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Die
Erfindung betrifft eine Rohrweiche für Fließgut, Schüttgut oder Fallgut zum Auswählen eines
Weiterleitens des Fließguts,
Schüttguts
oder Fallguts von einem Materialeingang zu einem ersten oder zu
einem zweiten Materialausgang.
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Derartige
Rohrweichen finden beispielsweise in Metzgereien und ganz allgemein
in der Lebensmittel-, Nahrungs-, Kosmetik- oder Pharmaindustrie Verwendung,
wo sie häufig
Metalldetektoren nachgeschaltet werden. Ermittelt ein Metalldetektor,
dass sich metallische Gegenstände
in einem Produktfluss, also in dem Fließgut, Schüttgut oder Fallgut, im Folgenden
auch Fördergut
genannt, befinden, ergeht eine entsprechende Meldung an die Rohrweiche, welche
daraufhin verhindert, dass der entsprechende Abschnitt des Produktflusses
mit den metallischen Gegenständen
in einen sogenannten Gutausgang geleitet wird. Stattdessen ändert die
Rohrweiche den Weg des Produktflusses, also des Förderguts,
sodass der entsprechende Abschnitt in einen sogenannten Schlechtausgang
geleitet wird, um anschließend
entsorgt zu werden. Nachdem entsprechend der Fördergeschwindigkeit sichergestellt
ist, dass der verunreinigte Abschnitt an den Schlechtausgang geleitet
wurde, stellt die Rohrweiche wieder den Förderweg um, sodass bis zu einer
weiteren Detektion von metallischen Verunreinigungen im Fördergut
dieses in den Gutausgang mündet.
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Derartige
Sicherheitsmaßnahmen
sind in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie weit verbreitet und
werden oft für
den Betrieb entsprechender Anlagen vorgeschrieben. Durch solche
Kombinationen von Metalldetektoren und Rohrweichen wird verhindert,
dass metallische Verunreinigungen, zum Beispiel abgesplitterte Metallteile
auf dem Förderweg oder
abgetragener Metallstaub in ein Lebensmittel oder in ein Arzneimittel
gelangt, welche anschließend an
den Verkauf gehen.
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Die
Erfindung ist selbstverständlich
auch ohne einen vor- oder nachgeschalteten Metalldetektor realisierbar,
da sie das Umschalten von Fließwegen
ungeachtet des Grundes dafür
betrifft. Ein Umschalten von Fließwegen kann beispielsweise
auch zwangsgesteuert sein, also einem festgelegten Ablaufplan folgen.
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Da
mitunter hohe Fördergeschwindigkeiten des
Fließguts,
Schüttguts
bzw. Fallguts insbesondere zum Erreichen hoher Produktionskapazitäten wünschenswert
sind, soll eine entsprechende Rohrweiche möglichst reaktionsschnell von
einem ersten Materialausgang zu einem zweiten Materialausgang und
umgekehrt schalten können.
Da zudem insbesondere bei Produktionsanlagen für Lebensmittel oder pharmazeutische
Erzeugnisse strenge Vorschriften bezüglich der Reinheit der Produktionsanlagen
herrschen, müssen
diese laufend auf Reinheit überprüft bzw.
gereinigt werden.
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Eine
Gewährleistung
der Sauberkeit der entsprechenden Anlagen soll dabei vorzugsweise schnell
möglich
sein, um eine Unterbrechung des Produktionsflusses möglichst
gering zu halten und somit die Produktivität nicht zu beeinflussen. Zudem ist
es wünschenswert,
dass für
entsprechende Kontroll- und Reinigungsmaßnahmen kein speziell geschultes
technisches Personal und möglichst
keine Werkzeuge notwendig sind.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrweiche für Fließgut, Schüttgut oder
Fallgut anzugeben, welche eine geringe Anfälligkeit für Verschmutzungen aufweist
und möglichst
schnell und einfach zu reinigen ist.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch eine Rohrweiche gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Außerdem wird
die Aufgabe durch eine Rohrweiche gemäß Patentanspruch 2 gelöst. Selbstverständlich können die
Rohrweichen gemäß den Ansprüchen 1 und
2 zur Lösung
der Aufgabe kombiniert werden. Vorteilhafte Weiterentwicklungen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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Eine
erfindungsgemäße Rohrweiche
weist eine Weichenfunktion für
Fließgut,
Schüttgut
oder Fallgut auf. Dabei bezeichnet Schüttgut in der Regel ein loses
und trockenes Fördergut,
welches aus nicht zusammenhängenden
Teilen besteht. Als Fallgut wird in der Regel jegliches Fördergut
bezeichnet, welches mittels der Schwerkraft durch die Rohrweiche
hindurchfällt.
