(57)【要約】      （修正有）【課題】容易に製造することができ、その耐用寿命を引き延ばし、そして作動の信頼性を向上させる高圧ジェットを発生するノズルを提供する。【解決手段】流動可能の媒体の高圧ジェットを発生するためのノズルは、ノズル本体１と、その中の凹部７に埋設されると共に、高強度材料でできており、入口及び/又は出口穴４，５に通じる、好ましくは中心にある軸向きノズル穴３をもつノズルディスク２とを有している。そして、ノズルは、流動可能の媒体の高圧ジェットを発生するためのノズルは、ノズルディスク２が圧縮ひずみを受けて凹部７の接触表面に支えられように設計されている。【選択図】図１
2004148310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル本体（１）と、その中の凹部（７）に埋設されると共に、高強度材料でできており、入口及び／又は出口穴（４，５）に通じる、好ましくは中心にある軸向きのノズル穴（３）をもつノズルディスク（２）とを有している、流動可能な媒体の高圧ジェットを発生するためのノズルにおいて、
前記ノズルディスク（２）は、圧縮ひずみを受けて前記凹部（７）の接触表面に支えられていることを特徴とするノズル。
【請求項２】
前記ノズルディスク（２）は前記ノズル本体（１）中に完全に収容されていることを特徴とする請求項１に記載のノズル。
【請求項３】
前記ノズル本体（１）は焼結又は鋳込みにより前記ノズル本体（２）の周りに成形されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のノズル。
【請求項４】
前記ノズルディスク（２）は好ましくはろう付けにより前記ノズル本体（１）に半田付けされていることを特徴とする請求項１に記載のノズル。
【請求項５】
前記ノズル穴（３）に加えて前記入口及び/又は出口穴（４，５）は鋳込み又は焼結による収容後に作り上げられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のノズル。
【請求項６】
前記ノズル本体（１）は入口側本体（８）によりノズルハウジングに当接して固定されることができる請求項１によるノズルにおいて、
封止表面（１１）を形成する前記入口側本体（８）及び前記ノズル本体（１）の共通圧力表面は前記ノズル本体（２）の外側に置かれていることを特徴とするノズル。
【請求項７】
前記入口側本体（８）は、前記ノズル本体（１）に面するその前側に、前記ノズルディスク（２）とオーバーラップする同心の自由切欠き部（１２）を有していることを特徴とする請求項６に記載のノズル。
【請求項８】
前記ノズル本体（１）及び前記埋設されたノズルディスク（２）は、長手方向にも横方向にも鏡面対称構造を有していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のノズル。
【請求項９】
前記ノズル本体（１）は耐食耐酸材料でできていることを特徴とする請求項１に記載のノズル。
【請求項１０】
前記ノズルディスク（２）は多結晶性ダイアモンドでできていることを特徴とする請求項１に記載のノズル。
【請求項１１】
前記ノズル穴（３）は円形の形状から逸脱した横断面、好ましくは楕円又は矩形の横断面を有していることを特徴とする請求項１に記載のノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明は、高圧ジェットを発生させるための請求項１の前提部分によるノズルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
[0002]このようなノズルは、高圧水ジェット技術分野において例えば水ジェットノズルとして用いられるノズルヘッドの一構成要素である。かかる水ジェットノズルは、材料の切断及び分離はもちろんのこと、例えば、表面の洗浄、被覆の除去、表面の荒仕上げのために使用される。
【０００３】
[0003]高圧ジェットを発生するため、ポンプによりある体積流量の媒体に発生された圧力は、ノズルの横断面を減少させることにより、高い速度を有するジェット、好ましくは液体ジェットに変換される。通常、液体としては水が使用される。発生された圧力は、４０００バールかそれ以上に達することができ、一方、速度は９００ｍ/ｓまでである。
【０００４】
[0004]その結果としてノズルディスクに生ずる極端に強い応力のため、このノズルディスクをサファイアから製造することは独国特許文書ＤＥ９４ １９ ８０９ Ｕ１から知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
[0005]しかし、容認できる耐用年数を達成するために、ノズルディスクだけでなく、該ノズルディスクが配置される凹部は、寸法精度はもちろんのこと、接触表面の平行度、同心度及び直角度に関して非常に狭い許容限界内で機械加工する必要がある。これは相当な製造経費でのみ行うことができるという事実に加えて、低い許容度でも、作動中のノズルディスクにおける応力が極端に高い結果となり、これは耐用年数に相当な影響をもつ。
【０００６】
[0006]特許文献１に明確に言及されてはいないが、実際には、ノズルディスクは非鉄重金属合金又はプラスチック材料から製作されたシールリングを備えており、このシールリングが、ノズルディスクをノズル本体の凹部の側壁領域に関して封止している。
