindest ein mit Wechselspannung beaufschlagbares Piezokeramikteil aufweisen, das quaderförmig oder zylinderförmig ausgestaltet ist und eine Druckbeaufschlagungsfläche zur Beaufschlagung der der Rotordüse bereitgestellten Reinigungsflüssigkeit mit Druckimpulsen aufweist. Das quaderförmig oder zylinderförmig ausgestaltete Piezokeramikteil bildet eine Art Kolben aus, der eine Druckbeaufschlagungsfläche aufweist, wobei die Druckbeaufschlagungsfläche aufgrund der Beaufschlagung des Piezokeramikteils mit der elektrischen Wechselspannung zu mechanischen Schwingungen angeregt wird, die eine Beaufschlagung der entlang der Druckbeaufschlagungsfläche strömenden Reinigungsflüssigkeit mit Druckimpulsen führt.

Die Bereitstellung der elektrischen Wechselspannung kann mittels einer externen Steuerelektronik erfolgen, die über eine elektrische Verbindungsleitung mit der Rotordüse lösbar verbindbar ist. Die Rotordüse kann zu diesem Zweck ein elektrisches Anschlusselement aufweisen, beispielsweise einen Anschlussstecker oder eine Anschlussbuchse.

Die nachfolgende Beschreibung vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Figur 1 : eine Längsschnittansicht einer ersten vorteilhaften Ausführungsform einer Rotordüse;

Figur 2: eine Längsschnittansicht einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform einer Rotordüse; Figur 3: eine Längsschnittansicht einer dritten vorteilhaften Ausführungsform einer Rotordüse, an die eine externe Steuerelektronik angeschlossen ist;

Figur 4: eine Längsschnittansicht einer vierten vorteilhaften Ausführungsform einer Rotordüse, an die eine externe Steuerelektronik angeschlossen ist;

Figur 5: eine Längsschnittansicht einer fünften vorteilhaften Ausführungsform einer Rotordüse, an die eine externe Steuerelektronik angeschlossen ist;

Figur 6: eine Längsschnittansicht einer sechsten vorteilhaften Ausführungsform einer Rotordüse.

In Figur 1 ist eine erste vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rotordüse schematisch dargestellt, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 belegt ist. Die Rotordüse 10 weist ein Gehäuse 12 auf mit einem Anschlussteil 14 und einem Deckelteil 16, das von einem Mantel 17 umgeben ist. Das Anschlussteil 14 ist mit dem Deckelteil 16 verschraubt. Das Anschlussteil 14 weist hierzu ein Außengewinde 18 auf, auf das ein Innengewinde 20 des Deckelteils 16 aufgeschraubt werden kann, wobei mithilfe eines Dichtrings 22 eine flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen dem Anschlussteil 14 und dem Deckelteil 16 sichergestellt ist.

Das Anschlussteil 14 weist einen Einlasskanal 24 auf, der koaxial zu einer Längsachse 26 des Gehäuses 12 ausgerichtet ist und sich ausgehend von einer dem Deckelteil 16 abgewandten Rückseite 28 des Anschlussteils 14 bis zu einer Endwand 30 des Anschlussteils 14 erstreckt, die in einen Innenraum 32 des Gehäuses 12 eintaucht. Die Endwand 30 weist mehrere Eintrittsöffnungen auf, die sich an den Einlasskanal 24 anschließen. Bei der beispielhaft dargestellten Ausführungsform münden die Eintrittsöffnung mit einer bezogen auf die Längsachse 26 tangentialen Richtungskomponente in den Innenraum 32 ein. Zur Erzielung einer besseren Übersicht ist in Figur 1 lediglich eine Eintrittsöffnung 34 dargestellt.

Das Deckelteil 16 umgibt den Innenraum 32 und weist einen an das Anschlussteil 14 angrenzenden, zylindrischen hinteren Deckelabschnitt 36 auf, an den sich einstückig ein kegelstumpfförmiger vorderer Deckelabschnitt 38 anschließt. Der vordere Deckelabschnitt 38 weist eine der Endwand 30 des Anschlussteils 14 gegenüberliegende Stirnwand 40 auf mit einer koaxial zur Längsachse 26 ausgerichteten Austrittsöffnung 42.

