Title:
Reinigungsdüse
Kind Code:
U1


Abstract:

Reinigungsdüse (1) zur Erzeugung von Freistrahlen mit hoher kinetischer Energie, geeignet zum Einsatz in der industriellen Reinigungstechnik,
wobei die Reinigungsdüse (1) zum Einbau in eine Einhausung (50) mit einer Zuführung für ein Fluid zur Reinigung ausgebildet ist, und
– einen Körper (1') mit einer im Wesentlichen kreiszylindrischen Form mit einem längsaxialen Fluidkanal (8), der eine Fluideinlassöffnung (8') und eine Fluidauslassöffnung (8'') hat, aufweist,
wobei der Fluidkanal (8)
sich von der Fluideinlassseite entlang einem Verjüngungsabschnitt bis zu einem auf einem Lager (11) eingesetzten Düsenstein (12) von einem Einlassquerschnitt auf einen reduzierten Querschnitt verjüngt, und aus dem Düsenstein (12) mit einem Auslassquerschnitt austritt, der kleiner ist als der Einlassquerschnitt und sich entlang einem Kanal und aus dem Körper (1') nach außen erstreckt,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Körper (1') aus gehärtetem Metall besteht, wobei zumindest eine Fläche des Körpers (1'), die die Auslassseitenfläche (3) aufweist, eine Schicht (2) aus einer Metallverbindung, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Titannitrid, Titancarbid, Chromnitrid, Chromcarbonitrid, Aluminium-Titannitrid, Aluminium-Titan-Chromnitrid, Molybdändisulfid, Titan-Aluminium-Carbonitrid,
trägt.




Application Number:
DE202017002212U
Publication Date:
06/28/2017
Filing Date:
04/27/2017
Assignee:
Oskar Moser Technische Edelsteine GmbH, 79215 (DE)



Attorney, Agent or Firm:
mepat Patentanwälte, Dr. Mehl-Mikus, Goy, Dr. Drobnik Partnerschaft mbB, 76135, Karlsruhe, DE
Claims:
1. Reinigungsdüse (1) zur Erzeugung von Freistrahlen mit hoher kinetischer Energie, geeignet zum Einsatz in der industriellen Reinigungstechnik,
wobei die Reinigungsdüse (1) zum Einbau in eine Einhausung (50) mit einer Zuführung für ein Fluid zur Reinigung ausgebildet ist, und
– einen Körper (1') mit einer im Wesentlichen kreiszylindrischen Form mit einem längsaxialen Fluidkanal (8), der eine Fluideinlassöffnung (8') und eine Fluidauslassöffnung (8'') hat, aufweist,
wobei der Fluidkanal (8)
sich von der Fluideinlassseite entlang einem Verjüngungsabschnitt bis zu einem auf einem Lager (11) eingesetzten Düsenstein (12) von einem Einlassquerschnitt auf einen reduzierten Querschnitt verjüngt, und aus dem Düsenstein (12) mit einem Auslassquerschnitt austritt, der kleiner ist als der Einlassquerschnitt und sich entlang einem Kanal und aus dem Körper (1') nach außen erstreckt,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Körper (1') aus gehärtetem Metall besteht, wobei zumindest eine Fläche des Körpers (1'), die die Auslassseitenfläche (3) aufweist, eine Schicht (2) aus einer Metallverbindung, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Titannitrid, Titancarbid, Chromnitrid, Chromcarbonitrid, Aluminium-Titannitrid, Aluminium-Titan-Chromnitrid, Molybdändisulfid, Titan-Aluminium-Carbonitrid,
trägt.

2. Reinigungsdüse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (1) fluidauslassseitig ein Innenmehrkant (6), bevorzugt einen Innensechskant (6), mit einem Innenmehrkantgrund (6') aufweist, und die Flächen, die die Schicht (2) tragen, die Auslassseitenfläche (3) und eine Oberfläche des Innenmehrkants (6) umfassen.

3. Reinigungsdüse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (1) fluidauslassseitig an der Außenmantelfläche an die Auslassseitenfläche (3) angrenzend einen Außenmehrkant, bevorzugt einen Außensechskant, aufweist, und die Flächen, die die Schicht (2) tragen, die Auslassseitenfläche (3) und eine Oberfläche des Außenmehrkants (6) umfassen.