Unter Fließgut
seien hier insbesondere auch flüssige
Fördergüter verstanden,
welche mittels der Schwerkraft oder mittels Über- oder Unterdruck durch
die Rohrweiche hindurchfließen.
Selbstverständlich
können
durch eine erfindungsgemäße Rohrweiche
auch Kombinationen von Fließgut, Schüttgut oder
Fallgut passieren, wie zum Beispiel ein Gemisch aus verarbeitetem
Fleisch und Wasser, ein Gemisch aus Wasser und Tabletten oder etwa
ein Gemisch aus Milch und Getreide. Im Folgenden werden unter dem
Ausdruck ”Fördergut” ein Fließgut, ein Schüttgut, ein
Fallgut sowie alle möglichen
Kombinationen daraus bezeichnet.
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Die
Rohrweiche weist zudem ein Gehäuse mit
einem Materialeingang sowie einem ersten und einem zweiten Materialausgang
auf. Durch den Materialeingang kann das Fördergut in die Rohrweiche hineinfließen, um
durch einen der beiden Materialausgänge aus der Rohrweiche auszutreten.
Zum Auswählen
eines Weiterleitens des Förderguts
von dem Materialeingang zum ersten Materialausgang oder zum zweiten
Materialausgang weist die Rohrweiche einen Ventilkegel auf. Der
Ventilkegel hat eine kegelstumpfförmige Grundform und wird durch
eine Welle zum Auswählen
des Förderweges
des Förderguts
angetrieben. Außerdem
weist der Ventilkegel drei im Wesentlichen zylinderförmige Aussparungen auf,
welche jeweils von einer anderen Stelle der bzw. auf der äußeren Mantelfläche des
Ventilkegels zur Rotationsachse des Ventilkegels bzw. der Welle
verlaufen. Dabei sind die Aussparungen im Inneren der Grundform
miteinander verbunden. Allerdings ist jede Aussparung in ihrem Öffnungsbereich
zu den Materialein- und -ausgängen
an der Mantelfläche von
der Grundform umgeben. Das bedeutet, dass die Aussparungen im Innern
der Grundform des Ventilkegels, also im Innern des Ventilkegels,
miteinander verbunden sind, dass sich aber an der Außenfläche des
Ventilkegels, also an der äußeren Mantelfläche des
Ventilkegels, drei getrennte Öffnungen
befinden. Diese Formgebung des Ventilkegels kann auch als ein Ventilkegel
mit einer Aussparung betrachtet werden, welche vom Innern des Ventilkegels
zum Außeren
des Ventilkegels hin an drei unterschiedlichen Stellen der Mantelfläche des
Ventilkegels austritt bzw. Öffnungen
aufweist. Durch diese Formgebung besteht zwischen allen drei Öffnungsbereichen
der zylinderförmigen
Aussparungen ein Teil der Grundform des Ventilkegels, also Material
des Ventilkegels selbst. Dies bewirkt eine hohe mechanische Stabilität des Ventilkegels,
da das besagte, die Öffnungsbereiche
der Aussparungen umgebende Material des Ventilkegels zu einer hohen
Steifigkeit des Ventilkegels, insbesondere entlang seiner Längsachse
zur Folge hat.