Unmittelbar stromaufwärts der Austrittsöffnung 42 ist im Innenraum 32 ein Lager angeordnet in Form eines Lagerrings 44, der eine pfannenförmige, zentral durchbrochene Vertiefung 46 ausbildet.

An das Anschlussteil 14 kann eine an sich bekannte und deshalb zur Erzielung einer besseren Übersicht in der Zeichnung nicht dargestellte Flüssigkeitszufuhrleitung, beispielsweise eine Sprühlanze, angeschlossen werden. Zu diesem Zweck ist im Einlasskanal 24 ein Innengewinde 48 angeordnet, das mit einem komplementär ausgestalteten Außengewinde der Flüssigkeitszufuhrleitung verschraubt werden kann. Über die Flüssigkeitszufuhrleitung kann der Rotordüse 10 Reinigungsflüssigkeit bereitgestellt werden, die von einem Hochdruckreinigungsgerät unter Druck gesetzt wurde. Der Druck der Reinigungsflüssigkeit kann beispielsweise 20 bar bis 300 bar betragen. Über die Eintrittsöffnungen 34 kann die unter Druck stehende Reinigungsflüssigkeit, beispielsweise Wasser, mit einer tangentialen Richtungskomponente in den Innenraum 32 einströmen, wobei die Reinigungsflüssigkeit im Innenraum 32 um die Längsachse 26 rotiert und über die Austrittsöffnung 42 aus dem Gehäuse 12 heraustreten kann.

Im Innenraum 32 ist ein Düsenkörper 50 angeordnet, der sich mit einem balligen Ende 52 in der pfannenförmigen Vertiefung 46 des Lagerrings 44 abstützt. Der Düsenkörper 50 weist einen Durchgangskanal 54 auf, der sich entlang einer Längsachse 56 des Düsenkörpers 50 erstreckt. In einen dem Lagerring 44 abgewandten Endabschnitt des Durchgangskanals 54 ist ein Strömungsgleichrichter 58 eingepresst, der zwei senkrecht aufeinander stehende, parallel zur Längsachse 56 des Düsenkörpers 50 verlaufende und den Durchgangskanal 54 diametral durchsetzende Wände aufweist. In Höhe des Strömungsgleichrichters 58 weist der Düsenkörper 50 an seinem Umfang eine umlaufende Ringnut 60 auf, in der ein ringförmiger Anlagekörper 62 drehfest gehalten ist. Der Anlagekörper 62 bildet auf seiner Außenseite eine Anlagefläche 64 aus, mit der der Düsenkörper 50 an der Innenwand 66 des Deckelteils 16 anliegt, wobei die Längsachse 56 des Düsenkörpers 50 zur Längsachse 26 des Gehäuses 12 geneigt ist.

Wie bereits erwähnt, kann unter Druck stehende Reinigungsflüssigkeit über die Eintrittsöffnungen 34 in den Innenraum 32 des Gehäuses 12 einströmen. Der Innenraum 32 ist im Betrieb der Rotordüse 12 mit Reinigungsflüssigkeit gefüllt, die von der über die Eintrittsöffnungen 34 mit tangentialer Richtungskomponente einströmenden Reinigungsflüssigkeit um die Gehäuselängsachse 26 in Drehung versetzt wird. Es bildet sich somit im Innenraum 32 eine um die Gehäuselängsachse 26 rotierende Flüssigkeitssäule aus. Die rotierende Flüssigkeitssäule nimmt den sich mit seinem balligen Ende 32 am Lagerring 44 abstützenden Düsenkörper 50 mit, sodass dieser ebenfalls um die Gehäuselängsachse 26 rotiert, wobei er sich mittels des Anlagekörpers 62 an der Innenwand 66 abstützt. Die unter Druck stehende Reinigungsflüssigkeit durchströmt den Durchgangskanal 54 des um die Gehäuselängsachse 26 rotierenden Düsenkörpers 50, sodass der aus der Rotordüse 10 austretende Flüssigkeitsstrahl eine kreisförmige Bewegung beschreibt, die in Figur 1 durch die Pfeile 68 veranschaulicht ist. Dies gibt die Möglichkeit, eine verhältnismäßig große Fläche, die gereinigt werden soll, mit Reinigungsflüssigkeit zu beaufschlagen.