【０００７】
[0007]しかし、このシールリングは、ノズル穴における高い内圧により発生されてノズルディスクに作用する緊張力を吸収するために必要とされるようなノズルディスクの側方からの支持を行うことはできない。ノズルディスクの半径方向支持のこのような不存在は、特に、該ノズルがスプレーガン等のように手動で案内される工具において使用されるときに、結果として危険な状況をもたらす作動中の亀裂及び破断をしばしば招く。ノズルディスクの破断中における圧力の急激な緩和の結果として、反作用の力(recoil power)が突然に容認しがたいほど大きく上昇し、スプレーガンの使用者を危険に陥らせることになる。
【０００８】
[0008]既知ノズルの場合、圧力ねじないしは締付けねじにより、軸方向のプレストレス力がノズル本体はもちろんのことノズルディスクに加えられる。この場合、力は、ノズルディスク及びシールリングを経由してノズル本体に導かれる。
【０００９】
[0009]しかし、これは、高い製造経費で対応の諸構成要素の高い許容度が守られることを必要とする。それにもかかわらず、締付けねじに働く過剰の締付けトルクは、脆弱なノズルディスクに破断を生じさせる結果となる。このことは比較的に頻繁に起こるが、その理由は、多くのノズルが、例えばコンクリートの修繕のための工事現場での悪い作業条件下で使用され装着されるからである。
【００１０】
[00010]また、上述したようにノズルディスクの半径方向支持が存在しないことは、液体ジェット中に存在する夾雑粒子により生ずる高応力を招き、該夾雑粒子はまた、ノズルディスクの対応付けられた面に衝突するときに、上述した効果をともなう亀裂を生じさせる結果となる。
【００１１】
[00011]従って、本発明の目的は、上述した形式のノズルをもっと容易に製造することができ、その耐用寿命を引き延ばし、そして作動の信頼性を向上させるように、該ノズルを更に発展させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
[00012]この目的は、請求項１の特徴部分を有するノズルによって達成される。
【００１３】
[00013]このような仕方で構成されたノズルは、既知のノズルと比較して格別の利点を有している。
【００１４】
[00014]第１の利点は、特に、ノズルの作動中に起こりうる全ての応力状況において、ノズルディスクが事実上固定的にクランプされた態様でノズル本体の凹部内に今や位置を占めることである。
【００１５】
[00015]特に、ノズル穴内の内部作動圧力に起因する効果的な半径方向力は、ノズル本体上に直接に指向される。その結果、ノズルディスクは非常に耐久性のあるものになるので、急激な亀裂の形成或いは破断は、実質的に排除される。夾雑粒子に関する過敏性もまた相当に減少される。
【００１６】
[00016]本発明の更なる有利な成果によると、挿入されたノズルディスクを備えたノズル本体は、構造ユニットとして製作されていると共に、例えば、このようにして作動する流入側本体（流入側本体）又は締付けねじにより組立中にノズルディスクに直接的な押え力が何ら作用しないように組み立てることができる。
【００１７】
[00017]この場合、ノズルディスクは、ノズル本体の内部に配設することができる。これは、ノズルディスクがノズル本体により全ての側で囲まれていることを意味している。
【００１８】
[00018]ノズル本体を固定するために加えられた緊張力ないしは引張り力は、そのため、もっぱらノズル本体に向けられる。
【００１９】
[00019]これは、ノズルディスクが凹部内にあり、そしてノズル本体において表面側に組み立てられているときにも事実であり、その場合には、加圧部材としての入口側本体がノズル本体をハウジング底部に押し付けて支え、そして入口側本体から発生する緊張圧力はノズルディスクの外側でノズル本体に導かれる。
【００２０】
[00020]本発明の更なる有利な成果によると、ノズル本体を焼結又は鋳込みにより製作することが実現されており、その場合、ノズルディスクは、鋳込み又は焼結後にノズル本体の材料により完全に囲まれるように、予め挿入されている。
【００２１】
[00021]その結果、ノズルディスクに関して特別の機械加工精度は必要なく、これは当然のことながら経費を節約する。
【００２２】
[00022]ノズルディスクが最初に埋設される何らノズル穴無しのノズル本体は、耐食性で且つ高強度のものが好ましい。
【００２３】
[00023]焼結プロセス又は鋳込みによって、一定の高圧縮ひずみがノズルディスクの接触表面に加えられ、この圧縮ひずみは、ノズルの作動についての上述した利点を生じさせる。
【００２４】
[00024]焼結又は鋳込みの終了後、ノズル本体（封止本体）の外側表面もしくは封止表面が形成され、そして出口孔と多分入口穴及びノズル穴とが設けられる。その結果、高い同心度に達し、ノズルから出る媒体のジェットの最適化をもたらす。
【００２５】