4. Reinigungsdüse (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (1) mit dem Außenmehrkant eine auslassseitige, vorzugsweise zylindrische, zentralaxiale Ausnehmung aufweist, wobei der Fluidkanal (8), der aus dem Düsenstein (12) mit einem Auslassquerschnitt austritt, der kleiner ist, als der Einlassquerschnitt und sich entlang einem Kanal und durch einen Grund dieser zentralaxialen Ausnehmung aus dem Körper (1') nach außen erstreckt, wobei die Flächen, die die Schicht (2) tragen, die Auslassseitenfläche (3) und eine Oberfläche des Außenmehrkants (6) und eine Oberfläche der zentralaxialen Ausnehmung aufweisen.

5. Reinigungsdüse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassseitenfläche (3) eine Fase (9) oder einen Radius an der zur Außenmantelfläche des Körpers (1') weisenden Kante umfasst.

6. Reinigungsdüse (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassseitenfläche (3) eine Fase oder einen Radius an der zu dem Innenmehrkant (6) weisenden Kante aufweist, oder eine Fase (9) oder ein Radius ist.

7. Reinigungsdüse (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassseitenfläche (3) eine Fase oder einen Radius an der zu der zentralaxialen Ausnehmung weisenden Kante aufweist.

8. Reinigungsdüse (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (2) aus der Metallverbindung auch auf einer Fläche des Körpers (1') vorliegt, die ganz oder teilweise eine Außenmantelfläche, bevorzugt eine Außenmantelfläche und eine Einlassseitenfläche (3'), an der das Fluid in die Reinigungsdüse (1) eintritt, umfasst.

9. Reinigungsdüse (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenmantelfläche ein Gewinde (4) vorliegt, das dazu ausgebildet ist, mit einem vorbestimmten Gegengewinde einer vorbestimmten Einhausung (50) der Reinigungsdüse (1) in Eingriff gebracht zu werden.

10. Reinigungsdüse (1) nach zumindest einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der Einlassseitenfläche (3') eine Fase (9') oder ein Radius vorliegt, die/der dazu ausgebildet ist, eine Dichtfläche zu bilden in einer Einbausituation der Reinigungsdüse (1) in die vorbestimmte Einhausung (50).

11. Reinigungsdüse (1) nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
sich von der Fase (9') bis zu dem Gewinde (4) ein gewindeloser Abschnitt (5) des Körpers (1') erstreckt, der dazu ausgebildet ist, in einer Einbausituation der Reinigungsdüse (1) in die vorbestimmte Einhausung (50) mit Fluidzuführung eine Führungsfläche (5) und/oder Stützfläche zu bilden,
wobei der Körper (1') entlang dem Abschnitt, an dem das Gewinde (4) vorliegt, einen größeren Außenumfang aufweist, als an dem gewindelosen Abschnitt (5), zwischen denen eine Steigung (7) vorliegt.

12. Reinigungsdüse (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (2) eine Dicke im Bereich von 1 bis 10 μm, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 8 μm, aufweist.

13. Reinigungsdüse (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das gehärtete Metall des Körpers (1') aus Stahl, bevorzugt aus einem rostfreien Edelstahl besteht.

Description:

Die Erfindung betrifft eine Reinigungsdüse, die dazu ausgebildet ist, Schmutz mittels Fluidstrahlen von Oberflächen abzureinigen.

Aus dem Stand der Technik sind Reinigungsdüsen bekannt. Es werden Düsen aus Metall, üblicher Weise aus Stahl, eingesetzt, um Oberflächen mit Fluidstrahlen abzureinigen, oder aber, wenn bspw. der benötigte Reinigungsdruck über 3000 bar steigt und der Verschleiß einer reinen „Stahldüse” zu groß und somit die Standzeit der Düse zu klein ist, Düsen mit Düsensteinen aus Saphir oder Rubin. Solche Reinigungsdüsen geben einen sogenannten Freistrahl an die Umgebung ab. Aufgrund der enormen Druckbelastung im Inneren der Düse sowie zur Sicherstellung einer bestmöglichen Strahlqualität wird zur Strahlerzeugung aufgrund hoher Härte und präziser Geometrie ein technischer Edelstein (Saphir/Rubin oder Diamant) verwendet.