Um die Reinigungswirkung zu erhöhen, weist die Rotordüse 10 eine Oszillationseinrichtung 70 auf zur Erzeugung von räumlichen Oszillationen des aus der Rotordüse 10 austretenden Flüssigkeitsstrahls, wobei die Oszillationen die durch die Rotation des Düsenkörpers 50 hervorgerufene kreisförmige Bewegung des Flüssigkeitsstrahls überlagern. Mithilfe der Oszillationseinrichtung 70 wird ein Flüssigkeitsstrahl erzeugt, der zusätzlich zu der voranstehend erläuterten kreisförmigen Bewegung Oszillationen aufweist, die zur Folge haben, dass der aus der Rotordüse 10 austretende Flüssigkeitsstrahl desintegriert, indem er sich in einzelne Tropfen auflöst, die dann auf die zu reinigende Fläche auftreffen. Die Tropfen haben beim Auftreffen auf die zu reinigende Fläche einen Wasserschlageffekt zur Folge, der zu einer erhöhten Auftreffkraft der Reinigungsflüssigkeit führt, sodass selbst hartnäckige Verschmutzungen von der zu reinigenden Fläche gelöst werden können, ohne dass eine Nachbehandlung erforderlich ist. Die hohe Reinigungsleistung hat darüber hinaus den Vorteil, dass Reinigungsflüssigkeit und Energie eingespart werden können.

Bei der in Figur 1 dargestellten vorteilhaften Ausführungsform ist die Oszillationseinrichtung 70 in den Düsenkörper 50 integriert. Die Oszillationseinrichtung 70 bildet hierzu im Durchgangskanal 54 stromabwärts des Strömungsgleichrichters 58 eine Strömungskammer 72 aus, in der ein Strömungsleitelement 74 angeordnet ist. Das Strömungsleitelement 74 unterteilt die Strömungskammer 72 in einen zentralen Strömungskanal 76 und zwei einander gegenüberliegende Rückkopplungskanäle 78, 80, die einen Ausgangsabschnitt 82 des zentralen Strömungskanals 76 mit einem Eingangsabschnitt 84 des zentralen Strömungskanals 76 verbinden. Der zentrale Strömungskanal 76 ist koaxial zur Längsachse 56 des Düsenkörpers 50 ausgerichtet und weist stromabwärts des Eingangsabschnitts 84 einen ersten, in einem Längsschnitt linsenförmigen Abschnitt 86 und einen sich unmittelbar an diesen anschließenden zweiten, im Längsschnitt linsenförmigen Abschnitt 88 auf, wobei zwischen dem ersten linsenförmigen Abschnitt 86 und dem zweiten linsenförmigen Abschnitt 88 eine Strömungsabrisskante 90 angeordnet ist und der zweite linsenförmige Abschnitt 88 den Ausgangsabschnitt 82 des zentralen Strömungskanals 76 ausbildet, von dem die Rückkopplungskanäle 78, 80 ausgehen. Der erste linsenförmige Abschnitt 86 ist länger ausgestaltet als der zweite linsenförmige Abschnitt 88. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der erste linsenförmige Abschnitt 86 etwa dreimal so lang wie der zweite linsenförmige Abschnitt. Die über den Strömungsgleichrichter 58 in den Durchgangskanal 54 des Düsenkörpers 50 eintretende Reinigungsflüssigkeit kann den zentralen Strömungskanal 76 durchströmen, wobei ein Teil der Reinigungsflüssigkeit über die Rückkopplungskanäle 78, 80 ausgehend vom Ausgangsabschnitt 82 zum Eingangsabschnitt 84 zurückgeführt wird. Die Mündungsbereiche der Rückkopplungskanäle 78, 80 liegen einander unmittelbar gegenüber, sodass die über die Rückkopplungskanäle 78, 80 zurückgeführten Flüssigkeitsströme im Eingangsabschnitt 84 aufeinandertreffen und aufgrund von Strömungsinstabilitäten die den zentralen Strömungskanal 76 durchströmende Reinigungsflüssigkeit zu zeitlich aufeinanderfolgenden und einander entgegen gerichteten seitlichen Auslenkungen anregen. Dies hat zur Folge, dass sich im zentralen Strömungskanal 76 eine selbsterregte Resonanzschwingung ausbildet, sodass der aus der Rotordüse 10 austretende Flüssigkeitsstrahl zusätzlich zu seiner kreisförmigen Bewegung um die Gehäuselängsachse 26 eine Pendelbewegung ausführt, unter deren Wirkung der Flüssigkeitsstrahl in einzelne Tropfen desintegriert. Die Pendelbewegung ist in Figur 1 durch die gestrichelte Linie 92 veranschaulicht.

