DE1775715A1

DE1775715A1 - Kugelventilanordnung

Info

Publication number: DE1775715A1
Application number: DE19681775715
Authority: DE
Inventors: Graham Charles H
Original assignee: GRA TEC Inc
Current assignee: GRA TEC Inc
Priority date: 1967-09-15
Filing date: 1968-09-13
Publication date: 1972-04-13
Also published as: GB1191081A; JPS4818535B1; US3563265A; DE1775715C3; SE347057B; DE1775715B2

Description

Patentanmeldung

der Firma

GRA-TEO, INO., 252 State Street, los Altos, Kalifornien (V.St.A.)

betreffend

Kugelventilanordnung

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen von Verteilungssystemen für strömende Medien und betrifft insbesondere eine Kuge!ventilanordnung, die aus einer Anzahl von Teilen in Blockbauweise gebildet ist.

In der noch nicht bekanntgemachten USA-Patentanmeldung 617 vom 20. Februar 1967 ist eine Kupplungsanordnung für ein Verteilungssystem für ein strömendes Medium beschrieben, die unterschiedliche Formen haben kann und die schnell und einfach aus »entspricht der am 20. Februar 1967 eingereichten deutschen Patentanmeldung &

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einem gewöhnlichen Verteilerblook und aus einer Anzahl von . ' Verbindungsendstücken zusammengesetzt werden kann, Durch ge~ eignete Auswahl der Verbindungsendstücke kann die Kopplungsanordnung seihst die unterschiedlichsten 3?p,rm§n haben, die von dem jeweiligen Verwendungszweck abhängen«,

Aus verhältnismäßig wenigen G-rundtypen von Verbindungsendstücken kann eine große Zahl von formen für die Kupplungsan~ Ordnung erhalten werden. Weiterhin kann die Verbindung und Lö-™ sung der einzelnen Verbindungsstücke in kürzester Zeit und ohne besondere Anstrengungen erfolgen. Die Kupplungsanordnung kann also in Blockbauweise hergestellt werden, so daß sie den Erfordernissen des jeweiligen Verwendungszweckes genügt.

Die Kupplungsanordnung gemäß der vorstehend genannten Patentanmeldung besitzt eine Reihe von Vorteilen gegenüber bekannten Anordnungen. Beispielsweise kann die Kupplungsanordnung in einigen Sekunden zusammengesetzt und auseinandergenommen werfe den. Weiterhin sind die Verbindungsstücke nicht mit dem Verteil lerblock verschraubt. Auf diese Weise können der Block und die Verbindungsstücke gegeneinander gedreht werden, wodurch eine Beanspruchung der Teile vermieden wird und eine Kompensierung der Drehbewegung, wie sie bei Schraubverbindungen erforderlich ist, nicht mehr nötig ist. Da keine Verschraubung bzw· keine Drehung mehr nötig ist, um die Teile miteinander zu verbinden, besteht ein weiterer Vorteil darin, daß die Teile auf engstem Raum zusammengesetzt werden können, wodurch Raum gespart wird

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und die Teile von Anfang an so ausgelegt werden können, daß alle Teile vorhanden sind und in einen gegebenen Raum passen, bevor die Teile miteinander verbunden werden„

Die Kupplungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung hat nicht nur die Vorteile der in der genannten Patentanmeldung beschriebenen Anordnung, sondern auch den weiteren Vorteil, daß ein verschiebbares KugeLventilelement im Inneren eines gewöhnlichen Verteilerblockes aufgenommen werden kann, wobei ein Verbindungselement die Verschiebung des Ventilelements steuert, so daß die Kupplungsanordnung eine Ventileinheit vom Kugelventiltyp bildet. Für die Ventileinheit werden Verbindungsendstücke der üblichen Bauweise verwendet, so daß die Merkmale der Blockbauweise nach der vorstehend angegebenen Patentanmeldung verwendet werden können und die Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung für beliebige Formen von Plüssigkeitsventilen verwendet werden kann.

Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Art, in'der das Kugelventil drehbar im Verteilerblock angebracht ist, Zu diesem Zweck ist ein lager in Form von !Lagerelementen mit ringförmiger Bauweise in entsprechenden Bohrungen des Verteilerblockes an den einander gegenüberliegenden Seiten des Ventilelements angeordnet, wodurch sich das Ventilelement gegenüber dem Block frei drehen kann. Hilfsmittel, die durch eine der Bohrungen hindurchgehen, sind mit dem Ventilelement gekoppelt, so daß eine selektive Drehung des letzteren möglich ist, damit

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der Weg des strömenden Mediums durch .dieses Element zjumindestens einem Paar von Verbindungselementen in anderen Bohrungen ausgerichtet wird, wenn das Ventilelement sich in einer ersten Betriebsstellung "befindet· So wird ein Weg für das strömende Medium zwischen dem Kanal durch das Ventilelement und den dazu ausgerichteten Verbindungselementen geschaffen.

Ein weiteres wichtiges Merkmal ist die Verwendung von lagerelement en, die eine Abdichtung des Strömungsweges des fluiden Mediums entlang der äußeren Oberfläche des Kugelventilelements selbst ermöglichen. Diese Abdichtung wird durch eine Einrichtung auf der Außenfläche jedes Lagerelements ermöglicht, die mit einem benachbarten Verbindungsstück im Eingriff steht, so daß eine nach innen gerichtete Kraft auf jedes Lagerelement ausgeübt wird, die dieses gegen die Außenfläche des Ventilelements drückt, wodurch eine ausreichende Abdichtung an der Außenfläche des Ventilelements gewährleistet wird.