In der industriellen Reinigungstechnik werden Fassaden, Betonteile, Oberflächen von Bauteilen und Weiteres mit den genannten Reinigungsdüsen gereinigt, die eingehaust sind in entsprechende Vorrichtungen zum Haltern und mit Fluidleitungen gekoppelt werden.

In Abhängigkeit von Betriebsdruck sowie Anwendung kann bei einem Reinigungsprozess, wenn der Freistrahl auf eine Fläche trifft, ein Rückstrahl entstehen, der u. a. von der Oberfläche abgelöste Partikel enthält. Dieser Rückstrahl kann, wenn er zurück auf die Düse trifft, so stark sein, dass er deren sogenannte Schlüsselfläche und andere Kontaktflächen von Gehäuse und Düse im offenen Bereich verschleißt, wodurch es sich oft ergibt, dass nachteilig der Düsenkörper nicht mehr oder nur schwer aus seiner Halterung/Einhausung entfernt werden kann.

Ferner können dem Reinigungsfluid Chemikalien zur Steigerung der Reinigungsleistung beigefügt werden, die auf die Düse und Dicht- bzw. Kontaktflächen zwischen Düse und Gehäuse korrosiv wirken können, so dass der genannte Effekt des erschwerten Herauslösens der Düse aus dem Gehäuse verstärkt bzw. deren Verschleiß beschleunigt wird.

Aus den vorgenannten Nachteilen ergibt sich die Aufgabe, eine Reinigungsdüse für die vorgenannten Anwendungszwecke zu schaffen, die langfristiger einsetzbar, also weniger korrosionsanfällig ist, und die zusätzlich oder alternativ auch nach längerem Gebrauch und dem Aussetzen von Rückstrahlen mit partikulärem Material aus ihrem Gehäuse gut ausgebaut werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Reinigungsdüse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen der Reinigungsdüse sind in den Unteransprüchen ausgeführt.

Die erfindungsgemäße Reinigungsdüse ist zur Erzeugung von Freistrahlen mit hoher kinetischer Energie geeignet. Sie ist nach einer ersten Ausführungsform eine Reinigungsdüse, die zum Einsatz in der industriellen Reinigungstechnik geeignet ist und dazu einen Fluid-Freistrahl aus der Düse auf einen zu reinigenden Gegenstand richtet. „Hohe kinetische Energie” meint dabei eine Energie, die geeignet ist, den Freistrahl mit einem Reinigungsdruck von über 500 bar, sogar durchaus von 3000 bar oder darüber auf einen zu reinigenden Gegenstand zu richten.

Die Düse ist daher zum Einbau in eine Einhausung mit einer Zuführung für ein Fluid zur Reinigung ausgebildet. Sie hat einen Körper mit einer im Wesentlichen kreiszylindrischen Form und einem Fluidkanal, der sich entlang der Längsachse in dem Körper befindet und der eine Fluideinlassöffnung hat, über den die Düse aus einer übergeordneten Einrichtung, im Grunde über die Einhausung mit Fluidzuführungsanschluss, von der Fluideinlassseite mit Fluid beaufschlagt wird. Der Kanal erstreckt sich von der Fluideinlassseite entlang einem Verjüngungsabschnitt bis zu einem auf einem Lager eingesetzten Düsenstein und verjüngt sich von einem Einlassquerschnitt auf einen reduzierten Querschnitt, so dass er aus dem Düsenstein mit einem Auslassquerschnitt austritt, der kleiner ist, als der Einlassquerschnitt. Damit wird der Strahl gerichtet. An der Fluidauslassseite erstreckt sich der Kanal nach außen.