Mithilfe der in Figur 1 dargestellten Rotordüse 10 kann somit ein Flüssigkeitsstrahl erzeugt werden, der eine kreisförmige Bewegung ausführt, wobei der kreisförmigen Bewegung eine Pendelbewegung überlagert ist. Dies hat zur Folge, dass der aus der Rotordüse 10 austretende Flüssigkeitsstrahl sich in einzelne Tropfen auflöst, die mit hoher Auftreffkraft auf eine zu reinigende Fläche auftreffen können. Die Tropfen können hierbei vollständig voneinander getrennt sein oder auch über schmale Flüssigkeitsbrücken (Flüssigkeitsligamente) noch miteinander verbunden sein, sodass der Flüssigkeitsstrahl eine modulierte oder gepulste Flüssigkeitsströmung ausbildet. Mittels der Rotordüse 10 lässt sich somit eine sehr hohe Reinigungsleistung erzielen.

In Figur 2 ist eine zweite vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rotordüse schematisch dargestellt, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 100 belegt ist. Die Rotordüse 100 ist ebenso wie die nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 3 bis 6 erläuterten dritten bis sechsten vorteilhaften Ausführungsformen erfindungsgemäßer Rotordüsen weitgehend identisch ausgestaltet wie die in Figur 1 dargestellte und voranstehend im Einzelnen erläuterte Rotordüse 10. In den Figuren 2 bis 6 werden deshalb identische Bauteile mit denselben Bezugszeichen belegt wie in Figur 1, und bezüglich dieser Bauteile wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die voranstehenden Erläuterungen Bezug genommen.

Die in Figur 2 schematisch dargestellte Rotordüse 100 weist einen Düsenkörper 102 auf mit einer Düse 104, die das ballige Ende des Düsenkörpers 102 ausbildet, und mit einem Düsenträger 106, in den die Düse 104 eingepresst ist und der einen Durchgangskanal 108 aufweist, wobei im Durchgangskanal 108 eine Oszillationseinrichtung 110 zur Erzeugung von zeitlichen Oszillationen angeordnet ist. Die Oszillationseinrichtung 110 bildet eine Resonatorkammer 112 aus in Form eines zylindrischen Hohlraums 114 mit einer stromabwärts des Strömungsgleichrichters 58 angeordneten Einlassöffnung 116 und einer stromabwärts der Einlassöffnung 116 angeordneten Auslassöffnung 118. Im Betrieb der Rotordüse 100 wird die Resonatorkammer 112 von der der Rotordüse 100 bereitgestellten Reinigungsflüssigkeit durchströmt. An die Einlassöffnung 116 schließt sich eine radial nach außen gerichtete Stufe 120 an, an der sich die Strömung der Reinigungsflüssigkeit ablöst, sodass sich Wirbel ausbilden, die sich innerhalb des zylindrischen Hohlraums 114 in Strömungsrichtung bewegen, wobei sich im Hohlraum 114 eine Resonanzschwingung ausbildet in Form axial ausgerichteter Druckschwankungen der Reinigungsflüssigkeit. Die aus dem Hohlraum 114 austretende Reinigungsflüssigkeit weist somit zeitliche Oszillationen auf in Form von Druckschwankungen. Dies hat zur Folge, dass der aus der Rotordüse 100 austretende Flüssigkeitsstrahl sich in einzelne Tropfen auflöst, die mit hoher Auftreffkraft auf die zu reinigende Fläche auftreffen, um diese wirkungsvoll zu reinigen, wie dies voranstehend bereits unter Bezugnahme auf die Rotordüse 10 erläutert wurde. In Figur 3 ist eine dritte vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rotordüse schematisch dargestellt, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 130 belegt ist. Die Rotordüse 130 weist einen Düsenkörper 132 mit einer Düse 134 und einem Düsenträger 136 auf. Der Düsenträger 136 bildet einen Durchgangskanal 138 aus, der im Bereich zwischen dem Strömungsgleichrichter 58 und der Düse 134 zylindrisch ausgestaltet ist.