Ein weiteres wichtiges Merkmal der Erfindung ist die Verwendung eines Verbindungsstückes, das eine Drehung des Kugelventil— elements gegenüber dem Verteilerblook bewirkt. Zu diesem Zweck ist eines der Verbindungselemente mit einer drehbar darauf be~ festigten Welle versehen, die am Innenende einen Quervorsprung aufweist, der in einer Rille in der Außenfläche des Ventilele-, ments aufgenommen wird, wodurch die Drehung der Welle gegenüber ihrem Verbindungselement eine Drehung des Ventilelements im Block verursacht. Auf diese Weise wird der Flüssigkeitskanal

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im Ventilelement mit mindestens einem Paar von Bohrungen im Gehäuse in Verbindung gebracht "bzw. davon entfernt. Die Flüssigkeit anströmung durch den Verteilerblock wird auf diese Weise wirksam durch geeignete Verstellung des Ventilelements gegenüber den Verbindungsstücken, die den Strömungsweg durch den Block begrenzen, gesteuert.

Hauptzweck der Erfindung ist deshalb die Schaffung einer Kupplungsanordnung mit verbesserter Bauweise, bei der ein Kugelventilelement so innerhalb eines Verteilerblockes angeordnet ist, daß die Kupplungsanordnung selbst als Ventil wirkt, wobei zahlreiche Verbindungselemente schnell und leicht mit dem Verteilerblock gekoppelt werden können, obwohl sich im Block ein Kugel·· ventileleinent befindet! hierdurch wird gewährleistet, daß die Kupplungsanordnung in Blockbauweise zusammengesetzt und wieder auseinandergenommen werden kann.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Kupplungsanordnung des beschriebenen Typs, worin das Kugelventilelement drehbar innerhalb des Verteilerblocks angebracht ist, und zwar mit Hilfe einer Lagerung mit verbesserter Bauweise, wobei sich die Lagerung an den einander gegenüberliegenden Seiten des Kugelventilelements befindet und zu einem Paar von Bohrungen ausgerichtet ist, die in den Block hineinführen, wodurch der Flüssigkeitskanal dach das Ventilelement einen Strömungsweg für das fluide Meditpl durch die beiden Bohrungen ermöglicht und die Lagerung eine Abdichtung für die Außenfläche

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des Kugelventilelements bei allen Betriebsstellungen dieses Elements erzeugt.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Kupplungsanordnung der vorstehend angegebenen Art, in der die Lagerung zwei Lagerelemente enthält, die herausnehmbar im Verteilerblock angebracht sind und die gegen das Ventilelement gedrückt werden, wenn die Verbindungsstücke mit dem Verteilerblook gekoppelt sind, so daß die Lagerelemente selbst nicht nur zur drehbaren Halterung des Kugelventilelements, sondern auch zur Abdichtung dieses Elements entlang der Außenfläche des Ventilelements in allen Betriebsstellungen dienen·

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Ventils für fluide Medien vom Kugelventiltyp in einem System für strömende Medien, wobei im Ventil ein Verteilerblock üblicher Bauweise verwendet wird, mit dessen Bohrungen eine Anzahl von Verbindungsstücken gekoppelt sind, die einer Vielzahl von Typen und Formen angehören können, so daß das Ventil selbst in Blockbauweise konstruiert werden kann, wodurch eine große Anzahl von Bauformen aus verhältnismäßig wenigen Grundbestandteilen erhalten werden kann.

Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft einen üblichen Verteilerblook mit einer Anzahl von Seitenflächen und zwei Endflächen, wobei nur die Seitenflächen Bohrungen aufweisen, die in den Block hineingehen. Mit Hilfe dieser Ausführungsform

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kann ein einfaches Ventil gebildet werden, bei dem das Kugelventilelement einen diametralen Strömungskanal aufweist.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung betrifft einen Verteilerblock, der iaxxkxminuHL von einem üblichen Verteilerblock dadurch etwas abweicht, daß die Bohrungen sowohl in die Seitenflächen als auch in die Endflächen des Blocks hineinragen. Auf diese Weise kann eine kompliziertere Ventilanordnung gebildet werden, z.B. eine Ventilanordnung, bei der das Kugelventileiernent einen L-förmigen oder T-förmigen Strömungskanal aufweist.

Andere Zwecke der Erfindung ergeben sieh aus der nachstehenden Beschreibung und der Zeichnung, in der einige Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind. '

In der Zeichnung bedeuten»

Figur 1 eine auseinandergezogene Perspektivansicht einer Ausführungsform der Kupplungsanordnung gemäß der Erfindungl

Figur 2 einen Schnitt der Kupplungsanordnung, wobei die Teile zusammengesetzt sind und das Kugelventilelement sich in einer ersten Betriebsstellung befindet!

Figur 3 eine Ansicht ähnlich der von Figur 2, wobei sich jedoch das Ventilelement in einer zweiten Betriebsstellung befindetl .

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Figur 4 eine auseinandergezpgene Perspektivansiöht einer ten Ausführungsform der Erfindung!

Figur 5 einen Schnitt durch das Ventil ?|äi?h t§3? ii&&£e 5«5 yp,n Figur 4, wobei sich das Kugelventiielilif!¹! in §i ersten Betriebs st ellung befindist J und

Figur 6 einen Schnitt durch die KupplunggapLSrdnung; -ypn figur 4 und 5, wobei sich das "Ventilelejaent in §iWSV gWßiiJ Betriebsstellung befindet und die An@|?dnung in einem rechten Winkel zu der in Figur 5 dgi-r_ig§g^₁eii.|;§n An nung gedreht ist.