Erfindungsgemäß besteht der Körper aus gehärtetem Metall und trägt darüber hinaus eine Schicht aus einer Metallverbindung, die aus der Gruppe umfassend Titannitrid, Titancarbid, Chromnitrid, Chromcarbonitrid, Aluminium-Titannitrid, Aluminium-Titan-Chromnitrid, Molybdändisulfid, Titan-Aluminium-Carbonitrid ausgewählt ist. Erfindungsgemäß liegt diese Schicht zumindest auf der Fläche des gehärteten Metallkörpers, die durch die Auslassseitenfläche gebildet wird.

Damit wird erfindungsgemäß vorteilhaft erreicht, dass ein wesentlich verbesserter Schutz der Düse gegen Verschleiß gegeben wird, der auf Schlagen oder Kratzen oder auch auf chemischer Korrosion basiert, insbesondere auf Verschleiß durch partikuläres Material tragende Rückstrahlen.

Der Körper kann fluidauslassseitig einen Innenmehrkant mit einem Innenmehrkantgrund aufweisen, so dass sich der Fluidkanal bereits innerhalb des Körperumrisses durch den Innenmehrkantgrund nach außen erstreckt. Die erfindungsgemäß beschichtete Fläche erstreckt sich dann vorteilhaft über die Auslassseitenfläche und die Oberfläche des Innenmehrkants.

Der Innenmehrkant dient dem Ansetzen eines entsprechenden mehrkantigen Werkzeuges, resp. Schlüssels, um die Düse in ihre Einhausung einzudrehen. Er kann beispielsweise ein Innensechskant sein, aber auch ein Vier- der Fünf- oder sonstiger Mehrkant.

Statt eines Innenmehrkants kann alternativ auch ein Außenmehrkant vorgesehen sein, der fluidauslassseitig an der Außenmantelfläche an die Auslassseitenfläche angrenzend vorliegt. Es kann dabei ein Außensechskant, oder ein Vier- oder Fünf- oder sonstiger Mehrkant verwendet werden. Die Fläche, über die sich die Schicht aus der Metallverbindung dann erstreckt, umfasst dann die Auslassseitenfläche und eine Oberfläche des Außenmehrkants.

Wenn ein solcher Außenmehrkant vorliegt, der dem Ansetzen eines entsprechenden innenmehrkantigen Werkzeuges, resp. Schlüssels dient, um die Düse in ihre Einhausung einzudrehen, ist der Körper an der Stelle des Außenmehrkants, anders als bei Vorliegen eines Innenmehrkants, nicht kreiszylindrisch sondern hat einen polygonalen Querschnitt.

In einer Ausführungsform mit Vorliegen eines Außenmehrkants kann es sein, dass sich der Fluidkanal bis an das obere auslassseitige Ende des Körpers erstreckt, oder es ist möglich, dass alternativ der Körper im Abschnitt mit dem Außenmehrkant eine – vorzugsweise zylindrische – zentralaxiale Ausnehmung anstelle des Innenmehrkants aufweist, sodass der Fluidkanal, der aus dem Düsenstein mit einem reduzierten Auslassquerschnitt austritt, sich durch den einen Grund dieser (zylindrischen) zentralaxialen Ausnehmung aus dem Körper nach außen erstreckt und sich damit der Freistrahl schon innerhalb der Kontur des Körpers erstreckt. Die Fläche, die die Metallverbindungsschicht trägt, umfasst dann vorteilhaft die Auslassseitenfläche und eine Oberfläche des Außenmehrkants und eine Oberfläche der zentralaxialen Ausnehmung. Eine zylindrische Form der zentralaxialen Ausnehmung kann aufgrund der einfacheren Fertigung und Beschichtbarkeit bevorzugt sein.

Bei Vorliegen eines Außenmehrkants liegt dieser an die Auslassseitenfläche angrenzend vor, das äußere Befestigungsgewinde in der Außenmantelfläche ist daher ein wenig kürzer als im Falle einer Ausführungsform mit Innenmehrkant; das Befestigungsgewinde kann aber auch gleich lang sein und dafür ist die Düse insgesamt etwas länger als im Falle mit Innenmehrkant. Jedenfalls kann das Befestigungsgewinde auch in Richtung Einlassseite versetzt sein.