[00025]作動中に生ずるノズルの破断が実質的に無くなるので、使用者に対する作動上の信頼性が既知のノズルと比較して増す。更に、耐用寿命はまた引き延ばされ、そして耐用寿命は、埋設されたノズルディスクを有するノズル本体が長手方向にも横軸方向にも鏡面構造を有しているので、付加的に長くなる。これは、ノズル穴の入口領域が作動の結果として摩耗してしまった場合に、ノズル本体を回転することを許容する。この場合、収容されたノズルディスクを有するノズル本体は、１８０度回転されるにすぎないので、ノズル穴の以前の出口側は今度は入口側を形成することになろう。
【００２６】
[00026]ノズルディスクは、機械的に耐久性のあるセラミック材料でつくることができ、特に、サファイア、ルビー、多結晶性ダイアモンド又は混合セラミックでつくることが好ましい。
【００２７】
[00027]ノズル本体を鋳込むか又は焼結することによってノズルディスクを埋設する上述した可能性に加えて、ノズルディスクをノズル本体に半田付け、好ましくはろう付けする可能性もまたある。
【００２８】
[00028]いずれの場合も、ノズルの頑丈な構造はまた、ノズル穴をファンジェット状の幾何学形状に形成することを可能にしており、これは更に円形の形状から逸脱した横断面、例えば、楕円又は矩形の横断面を有しうる。
【００２９】
[00029]耐用寿命を延ばすために、ノズル本体の上述した回転可能性に加えて、ノズル穴は、総合的に考えて工場管理の点から有効な改良が得られるように、特に入口縁の領域において表面を再仕上げすることができる。
【００３０】
[00030]本発明の更なる有利な実施形態は、従属請求項に特徴付けられている。
【００３１】
[00031]本発明の諸実施形態は添付図面を用いて以下に説明されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
[00033]図１及び図２は、それぞれ、液体、液体/固体/気体混合物、又は気体のような流動可能の媒体の高圧ジェットを発生するためのノズルを示しており、該ノズルは、その基本構造として、入口側本体８はもちろんのこと、ノズル本体１と、凹部７内でこのノズル本体１に入っているノズルディスク２とを有しており、このノズルディスク２は、高強度材料からなると共に、軸向きの、好ましは中心にあるノズル穴３を有していて、入口側本体８により、ノズル本体１を図示しないノズルハウジングにあるノズルヘッドに対して固着することができる。
【００３３】
[00034]入口側本体８は、ノズル本体１に面する側に、軸方向に配された給送流路６を有すると共に、面する側に封止表面１１を形成しながらノズル本体１に支えられており、媒体は、圧力の作用を受けてこの給送流路を通り矢印の方向に流れることができる。
【００３４】
[00035]本発明によると、例示した２つの実施形態において、回転方向に対称的な形状を有することが好ましいノズルディスク２は、圧縮ひずみを受けて凹部７の接触表面に支えられている。ノズルディスク２は、円筒形の三次元形状を有する以外に、必要に応じて、もちろん他の三次元形状を有することができる。
【００３５】
[00036]図１に例示された実施形態において、ノズルディスク２は、ノズル本体１により完全に囲まれている。即ち、ノズルディスク２は、完全に入っている。
【００３６】
[00037]その一方で、図２に例示された実施形態においては、ノズルディスク２は、凹部に当接し圧縮ひずみを受けて、入口側本体８に対峙し配置された面に基礎を置いて側方のみから支えられている。この場合、封止表面１１は、同封止表面１１がノズルディスク２の外側でノズル本体１上に位置するほどまでにノズルディスク２の対向前側面とオーバーラップする自由切欠き部１２によって、中央領域に対して制限されている。
【００３７】
[00038]両方の場合、ノズル穴３は、ノズル本体１の出口穴５内に通じている。
【００３８】
[00039]図１に例示されたノズルの場合、給送流路６を流れる媒体は、ノズル穴３と隣合うノズル本体１の入口穴４に直接に導き入れられるが、図２によるノズルの場合、媒体は、給送流路６と同心状に隣合う自由切欠き部１２を経由してノズル穴３に給送される。
【００３９】
[00040]上述したように、ノズル本体１内へのノズルディスク２の埋設は、材料を周りに注いでノズル本体１を形成し、この材料を焼結するか或いはノズルディスク２をノズル本体１に半田付けすることにより行われる。
【００４０】
[00041]ノズル穴３、入口穴４、出口穴５を設けたり、また、入口側本体８とは反対側にある面を形成するノズル本体１の封止表面１０や外側表面９を形成したりするためにこの構造ユニットを更に機械加工することは、厳密な公差を考慮することなく続いて行われる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明によるノズルの長手方向断面図である。
【図２】本発明による別のノズルの長手方向断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１…ノズル本体、２…ノズルディスク、３…ノズル穴、４…入口穴、５…出口穴、６…給送流路、７…凹部、８…入口側本体、９…外側表面、１０…封止表面、１１…封止表面、１２…自由切欠き部。
【図１】
2004148310.tif 000003
【図２】
2004148310.tif 000004
【外国語明細書】
2004148310000001.pdf