Eine erste Ausführungsform' der Kupplungsanp3?dnung_? di# §l mit der Befeugszahl "10 bezeichnet und in |ien Pigure-n i bi§ | dargestellt ist, enthält einen üblichen feF$eil§i!?l?l§§|£ Ί2 mit mehreren Außenflächen. Beispielsweise ha$ dea? :Β1>φ§||: 1g die Form eines rechtwinkeligen Parallelepipeds mit einem ,fuadra-itischen Querschnitt, und ^ede der vier peiteja besitzt eine glatte zylindrische Bohrung 14» die in den Bl.ock hineijifiag-b _f wpbei die Bohrungen etwa in der Mitte d_ses BLepftes enden pad mit ander in Verbindung stehen,.

Ein Kugelventilelement 16.kann durch eine $#3? !,Qtou^geia in ,den Block eingeführt werden und befindet sich Ί^βψΒβ1φψ^§±Βφ J.n _;der mittleren lage, die allen Bohrungen gemei-nssim |.sib_f pas Ventil-element 16 besitzt einen diametralen StF^PWP;g®'fcS^#l- ^$ ^n,i ist

mit einer Vertiefung 20 versehen, die als Schlitz auf der Außenfläche ausgebildet ist, wobei der Boden des Schlitzes entlang eines Sektors eines Großkreises etwa in der Mitte zwischen den Enden des Kanals 18 liegt,

Das Ventilelement 16 ist drehbar zwischen zwei Lagerelementen 22 und 24- von der in Figur 1 dargestellten Art angebracht, wobei jedes Element eine zylindrische Außenfläche 26, eine Innenfläche 28 und eine Außenfläche aufweist, die mit einer Rille 3O versehen ist, in der ein elastischer O-Ring 32 angebracht ist. % Die Lagerelemente werden durch die einander gegenüberliegenden Bohrungen I4 in den Block 12 hineingeschoben und liegen normalerweise an den inneren Enden der entsprechenden Bohrungen I4, wie es in den figuren 2 und 3 dargestellt ist. Die Innenflächen 28 der Lage2sLemente sind abgeschrägt oder konkav, wobei Oberflächen gebildet werden, gegen die das Ventilelement 16 passend anliegte Auf diese Weise ist das Ventilelement gegenüber den Lagerelementen um eine Achse drehbar, die praktisch senkrecht zum Strömungskanal 18 steht. Die Drehachse des Ventilelements 16 m erstreckt sich auch durch die Bohrung I4, die senkrecht zu den Bohrungen mit den Lagerelementen 22 und 24 steht.

Der Block ist mit Verbindungsstücken oder -enden in den einzelnen Bohrungen I4 versehen, wodurch die Kupplungsanordnung vervollständigt wird. Diese Verbindungsstücke sind durch die Bezugszahlen 34, 36, 38 und 40 bezeichnet. Das Verbindungselement 36 unterscheidet sich von den anderen Verbindungselementen dadurch,

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daß es Mittel aufweist, die in die Vertiefung 20 eingreifen, um das Ventilelement 16 im Block 12 zu.drehen.

Jedes Verbindungsstück hat eine zylindrische Verlängerung 42, die in einer Borhung 14 aufgenommen werden kann, und jede Verlängerung hat zwei ringförmige Rillen 44 und 46 in der Außenfläche«, Die Rille 44 liegt in der Nähe des normalerweise innersten Endes der Verlängerung 42 und trägt einen elastischen O-Ring 48, der mit der glatten Innenseite der entsprechenden Bohrung in Berührung steht, um die Verbindung zwischen der Verlängerung 42 und dem Block 12 in der in den Figuren 2 und 3 beschriebenen Weise abzudichten.

Die Rille 46 läßt sich zu einem T-fÖrmigen Schlitz 50 im Block I2 ausrichten, wobei die Oberseite des T quer zu der Bohrung 14 verläuft? in der Sähe des äußeren Endes befindet sich ein Schlitz 50 für jede Bohrung Η. Die Federklammern oder Federbügel 52, die im allgemeinen parallele Schenkel 54 haben, können von oben in die Schlitze eingeführt werden, wobei die Schenkel 54 in den Rillen 46 an den einander gegenüberliegenden Seiten der entsprechenden Verlängerungen 42 aufgenommen werden. Auf diese Weise ist das Verbindungsstück lösbar mit dem Block verbunden, wobei die entsprechenden O-Ringe 48, die durch die entsprechende Bohrung Η gebildete innere Zylinderfläche abdichten. Ein Absatz oder eine Schulter 54 begrenzt die Bewegung jeder Verlängerung 42 und gewährleistet die Ausrichtung der entsprechenden Rille 46 zu einem Schlitz

Bas Verbindungsstück 36 besitzt eine zentrale Welle 56, die in der Verlängerung 42 drehbar angebracht ist. Ein elastischer O~Ring befindet sich in einer Vertiefung in der Nähe des innersten Endes des Elements 36 (Figur 2 und 3) und dichtet die Außenfläche der Welle 56 gegen Flüssigkeitsverlust ab. Das innere Ende der Welle besitzt einen verlängerten Quervorsprung 58, der in die Vertiefung 20 des Ventilelements

42 paßt (Figur 3), wenn die entsprechende Verlängerung/in der zu der Vertiefung 20 ausgerichteten Bohrung aufgenommen ist. Ein Griff 60, der in beliebiger Weise am äußeren Ende der Welle befestigt sein kann, ermöglicht eine Drehung der Welle von Hand gegenüber der Verlängerung 42, wodurch das Ventilelement gegenüber dem Block 12 gedreht werden kann. Der G-riff 60 besitzt einen Anschlag 62 auf einem seitlichen Steg 64. Der Anschlag 62 ist so angebracht» daß er mit den beiden Ecken 66 und 68 (Figur 1 und 2) des'Blocks 1-2 in Berührung kommt, so daß der Bogen, durch den die Welle 56 gedreht wird, praktisch auf 90° beschrankt wird. Wenn also der flüssigkeitskanal 18 am Anfang zu den Flüssigkeitskanälen durch die Verbindungsstücke 34 und 38 ausgerichtet ist, steht der Anschlag 62 mit der Ecke 66 in Berührimg, und das Ventil, das durch die Anordnung 10 definiert ist, ist offen» Durch die Drehung des Griffes 60, hi® der Anschlag 62 mit der Ecke 68 in Berührung kommt, wird der Kgjial 18 in eine Stellung senkrecht zu den Kanälen der VerbindurLgsstücke 34 und 38 (Figur 3) bewegt, wodurch das Ventil geschlossen wird.