Die „Auslassseitenfläche” kann ebenfalls vielgestaltig sein: Sie kann eine planare, glatte Fläche sein, die sich von der Außenmantelkante zur Innensechskant-Kante oder zur Kante der inneren zentralaxialen Ausnehmung erstreckt, oder aber auch eine geneigte Fläche, oder ein Radius. Sie kann auch eine ringförmige ebene Fläche umfassen, die über eine Fase oder einen Radius in die Außenmantelkante übergeht, und genau so kann sie auch als ringförmige ebene Fläche mit einem Radius oder einer Fase in die Innensechskant-Kante bzw. die Kante zu der vorzugsweise zylindrischen, zentralaxialen Ausnehmung übergehen.

Eine Beschichtung dieser Fläche und der Wandung samt Grund des Innenmehrkants (bzw. der zentralaxialen Ausnehmung) führt jedenfalls zu einer Erhöhung der Druckbeständigkeit durch höhere Stützhärte im Randbereich des Innenmehrkants.

In einer weiteren Ausführungsform der Reinigungsdüse kann die Schicht aus der Metallverbindung zusätzlich auch auf einer Fläche des Körpers vorliegen, die ganz oder teilweise die Außenmantelfläche und bevorzugt sogar die Außenmantelfläche und eine Einlassseitenfläche, an der das Fluid in die Reinigungsdüse eintritt, umfasst.

Durch das Aufbringen der Metallverbindungsschicht auf diese weitere Fläche kann der Reibwert des an der Außenmantelfläche vorliegenden Befestigungsgewindes verringert werden, das in einer noch weiteren Ausführungsform vorliegt, und das dazu ausgebildet ist, mit einem vorbestimmten Gegengewinde einer vorbestimmten Einhausung der Reinigungsdüse in Eingriff gebracht zu werden.

Auch an der Einlassseitenfläche kann eine Fase oder ein Radius vorliegen, die/der dazu ausgebildet ist, in einer Einbausituation der Reinigungsdüse in die vorbestimmte Einhausung eine Dichtfläche zu bilden.

Von der Einlassseitenfläche, gegebenenfalls von der Fase bis zu dem äußeren Befestigungsgewinde, erstreckt sich ein gewindeloser Abschnitt des Körpers, der dazu ausgebildet ist, in einer Einbausituation der Reinigungsdüse in die vorbestimmte Einhausung mit Fluidzuführung eine Führungsfläche oder auch Stützfläche zu bilden. Der Körper der Reinigungsdüse weist entlang des Abschnitts, an dem das Gewinde vorliegt, einen größeren Außenumfang auf, als an dem gewindelosen Abschnitt. Beide gehen durch eine Steigung ineinander über.

Die Metallverbindungsschicht hat vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 1 bis 10 μm, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 8 μm, und führt daher vorteilhaft nur zu sehr geringer Maßveränderung des Bauteils durch das Beschichten. Durch die Beschichtungsmaterialwahl ergibt sich ferner vorteilhaft, dass eine Kennzeichnung des Produkts über verschiedenfarbige Beschichtungen möglich ist.

Das gehärtete Metall des Körpers ist aus Stahl, bevorzugt rostfreiem Edelstahl.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Reinigungsdüse umfasst die Schritte:

  • – Bereitstellen des Körpers einer Reinigungsdüse aus Metall,
  • – Härten des metallenen Körpers,
  • – Vorbereiten des gehärteten Körpers zur Aufbringung einer Beschichtung auf einer Fläche des Körpers, die zumindest eine Auslassseitenfläche aufweist, indem alle nicht zu beschichtenden inneren und äußeren Flächen des Körpers mit einer beschichtungsverhindernden Maskierung abgedeckt werden,
  • – Unterziehen des gehärteten und maskierten Körpers einer physikalischen oder chemischen Abscheidung einer Metallverbindung, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Titannitrid, Titancarbid, Chromnitrid, Chromcarbonitrid, Aluminium-Titannitrid, Aluminium-Titan-Chromnitrid, Molybdändisulfid, Titan-Aluminium-Carbonitrid aus der Gasphase auf der vorgesehenen Fläche des Körpers, und dabei
  • – Herstellen einer Schicht aus einer Metallverbindung auf einer Fläche des Körpers, die zumindest eine Auslassseitenfläche umfasst.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, das Verfahren mit den Schritten des Schicht Aufbringens und der entsprechenden Vorbereitung hierfür auch an der Fläche des Körpers auszuführen, die, je nach Ausführungsform der Düse eine Oberfläche eines Innenmehrkants, eine Oberfläche eines Außenmehrkants und/oder eine Oberfläche einer (zylindrischen) zentralaxialen Ausnehmung, sowie ganz oder teilweise eine Außenmantelfläche, bevorzugt eine Außenmantelfläche und eine Einlassseitenfläche, an der das Fluid in die Reinigungsdüse eintritt, umfasst.