Die Rotordüse 130 weist eine Oszillationseinrichtung 140 zur Erzeugung von zeitlichen Oszillationen auf. Die Oszillationseinrichtung 140 ist stromaufwärts des Düsenkörpers 132 angeordnet, und zwar ist die Oszillationseinrichtung 140 im Bereich des Einlasskanals 24 des Anschlussteils 14 stromabwärts des Innengewindes 48 positioniert. Der Einlasskanal 24 der Rotordüse 130 weist eine innenliegende Ringnut 142 auf, in der die Oszillationseinrichtung 140 angeordnet ist, wobei die Oszillationseinrichtung 140 ein ringförmiges Piezo- keramikteil 144 aufweist, das mittels einer externen Steuerelektronik 146 mit einer elektrischen Wechselspannung beaufschlagt werden kann und unter der Wirkung der Wechselspannung bezogen auf die Gehäuselängsachse 26 radial ausgerichtete mechanische Schwingungen ausführt. Die Schwingungen sind durch die Doppelpfeile 145 veranschaulicht. Das Piezokeramikteil 144 weist einen koaxial zur Gehäuselängsachse 26 ausgerichteten Durchlasskanal 148 auf, der von der unter Druck stehenden Reinigungsflüssigkeit durchströmt werden kann. Die mechanischen Schwingungen des Piezokeramikteils 144 haben zur Folge, dass sich der Strömungsquerschnitt des Durchlasskanals 148 periodisch verändert, indem er sich verkleinert und vergrößert, sodass die den Durchlasskanal 148 durchströmende Reinigungsflüssigkeit mit Druckimpulsen beaufschlagt wird. Die Druckimpulse verursachen sich in Strömungsrichtung der Reinigungsflüssigkeit ausbreitende Druckschwankungen und haben zur Folge, dass der aus der Rotordüse 130 austretende Flüssigkeitsstrahl desintegriert, indem er sich in einzelne Tropfen auflöst, die mit hoher Auftreffkraft auf die zu reinigende Fläche auftreffen, wie dies voranstehend bereits erläutert wurde. In Figur 4 ist eine vierte vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rotordüse schematisch dargestellt, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 160 belegt ist. Die Rotordüse 160 unterscheidet sich von der voranstehend unter Bezugnahme auf die Figur 3 erläuterten Rotordüse 130 dadurch, dass sie zur Erzeugung von zeitlichen Oszillationen eine Oszillationseinrichtung 170 aufweist, die zusätzlich zu dem ringförmigen Piezokeramikteil 144 ein stiftförmiges Piezokeramikteil 172 aufweist, das unter Ausbildung eines Ringspalts 174 im Durchlasskanal 148 des ringförmigen Piezokeramikteils 144 positioniert ist. Das stiftförmige Piezokeramikteil 172 kann ebenso wie das ringförmige Piezokeramikteil 144 mittels einer externen Steuerelektronik mit einer elektrischen Wechselspannung beaufschlagt werden, die zur Folge hat, dass die beiden Piezokeramikteile 144, 172 mechanische Schwingungen ausführen. Der Ringspalt 174 kann von der unter Druck stehenden Reinigungsflüssigkeit durchströmt werden, wobei die mechanischen Schwingungen der beiden Piezokeramikteile 144, 172 zur Folge haben, dass sich der Strömungsquerschnitt des Ringspalts 174 periodisch verändert und dadurch Druckimpulse auf die Reinigungsflüssigkeit ausgeübt werden. Wie voranstehend bereits erläutert, rufen die Druckimpulse eine Desintegration des aus der Rotordüse 160 austretenden Flüssigkeitsstrahls hervor, sodass sich einzelne Tropfen ausbilden, die mit hoher Auftreffkraft auf die zu reinigende Fläche auftreffen, sodass die Reinigungsleistung signifikant erhöht wird.