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Die Verbindungsstücke neben dem Verbindungsstück 36 können jede beliebige Form haben, und die einzelnen Verbindungsstücke sind in den Bohrungen I4 austauschbar, wodurch die Anordnung eine Vielzahl von Formen einnehmen kann, so daß sie zahlreichen unterschiedlichen Anwendungen beim Transport von strömenden fluiden Medien angepaßt werden kann. Zum Beispiel haben die Verbindungsstücke 34 und 38 eine äußere Gewindemuffe 70, um eine sich verengende röhrenförmige Spitze 72, wodurch andere Bestandteile wie Leitungen, mit dem Block 12 verbunden werden können. Das Verbindungsstück 40 ist als Stopfen oder Abschluß für die Bohrung, die der Bohrung mit dem Verbindungsstück gegenüberliegt, dargestellt. Da durch die Bohrung mit dem Verbindungsstück 40 keine Flüssigkeitsströmung stattfindet, solange der Flüssigkeitskanal 18 diametral durch das Ventilelement ver~ lauft, ist kein anderes Verbindungsstück als das Element 4O notwendig·

In allen Fällen lassen sich die Verbindungselemente schnell und leicht mit dem Block verbinden und davon lösen. Jedes Verbindungselement wird mit Hilfe einer Klammer 52, deren Schenkel 54 sich in den jeweiligen Schlitz 50 erstrecken (vgl. Figuren 1 und 2), lösbar in der Betriebsstellung gehalten.

Ein wichtiges Merkmal der Anordnung 10 ist die Abdichtung, die durch die Lagerelemente 22 geschaffen wird, wodurch ein Durchsickern der Flüssigkeit an der Außenfläche des Kugelventilelements 16 verhindert wird. Zu diesem Zweck hat jede Verlän-

gerung 42 der Yerbindungselemente 34 und 3$ eine im allgemeinen ebene Innenfläche 74 (Figuren 2 und 3)» die mit dem benachbarten O-Ring 32 in den entsprechenden Lagerelementen in Eingriff steht. Jeder O-Ring 32 ragt normalerweise ein kurzes Stück aas dem entsprechenden Lagerelement heraus? so wird der O-Ring zusammengepreßt, wenn er mit einer Verlängerung 42 in Berührung steht, da der O-Ring straff in seine Rille 30 eingepaßt ist, und die auf den O-Ring ausgeübte Druckkraft wird wiederum auf den Körper des Lagerelements übertragen. Die Innenfläche 28 des Lagerelements wird deshalb dicht abschließend gegen das Ventilelement gedrückt. Das Ventilelement ist jedoch in der Lage, sich gegenüber den Innenflächen 28 zu drehen, obwohl durch die LageasLemente eine Abdichtung erzeugt wird, und die O-Ringe 32 liefern einen Elastizitätsgrad, der die Drehung des Ventilelements erleichtert.

Jedes Lagerelement 22 besteht aus einem Material, das eine Drehung des Ventilelements gegenüber dem Lagerelement ermöglicht, ohne daß eine nennenswerte Abnützung des Lagerelements oder des Ventilelements auftritt« Teflon (Polytetrafluoräthylen) hat sich für diesen Zweck als geeignetes Material erwiesen, nicht nur wegen seiner langen Lebensdauer, sondern auch wegen seiner natürlichen Elastizität, die es ermöglicht, daß das Lagerelement sich der Außenfläche des Ventilelements angleichen kann. Andere Stoffe, wie Kynar oder Buna, können, falls gewünscht, ebenfalls für diesen Zweck verwendet werden.

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Bei Gebrauch werden die Formen und Größen des Blockes und der Verbindungselemente der Kupplungsanordnung 10 in erster Linie unter dem Gesichtspunkt ausgewählt, daß ein Ventil mit bestimmten Strömungseigenschaften erhalten wird. Wenn diese Bestandteile vorhanden sind, beginnt der Zusammenbau der Anordnung damit, daß eines der Lagerelemente 22 in den Block gebracht wird, worauf das Ventilelement eingefügt und das andere Lagerelement 22 an seinen Platz gebracht wird. Das Ventilelement wird durch die Bohrung, die das Verbindungsstück 36 aufnehmen soll, drehbar um eine Achse angebracht.

Die Verbindungsstücke werden dann in die entsprechenden Bohrungen eingefügt und mit Hilfe der Klammern oder Bügel 52 mit dem Block fest verbunden. Das Verbindungsstück 36 wird so eingefügt, daß der Vorsprung 58 in der Vertiefung 20 aufgenommen wird. Der Zusammenbau der Bestandteile ist nun beendet, und die Verbindungsstücke 34 und 38 können dann mit zwei Leitungen verbunden werden, so daß die Anordnung 10 in den Strömungsweg des fluiden Mediums gelangt.

Die Zeit für den Zusammenbau der Anordnung 10 liegt in der Größenordnung von I5 bis 20 Sekunden, nachdem alle Teile ausgewählt wurden und fertig für den Zusammenbau sind. Es sind nicht •nur die Bohrungen abgedichtet, wenn die Verbindungsstücke in der richtigen Lage sind, sondern es ist auch das Ventilelement selbst durch die Lagerelemente 22 an seiner Außenfläche abgedichtet.