Hierdurch wird die Düse vorteilhaft verschleißfest gegenüber dem abrasiven Rückstrahl, abrasiven Einflüssen von häufigem Ein- und Ausschrauben, was die Dichtfläche, die Gewinde- und Führungsfläche beeinträchtigt, und sie wird ergonomischer zu handhaben, da sie sich aufgrund des verminderten Reibwerts des Gewindes leichtgängiger montieren und demontieren lässt.

Weitere Ausführungsformen sowie einige der Vorteile, die mit diesen und weiteren Ausführungsformen verbunden sind, werden durch die nachfolgende ausführliche Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren deutlich und besser verständlich. Gegenstände oder Teile derselben, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.

Dabei zeigen:

1a einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Reinigungsdüse in einer Einbausituation in einer skizzenhaft angedeuteten Einhausung bei der Anwendung mit einer Beschichtung im Bereich der Auslassseitenfläche und der Innenmehrkant-Oberfläche,

1b einen Längsschnitt der Reinigungsdüse wie in 1a, allerdings mit einer Beschichtung zusätzlich im Bereich der Außenmantelfläche und der Einlassseite.

Eine erfindungsgemäße Reinigungsdüse, die zur Freistrahlerzeugung von Freistrahlen mit hoher kinetischer Energie zum Zweck der industriellen Reinigung geeignet ist, ist in 1a und 1b gezeigt. Dort sind die Reinigungsdüsen 1 in einer Einbausituation in einer Einhausung 50 mit Fluidzufuhr, das lediglich skizzenhaft angedeutet ist, abgebildet. Der Verlauf eines Freistrahls 30 auf einen zu reinigenden Gegenstand 100 ist aufgezeigt. Wenn ein solcher Freistrahl 30 auf einen Gegenstand 100 prallt, kommt es zur Ablösung von partikulärem Material, das zum Teil in einem Rückstrahl 40, wie skizziert, zurückprallt auf die Düse 1.

Derartige Rückstrahlen sind insbesondere dann nachteilig, wenn sie hartes, aggressives, oder auch chemisch beladenes partikuläres Material mit sich führen. Die mit hoher kinetischer Energie austretenden Freistrahlen, die zum Teil bis zu 3000 bar Druck auf die zu reinigenden Gegenstände ausüben, führen zu Rückstrahlen, die die funktionellen Bauteile der Düse schädigen. Sind im Fluid, das den Rückstrahl 40 bildet, zusätzlich Chemikalien enthalten, weil ein solches chemikalienhaltiges Fluid eine bessere Reinigungswirkung aufweist, so können diese Fluide auf die Flächen der Düse korrosiv einwirken.

Wie beide Figuren zeigen, ist eine Düse 1 der erfindungsgemäßen Art wie folgt aufgebaut: Sie hat einen Körper 1' mit einer kreiszylindrischen Form durch den hindurch sich ein Fluidkanal 8 erstreckt. Fluid wird über eine Fluideinlassöffnung 8' eingeführt, wenn die Düse 1 in eine Einhausung 50 in einer Einbau- und Anwendungssituation vorliegt, also zur Reinigung bereit ist. Über die Fluidauslassöffnung 8'' tritt der Freistrahl 30 aus. Sein Pfad erstreckt sich von der Fluideinlassseite entlang einem Verjüngungsabschnitt bis zum auf einem Lager 11 eines Düseneinsatzes 10 eingesetzten Düsensteins 12 und verjüngt sich dabei von einem Einlassquerschnitt auf einen Auslassquerschnitt, der vom Austritt aus dem Düsenstein 12 bis zum Innensechskantgrund 6' verläuft; der gerichtete Strahl schießt also mit hohem Druck aus der Fluidauslassöffnung 8'', die im Innensechskantgrund 6' liegt.