In Figur 5 ist eine fünfte vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rotordüse schematisch dargestellt, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 180 belegt ist. Die Rotordüse 180 weist zur Erzeugung von zeitlichen Oszillationen eine Oszillationseinrichtung 190 auf, die in einer einseitigen Erweiterung 192 des Einlasskanals 34 angeordnet ist und ein quaderförmiges oder zylinderförmiges Piezokeramikteil 194 umfasst, das mittels einer externen Steuerelektronik mit einer elektrischen Wechselspannung beaufschlagt werden kann, sodass das Piezokeramikteil 134 zu mechanischen Schwingungen angeregt wird, die bezogen auf die Gehäuselängsachse 26 der Rotordüse 180 radial ausgerichtet sind. Das Piezokeramikteil 194 weist eine Druckbeaufschlagungsfläche 196 auf, die der Gehäuselängsachse 26 zugewandt ist und über die die den Einlasskanal 24 durchströmende Reinigungsflüssigkeit mit Druckimpulsen beaufschlagbar ist. Zu diesem Zweck wird die Reinigungsflüssigkeit an der Druckbeaufschlagungsfläche 196 entlanggeführt. Auch bei der Rotordüse 180 führt die Beaufschlagung der unter Druck stehenden Reinigungsflüssigkeit mit Druckimpulsen zu einer Desintegration des aus der Rotordüse 180 austretenden Reinigungsflüssigkeitsstrahls, wie dies voranstehend bereits erläutert wurde.

In Figur 6 ist eine sechste vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rotordüse schematisch dargestellt, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 210 belegt ist. Die Rotordüse 210 weist zur Erzeugung von zeitlichen Oszillationen eine Oszillationseinrichtung 220 auf, die im Einlasskanal 24 der Rotordüse 210 eine Resonatorkammer 222 ausbildet in Form eines zylindrischen Hohlraums 224, der ähnlich ausgestaltet ist wie der zylindrische Hohlraum 114 der voranstehend erläuterten und in Figur 2 schematisch dargestellten Rotordüse 100. Der zylindrische Hohlraum 224 weist eine Einlassöffnung 226 und eine Auslassöffnung 228 auf und kann von der unter Druck stehenden Reinigungsflüssigkeit durchströmt werden. An die Einlassöffnung 226 schließt sich eine radial nach außen gerichtete Stufe 230 an, an der sich die Strömung der Reinigungsflüssigkeit ablöst, sodass sich im zylindrischen Hohlraum 224 Wirbel ausbilden, die sich in Strömungsrichtung bewegen, wobei sich eine Resonanzschwingung ausbildet in Form axial ausgerichteter Druckschwankungen der Reinigungsflüssigkeit. Die aus dem Hohlraum 224 herausströmende Reinigungsflüssigkeit weist somit zeitliche Oszillationen auf in Form von Druckschwankungen. Dies hat zur Folge, dass die aus der Rotordüse 210 austretende Flüssigkeit in einzelne Tropfen desintegriert, die mit hoher Auftreffkraft auf die zu reinigende Fläche auftreffen, wie dies voranstehend bereits erläutert wurde.