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Die Steuerung der Flüssigkeitsströmung durch die Anordnung 10 erfolgt durch Betätigung des Griffes 60«, Der Anschlag 62 "bewegt" sich zwischen den Beten 66 und 68} an diesen Stellen ist das Tentilelement vollkommen offen bzw«, vollkommen geschlossen·

Sie Anordnung 10 wird verwendet,wenn das Kugelventil als Einwegventil verwendet werden soll. In diesem Pail kann das Verbindungsstück 36 in einem Block verwendet werden, dessen Bohrungen sich von den Seiten nur nach innen erstrecken, wie es in !Figur 1 dargestellt ist, und nicht von "beiden Seiten und von den Bndseiten, wie es in !Figur 4 dargestellt ist.

Is kann erwünscht sein, eine Kugelventilanordnung mit einem Strömungskanal zu konstruieren, der sich von dem diametralen Strö— mungskanal 18 der Anordnung 10 unterscheidet. Beispielsweise kann ein Ventil erwünscht sein, dessen Strömungskanal durch das Kugelventilelement L- oder T-förmig ist. In diesen !Fällen wird die Kupplungsanordnung nach den !Figuren 4 "bis 6 verwendet» Diese Anordnung ist durch die Bezugszahl 110 "bezeichnet und hat im wesentlichen die gleichen Komponenten wie die Kupplungsanordnung 1O, jedoch mit der Abweichung, daß der Verteilerblock 112 Bohrungen aufweist, die nicht nur von den Seiten in den Block hineinragen, sondern auch von den Endflächen, wie es in !Figur 4 dargestellt ist.

Zu diesem Zweck besitzt der Verteilerblock 112 eine Bohrung für jede Seitenfläche bzw. für die Endflächen, wobei die Boh

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rungen etwa in der Mitbe des Blockes enden, so daß ein Kugelventilelement 116 mit einem Strömungskanal 118 drehbar um die Achse einer der Bohrungen angebracht werden kann· Zur Erläuterung verläuft diese Achse durch die Bohrung nach innen von einer Endfläche.des Blocks, wie" es in Figur 4 dargestellt ist«

Mehrere Verbindungsstücke 134-, 136, I38, HO, I4I und 144 sind lösbar mit dem Block 112 verbunden, und jedes Verbindungsstück besitzt eine Verlängerung 142 mit im Abstand zueinander stehenden Rillen 144 und 146 an der Außenfläche, Ein elastischer 0-Ring I48 ist in jede Rille 144 eingefügt, um die entsprechende Bohrung abzudichten, und jede Rille I46 kann gegenüber einem entsprechenden T-förmigen Schlitz 150 an der entsprechenden Fläche des Blocks 112 ausgerichtet werden. Eine Federklammer mit Schenkeln 154 geht durch jeden Schlitz 150 und in eine Rille I46, um das entsprechende Verbindungsstück mit dem Block zu verbinden₀ Auf diese Weise ist jedes Verbindungsstück lösbar mit dem Block 112 verbunden, wobei der O-Ring I48, die Innenfläche, die die entsprechende Bohrung II4 begrenzt, abdichtet.

Zur drehbaren Anbringung des Ventilelements 116 im Block 112 sind vier Lagerelemente 122 vorgesehen, wobei zwei dieser Elemente an zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Ventilelements und die beiden anderen Lagerelemente an zwei anderen, einander gegenüberliegenden Seiten angebracht sind. Die ersten beiden Lagerelemente werden durch die Bohrungen II4 aufgenommen, die den Verbindungsstücken 134 und I38 zugeordnet sind,

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■während die "beiden anderen Lagerelemente in den Bohrungen aufgenommen werden, die den Verbindungselementen I40 und 14-1 zugeordnet sind.

Jedes lagerelement 122 ist ringförmig, d.h_e es hat eine zentrale Öffnung 123» eine konische Seitenfläche I26, eine Innenfläche I28, die passend mit dem Ventilelement 116 in Eingriff steht, und eine Außenfläche mit einer Rille 130, in die ein elastischer O-Ring 132 (Fig„5) eingepaßt ist. Wie bei der Anordnung 10 stehen die Verbindungsstücke mit den entsprechenden O-Ringen 132 in Eingriff und pressen diese zusammen, so daß die Innenflächen I28 fest und dichtschließend an die Außenfläche des Kugelventilelements 116 gepreßt werden. Durch die gebildete Abdichtung wird das Ventilelement an seiner Außenfläche flüssigkeitsdicht abgeschlossen, während gleichzeitig eine Drehung des Ventilelements gegenüber dem Block 112 möglich ist. Das Material, das jedes Lagerelement 122 bildet, ist vorzugsweise elastisch, so daß die entsprechende Innenfläche I28 sich der Außenfläche des Ventilelements 116 anpassen kann. Teflon ist für diesen Zweck besonders geeignet.

Das Verbindungsstück 136 besitzt eine zentrale Achse I56, die darin gelagert ist, und die Bohrung für die Achse wird mit

abgedichtet Hilfe eines elastischen O-Ringes 159 (Mg, 5/7 Die Achse I56 besitzt einen Quervorsprung 158 an ihrem inneren Ende, der in eine am Umfang verlaufende Vertiefung in der Außenfläche des Ventilelements 116 eingefügt werden kann. Ein Griff 160 ist

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mit dem äußeren Ende der Achse I56 verbunden und kann von Hand gedreht werden, wodurch auch die Achse und das "Ventilelement gedreht werden.