Bei dem Düsenstein 12 wird es sich üblicherweise um einen künstlichen bzw. technischen Edelstein handeln. Aufgrund der hohen Härte und Präzision der Herstellung und des Einbaus werden technische Edelsteine wie Saphir, Rubin oder Diamant für einen solchen Zweck verwendet.

Um eine solche Reinigungsdüse 1 in die Einhausung 50 einzubauen, wird ein Schlüssel verwendet, der auf den Innenmehrkant 6 mit entsprechender Schlüsselweite abgestimmt ist.

Die Einhausung 50 hat eine entsprechend der Form der Reinigungsdüse 1 vorgegebene Geometrie: Die Reinigungsdüse 1 hat an ihrer Außenmantelfläche ein Gewinde 4, das mit einem entsprechenden Gegengewinde der Einhausung 50 korrespondiert, so dass die rotationssymmetrische Reinigungsdüse in diese Ausnehmung eingedreht werden kann. Um diesem unter Hochdruck betriebenen Gegenstand zu sicherem Sitz zu verhelfen, hat die Reinigungsdüse einen gewindelosen Abschnitt 5, der über eine Steigung 7 im Bereich zwischen Gewinde 4 und der Fluideinlassseite vorliegt. Der gewindelose Abschnitt 5 hat einen kleineren Außenumfang als der Abschnitt mit Gewinde 4 und dient der Führung und Stütze. Um die Reinigungsdüse gegen die Einhausung 50 und die von dort kommende Fluidzufuhr abzudichten, hat die Reinigungsdüse 1 ferner hier eine Fase 9', die sich von dem gewindelosen Abschnitt 5 zur Einlassseitenfläche erstreckt, so dass der Querschnitt, den die Düse 1 an ihrem einlassseitigen Ende aufweist, nochmals verringert ist.

Statt der Fase könnte auch hier ein Radius vorliegen, genau wie am fluidauslassseitigen Ende: Der Rand, der den Innenmehrkant umgibt, hat hier ein Fläche mit zwei Fasen, von denen aber genauso gut eine oder beide gerundet sein könnte; es könnte sogar insgesamt ein umlaufender halbkreisförmiger Rand oder ein sonstiger ausgerundeter Wulst das auslassseitige Ende der Düse bilden.

Wie ersichtlich, stützt sich der Düsenstein 12 gegen ein entsprechendes Lager 11 ab.

Weil die Bauteile der Düse 1, die dem Rückstrahl 40 ausgesetzt sind, besonders stark der Korrosion, der Abrasion und damit dem Verschleiß ausgesetzt sind, ist der erfindungsgemäße Körper 1' der Reinigungsdüse aus Metall gefertigt, das gehärtet ist, und ist gemäß 1b auf der Auslassseitenfläche 3 mit der Fase 9, die zum Außengewinde 4 hin verläuft, und mit der kurzen Fase, die zum Innensechskant 6 weist, und auf den Oberflächen des Innensechskants 6 mit der Schicht 2 beschichtet. Diese bietet einen erhöhten Schutz gegen schleifenden, schlagenden, kratzenden und chemischen Verschleiß und gerade im Bereich der Auslassseitenfläche mit den beiden Fasen 9 höhere Stützhärte.

Erfindungsgemäß ist die Schicht dort aus Titannitrid gefertigt, alternativ kann sie aus Titancarbid, Chromnitrid, Chromcarbonitrid, Aluminium-Titannitrid, Aluminium-Titan-Chromnitrid, Molybdändisulfid oder Titan-Aluminium-Carbonitrid hergestellt sein. Solche Beschichtungen oder Schichten können mit den CVD- oder PVD-Verfahren aufgebracht werden, die dem Fachmann an sich bekannt sind.

Dadurch dass der Innensechskant 6, wie gezeigt in 1a, durch diese Beschichtung geschützt ist und damit vor Abrasion bewahrt wird, kann die Funktionalität zur passgenauen Aufnahme eines Sechskantschlüssels zum Ein- und Ausschrauben erhalten bleiben. Dasselbe gilt auch, wenn die Schicht 2, wie gezeigt in 1b, auf den Flächen des Körpers 1' aufgebracht wird, die zusätzlich die Außenmantelfläche des Grundkörpers 1' und die Einlassseitenfläche 3' umfassen: Damit werden auch die Flächen des Gewindes 4, das als Befestigungsgewinde in der Einhausung 50 dient, die Steigung 7 und der gewindelose Abschnitt 5, die als Führungsflächen in die Einhausung 50 dienen, und die sich hieran anschließende Fase 9 sowie die Einlassseitenfläche 3', die als Dichtflächen gegen das mit Hochdruck von der Einhausungsseite kommende Fluid dienen, geschützt.

Abhängig davon, ob lediglich die Flächen mit der Schicht 2 versehen werden sollen, die in 1b gezeigt sind, oder ob darüber hinaus die unter 1a ausgeführten weiteren Außenflächen geschützt werden sollen, werden entsprechend große oder kleinere Flächen, die nicht der Beschichtung unterzogen werden sollen, vor der Aufbringung der Schicht 2 im CVD- oder PVD-Verfahren mit einer entsprechenden Maskierung versehen, die verhindert, dass sich die Metallverbindungsdämpfe auf ungewünschten Stellen absetzen.

Das Einbringen des Düsensteins 12 in den Körper 1' erfolgt, nachdem der Körper 1' gehärtet und beschichtet wurde.

Durch die vorteilhafte Beschichtung werden im Übrigen auch die Reibwerte des Sechskants 6 und des Außengewindes 4, falls beschichtet, verbessert, die Stützhärte im Randbereich des Düsenkörpers 1' wird erhöht und erlangt somit eine bessere Druckbeständigkeit und die Gesamtverschleißfestigkeit wird verbessert. So ist es möglich, auch intensiv benutzte Düsen zu einem gewünschten Zeitpunkt aus ihrer Einhausung 50 herauszudrehen und eine neue Düse 1' einzusetzen.

Ein weiterer Vorteil der nur wenige Mikrometer starken Beschichtung aus einer Metallverbindung liegt darin, dass dieser nur zu einer sehr geringen Maßveränderung des Bauteils beiträgt. Die Beschichtung kann im Übrigen abhängig von der Wahl der entsprechenden Metallverbindung der Produktkennzeichnung dienen.

Nicht figurativ dargestellt sind Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Reinigungsdüse, die einen Außenmehrkantabschnitt mit oder ohne zentralaxialer Ausnehmung aufweisen. Im Einbaukontext ragt dann die Reinigungsdüse mit dem Außenmehrkantabschnitt über die Einhausung hinaus, sodass hier nicht nur die Auslassseitenfläche sondern auch die Außenmehrkantfläche – und im Falle einer zentralaxialen Ausnehmung auch diese – mit der Beschichtung versehen ist. Abgesehen von der auslassseitigen Gestaltung kann die Reinigungsdüse mit Außenmehrkant der im Zusammenhang mit den Figuren beschriebenen Reinigungsdüse mit Innenmehrkant entsprechen, und die Beschichtung kann sich bei Reinigungsdüsen mit Außenmehrkant auch über die Außenmantelfläche und die Einlassseitenfläche erstrecken.

Bezugszeichenliste

1
Reinigungsdüse
1'
Körper der Reinigungsdüse
2
Schicht bzw. Beschichtung aus Metallverbindung
3
Auslassseitenfläche
3'
Einlassseitenfläche
4
Gewinde
5
gewindeloser Abschnitt
6
Innenmehrkant
6'
Innenmehrkantgrund
7
Steigung
8
Fluidkanal
8'
Fluideinlassöffnung
8''
Fluidauslassöffnung
9, 9'
Fase
10
Düseneinsatz
11
Lager
12
Düsenstein
30
Fluidstrahl
40
Rückstrahl
50
Einhausung
100
zu reinigender Gegenstand