Im Gebrauch werden die einzelnen Bestandteile der Anordnung an einer Stelle zusammengesetzt, wobei die Verbindungselemente hinsichtlich ihrer Form und Größe so ausgewählt werden, damit eine bestimmte Verteilung des strömenden fluiden Mediums bezweckt wird. Zur Erläuterung hat jedes der in den Figuren 4 und 5 dargestellten Verbindungselemente eine äußere Hülse I70 zur Verbindung des Blocks 112 mit einer entsprechenden Flüssigkeitsleitung. Figur 6 zeigt, wie eines der Verbindungselemente, nämlich das Element 138,1η der Art eines Stopfens oder Verschlusses ausgebildet sein kann, während die anderen Verbindungselemente die in den Figuren 4 und 5 angegebenen Formen haben.

Die einzelnen Bestandteile werden dadurch zusammengebaut, daß zuerst mindestens ein Paar von einander gegenüberliegenden La— gerelementen 122 in den Block 112 eingefügt werden, worauf das Ventilelement 116 durch eine der Bohrungen in die Mitte des Blockes eingefügt wird.

Sobald alle vier Lagerelemente eingefügt sind, werden die einzelnen Verbindungselemente mit dem Block verbunden, indem sie in die entsprechenden Bohrungen eingesetzt werden_e Es ist klar, daß das Ventilelement zuerst so angeordnet ist, daß sein Flüssigkeitskanal 118 sich gegenüber den gewünschten Verbindungs-

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elementen ausrichten läßt. Auch ist das Verbindungselement so eingefügt, daß der Vorsprung 158 in die Vertiefung in der Außenfläche des Ventilelements 116 eingreift. Sobald alle Verbindungselemente an Ort und Stelle sind, werden sie mit Hilfe der jeweiligen Klammern oder Bügel 152, die in die entsprechenden Schlitze 150 eingefügt werden, mit dem Block fest verbunden. Nach dem Zusammenbau dieser Anordnung kann die Kupplungsanordnung 110 mit einer Leitung für ein strömendes Medium verbunden und sofort benutzt werden, da alle Verbindungen der einzelnen Teile vollkommen dicht sind! es sind keine weiteren Schritte nötig, um die Anordnung 110 sofort gebrauchsfertig zu machen.

Die einzelnen Verbindungselemente lassen sich austauschbar in die Bohrungen II4 einfügen,so daß die Anordnung 110 jede beliebige Form einnehmen kann, was vom gewünschten Verwendungszweck abhängt. Auch können die Verbindungselemente andere Formen als angegeben haben, um die Anordnung 110 einer Vielzahl von Verwendungszwecken anzupassen, wozu nur verhältnismäßig wenige Grundelemente erforderlich sind.

Die Zeit für den Zusammenbau und das Auseinandernehmen der Anordnung HO ist verhältnismäßig kurz, und die Änderung von einer !Form in eine andere ist eine verhältnismäßig einfache Operation, die dem Benutzer keine speziellen Fähigkeiten abverlangt» Bei einer solchen Änderung ist es nur nötig, daß die geeigneten Verbindungselemente entsprechend dem jeweiligen Verwendungszweck der Anordnung selbst ausgewählt und dann an den gewünschten Stellen in den Block eingefügt werden.

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Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung wird deshalb ein verhältnismäßig einfacher Kugelventilaufbau geschaffen, der in kürzester Zeit in Blockbauweise aus einer verhältnismäßig kleinen Anzahl von Teilen zusammengebaut werden kann und der eine Vielzahl von Formen und Größen haben kann, um einem bestimmten Bedürfnis oder Anwendungszweck zu genügen.

Ein wichtiges Merkmal der Bauweise der Anordnungen 10 und 110 liegt darin, daß die Lagerelemente so angeordnet sind, daß sie die Belastung auf Grund des Druckes des strömenden Mediums in der Leitung, von der jede Anordnung einen Teil bilden kann, aufnehmen können. Auf diese Weise bleibt das Ventilelement jeder Anordnung jederzeit richtig im Block angeordnet.

- Patentansprüche -

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Claims

Pat ent ansprüche :

!.Kopplungsanordnung für ein strömendes fluides Medium (flüssig oder gasförmig), gekennzeichnet durch einen Verteilerblock mit einer Vielzahl von Außenflächen und einer Bohrung für jede von mindestens einigen dieser Flächen, wobei die Bohrungen, von den entsprechenden Flächen ausgehend, in den Block hineinragen und unter Ausbildung eines Raumes innerhalb des Blockes miteinander in Verbindung stehenj ein Kugelventilelement, das entfernbar in diesem Raum aufgenommen wird und einen Flüssigkeitskanal aufweist? Einrichtungen zur Anbringung des Ventilelements in diesem Raum zwecks Drehung gegenüber dem Block um eine Achse, die durch das Ventilelement hindurchgehtJ und Einrichtungen, die in eine der Bohrungen hineinragen und die mit dem Ventilelement gekoppelt sind, um dieses aus einer Lage, in der der Strömungs— kanal gegenüber einem Paar von Bohrungen ausgerichtet ist, in eine zweite Lage zu drehen, in der dieser Kanal diese Ausrichtung nicht hat.

2. Kupplungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Verbindungselement für jede der restlichen Bohtaungen, wobei der Block einen Schlitz für jede Bohrung hat, der quer zu der entsprechenden Bohrung verläuft und wobei die Verbindungselemente Verlängerungen aufweisen, die lösbar in den entsprechenden Bohrungen aufgenommen werden können und jede Verlängerung·- Einrichtungen

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aufweist, die dichtschließend mit der Innenfläche in Verbindung steht und eine Bohrung begrenzt, sowie mit einer Rille versehen ist, die gegenüber dem entsprechenden Schlitz ausgerichtet ist, wenn die Verlängerung in der Bohrung aufgenommen ist, wodurch eine Befestigungsklammer in den Schlitz und in die Rille jeder Verlängerung geschoben werden kann, um das entsprechende Verbindungselement lösbar mit dem Block zu verbinden«

3. Kupplungsanordnung für ein strömendes, fluides System, gekennzeichnet durch einen Verteilerblock mit einer Vielzahl von Außenflächen und einer Bohrung für jede von mindestens einigen dieser !Flächen, wobei die Bohrungen von den entsprechenden Flächen ausgehend, in den Block hineinragen und in einem Raum innerhalb des Blockes enden, wobei ein Schlitz für jede Bohrung vorgesehen ist, der parallel zu den entsprechenden Flächen verläuft und der eine Befestigungsklammer aufnehmen kann} ein Verbindungselement für jede Bohrung, wobei die Verbindungselemente austauschbar in den Bohrungen aufgenommen werden können und jedes Verbindungselement Einrichtungen zur dichtschließenden Berührung mit der Innenfläche, die eine Bohrung begrenzt, aufweist, wobei diese Einrichtungen mit Rillen versehen sind, die gegenüber dem entsprechenden Schlitz ausgerichtet sind, wenn das Verbindungselement sich in der Bohrung befindet, so daß eine Klammer im Schlitz angebracht werden kann, um das Verbindungselement lösbar mit dem Block zu ■ verbinden! ein Kugelventilelement mit einem Strömungskanal}. Einrichtungen zum Anbringen des V_entilelements innerhalb des

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Raumes zur Drehung gegenüber dem Gehäuse um die Achse einer der Bohrungen, damit das Ventilelement aus einer ersten Stellung, in der der Strömungskanal gegenüber zwei anderen Bohrungen ausgerichtet ist, in eine zweite Stellung zu "bewegen, in der der Strömungskanal diese Ausrichtung nicht hat, wobei die "beiden .Verbindungselemente, die in den beiden Bohrungen aufgenommen werden, röhrenförmig sind, wodurch ein Strömungsweg durch die beiden Verbindungselemente geschaffen wird, wenn sich das Ventilelement in der ersten Stellung befindet, wobei die Befestigungseinrichtung die Verbindungsstellen zwischen dem Ventilelement \ ™ und den beiden Verbindungselementen abdichtet, wenn letztere mit dem. Block verbunden sind und wobei das Verbindungselement in einer Bohrung gegenüber dem Gehäuse drehbar ist und Einrichtungen aufweist, die lösbar mit dem Ventilelement verbunden sind, um dieses aus der ersten Stellung in die zweite Stellung und umgekehrt zu drehen„

4. Kupplungsanordnung für ein Strömungssystem fluider Medien, gekennzeichnet durch einen Verteilerblock mit einer Anzahl von μ Außenflächen und einer Bohrung für jede von mindestens einigen dieser Flächen, wobei die Bohrungen in den Block hineinragen und einander im Inneren des Blockes schneiden und jede Bohrung einen Schlitz in Querrichtung und parallel zu der entsprechenden Fläche aufweist! ein Verbindungselement für jede Bohrung, wobei die Verbindungselemente austauschbar in den Bohrungen aufgenommen werden und jedes Verbindungselement eine Verlängerung

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mit einer Abdichtung in Berührung mit der Innenfläche einer Bohrung aufweist, wenn die Verlängerung sich in Betriebsstellung befindet, wobei die Verlängerung eine Rille aufweist, die gegenüber dem Schlitz der Bohrung ausgerichtet ist, wenn sich die Verlängerung in der Betriebsstellung befindet, wodurch eine Befestigungsklammer, die im Schlitz angebracht ist, in Sperrstellung gegenüber dem entsprechenden Verbindungselement bewegt werden kann! ein Kugelventilelement mit einem Strömungskanal? Einrichtungen zur Anbringung des Ventilelements an der Schnittstelle der Bohrungen zur Drehung um eine Achse durch eine der Bohrungen, wobei das Verbindungselement in der einen Bohrung Einrichtungen aufweist, die lösbar mit dem Ventilelement gekoppelt sind, um dieses aus einer ersten Stellung, in der der Kanal gegenüber zwei röhrenförmigen Verbindungselementen in zwei anderen Bohrungen ausgerichtet ist, um diese Achse in eine zweite Stellung zu drehen, in der dieser Kanal nicht ausgerichtet ist, wodurch ein Strömungsweg durch die beiden Verbindungselemente und den Kanal erzeugt wird, wenn sich das Ventilelement in der ersten Stellung befindet, und wobei die Befestigungseinrichtung so angebracht ist, daß sie das Ventilelement an einigen Stellen abdichtet, um eine Strömung des fluiden Mediums nur auf den genannten Strömungsweg zu beschränken.

5ο Kupplungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Befestigungsklammer oder ein Befestigungsbügel für jedes·Verbindungselement vorgesehen ist, die in den entsprechenden Schlitzen angebracht ist und die gegenüber dem Block in die Rille der

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. entsprechenden VerMndungselemente hinein und aus der Rille heraus verschiebbar ist, so daß die Verbindungselemente lösbar mit dem Block verbunden sind.

6. Kupplungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreheinrichtung eine Welle aufweist, die auf dem Verbindungselement in der ersten Bohrung gelagert ist, wobei das Ventilelement eine Vertiefung aufweist, die Welle in die Vertiefung hineinragt und so angeordnet ist, daß sie das Ventilelement dreht, wenn die Welle gegenüber dem Verbindungselement gedreht wird«,

7. Kupplungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung quer zu der Achse verläuft, die Welle an dem normalerweise innersten Ende einen Vorsprung aufweist und der Vorsprung praktisch in die Vertiefung paßt und sich mindestens über einen Teil dieser Vertiefung erstreckt.

8. Kupplungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung mindestens zwei Lagerelemente aufweist, wobei die Innenfläche jedes Elements im wesentlichen mit der Außenfläche des Lagerelements übereinstimmt und normalerweise mit dieser Fläche in Eingriff steht.

9. Kupplungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerelemente an den gegenüberliegenden Seiten des Ventilelements drehbar im Block angeordnet sind.

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10. Kupplungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Lagerelement eine zentrale Öffnung und eine Außen~ fläche aufweist, die mit einer die Öffnung umgebenden Abdichtung versehen ist, wobei die Öffnung gegenüber einer entsprechenden Bohrung ausgerichtet und die Abdichtung mit der in der jeweiligen Bohrung aufgenommenen Verlängerung in Eingriff steht, wenn sich die Verlängerung in Betriebsstellung befindet.

11. Kupplungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,

daß die Abdichtung elastisch ist und die Verlängerung in der Bohrung in Ausrichtung mit der Öffnung entsprechend der Abdichtung so angeordnet ist, daß die Abdichtung zusammengepreßt wird und diese wiederum das entsprechende Lagerelement gegen das Ventilelement drückt.

I2o Kupplungsanordnung für ein Strömungssystem eines fluiden Mediums, gekennzeichnet durch einen Verteilerblock mit einer" Vielzahl von Flächen und einer Bohrung für jede oder mindestens einiger dieser Flächen, wobei diese Bohrungen, ausgehend von den entsprechenden Flächen, in den Block hineinragen und einander an einer zentralen Stelle innerhalb des Blocks schneiden, wobei ein Paar dieser

^ ;ial zueinander ausgerichtet istj ein Kugelventilelement an der genannten Stelle, mit einem Strömungskanal, ein Paar von Lagerelementen, die in den entsprechenden Bohrungen dieses Paares angeordnet sind und normalerweise mit dem Ventilelement an einem Paar von einander gegenüberliegenden Seiten in Eingriff stehen, um das Ventilelement drehbar um eine Achse zu halten,

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die durch eine dritte Bohrung verläuft} ein Paar von Verbindungs-'elementen, die lösbar in den entsprechenden Bohrungen dieses Paares aufgenommen sind} ein drittes Verbindungselement, das lösbar in der dritten Bohrung aufgenommen ist und das eine gegenüber den Block um diese Achse drehbare Struktur aufweist? Ein-.richtungen für jedes Verbindungselement zur lösbaren Halterung des Verbindungselements in einer Betriebsstellung in der entsprechenden Bohrung, wobei die Verbindungselemente dieses Paares abdichtend mit den entsprechenden Lagerelementen in Eingriff stehen, wenn das Paar der Verbindungselemente sich in Betriebs- ™ stellung befindet} und Einrichtungen, die diese Struktur mit dem Ventilelement verbinden, so daß dieses um die genannte Achse gedreht werden kann, wenn die Struktur gegenüber dem Block gedreht wird.

I3. Kupplungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar der Verbindungselemente röhrenförmig ist, jedes Lagerelement eine zentrale Öffnung hat und der Strömungskanal gegenüber, den röhrenförmigen Verbindungselementen ausgerichtet ist, (| wenn das Ventilelement sich in einer ersten Betriebsstellung befindet.

Η. Kupplungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal diametral durch das Ventilelement verläuft, der Block eine Anzahl von Seitenflächen und ein Paar von Endflächen aufweist, wobei Bohrungen nur für die Seitenflächen vorgesehen sind.

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15· Kupplungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,

daß ein zweites Paar von Lagerelementen innerhalb eines zweiten Paars von Bohrungen angeordnet, ist und normalerweise mit dem Ven— tilelement an einem zweiten Paar von gegenüberliegenden Seiten in Eingriff steht, wobei ein zweites Paar von Verbindungsklementen für die entsprechenden Bohrungen des zweiten Paares vorgesehen sind, weiterhin gekennzeichnet durch Einrichtungen die mit jedem Verbindungselement des zweiten Paares verbunden sind, um dieses lösbar in einer Betriebsstellung innerhalb der ent- W sprechenden Bohrung zu halten, wobei die Verbindungselemente des zweiten Paares dichtschließend mit den entsprechenden Lagerelementen in Eingriff stehen, wenn die zuletzt genannten Verbindungselemente sich in ihren BetriebsStellungen befinden.

16. Kupplungsanordnung nach Anspruch I5, dadurch gekennzeichnet, daß der Block mit einer Anzahl von Seitenflächen und einem Paar von Endflächen versehen ist, wobei Bohrungen für die Seitenflächen und die Endflächen vorgesehen sind.

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. I7. Kupplungsanordnung nach Anspruch I2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Lagerelement aus einem elastischen Material gebildet ist und eine zentrale Öffnung, eine Innenfläche und eine Außenfläche aufweist, wobei die Innenfläche und die Außenfläche die Öffnung umgeben, die Innenfläche im wesentlichen komplementär dem Ventilelement ist und die Außenfläche eine Rille aufweist, die mit einem elastischen O-Ring versehen ist, der mit dem inne- ■ ren Ende des entsprechenden Verbindungselements in Eingriff steht.

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18. Kupplungsanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Material Teflon (Polytetrafluoräthylen) ist»'

19β Kupplungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch, gekennzeichnet, daß jedes lagerelement eine zylindrische Außenfläche aufweist, die komplementär zu der entsprechenden Bohrung ist«,

20.· Kupplungsanordnung nach Anspruch. 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Paar von Lagerelementen für ein zweites Paar von Bohrungen vorgesehen ist, wobei jedes dieser Lagerelemente eine Innenfläche, eine Außenfläche und eine abgeschrägte Seitenfläche aufweist, die zwischen der Innenfläche und der Außenfläche verläuft.

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