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Hierbei
kann selbstverständlich
ein Materialeingang auch als Materialausgang verstanden werden,
so wie auch ein Materialausgang auch einen Materialeingang darstellen
kann. Im Folgenden wird jedoch den Ein- und Ausgängen nur eine dieser beiden
Funktionen zugewiesen. Es sei jedoch verstanden, dass die Erfindung
beispielsweise auch auf Lösungen
mit zwei Materialeingängen
und einem Materialausgang oder mit einem Materialeingang und einem
Materialausgang anwendbar ist. Ebenso ist es möglich, dass der Ventilkegel
einen oder mehrere Materialeingänge
und mehr als zwei Materialausgänge
aufweist. Dann liegen im Ventilkegel entsprechend mehrere miteinander
verbundene Aussparungen vor.
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Beispielsweise
kann eine Ausgabe aus einem oder mehreren Materialausgängen zwangsgesteuert
sein, also etwa einem zuvor festgelegtem Ablaufplan folgen. So kann
ein Fördergut
zum Beispiel bei einer Rohrweiche mit drei möglichen Materialausgängen zunächst für eine erste
Zeitdauer aus dem ersten, dann für
eine zweite Zeitdauer aus dem zweiten und anschließend für eine dritte
Zeitdauer aus dem dritten Materialausgang austreten.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform
der Rohrweiche weist sein Ventilkegel eine in einer Schnittansicht
L-förmigen
Fließweg
auf, also einen Materialeingang und einen Materialausgang. In einer ersten
Stellung des Ventilkegels in dessen Gehäuse ist eine erste Öffnung im
Ventilkegel einem Materialeingang zugeordnet, während eine zweite Öffnung einen
ersten Materialausgang darstellt. In einer zweiten Stellung des
Ventilkegels dient die erste Öffnung wieder
als Materialeingang, während
die zweite Öffnung
einem zweiten Materialausgangzugeordnet ist. In diesem Fall weist
also das Gehäuse
drei Öffnungen
auf, während
der Ventilkegel nur zwei Ein- und Ausgänge hat.
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Der
Ventilkegel der erfindungsgemäßen Rohrweiche
hat eine vollkommene andere Gestalt als der Ventilkegel bestehender
Rohrweichen, die nur eine durchgehende Öffnung aufweisen und zu ihrer
mechanischen Stabilität
einen Metallkern erfordern.
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Die
neuartige Formgebung des Ventilkegels führt zu einer relativ großen innerhalb
des Ventilkegels mit Fördergut
in Berührung
kommende Oberfläche,
was zunächst
für eine
verringerte Schmutzanfälligkeit
ungeeignet erscheinen könnte.
Allerdings bewirkt die hohe mechanische Stabilität des Ventilkegels aufgrund
seiner Formgebung, dass sich der Ventilkegel bei einem Antrieb durch
die Welle auch bei unsymmetrischen Anordnungen der Aussparungen
und damit einer unsymmetrischen Verteilung dessen Materials nicht
verbiegt. Ein Verbiegen hätte zur
Folge, dass der auszuwählende
Weg des Förderguts
beeinträchtigt
würde und
die Dichtigkeit der gesamten Rohrweiche verschlechtert würde. Bei
einer erfindungsgemäßen Rohrweiche
ist jedoch aufgrund der stabilisierenden Formgebung des Ventilkegels die
Dichtigkeit erhöht,
und folglich ist eine geringere Verschmutzungsanfälligkeit
gewährleistet.
Eine weitere Folge der mechanischen Stabilität des Ventilkegels ist, dass
er bei einem Zerlegen der Rohrweiche bedenkenlos und auch von ungeschultem
Personal ein- oder ausgebaut werden kann, ohne dass dabei die Gefahr
besteht, dass etwa bei einem Anstoßen mit dem Ventilkegel an
andere, feste Bauteile sich der Ventilkegel wesentlich verbiegt
oder gar zerbricht. Dadurch ist der Ventilkegel der erfindungsgemäßen Rohrweiche
ohne besonderes Fachpersonal handhabbar, wodurch die Rohrweiche
ebenfalls einfach und schnell gereinigt werden kann.
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Eine
erfindungsgemäße Rohrweiche
für Fließgut, Schüttgut oder
Fallgut, also für
Fördergut, mit
einem vorzugsweise einen Materialeingang, einen ersten Materialausgang
und einen zweiten Materialausgang aufweisenden Gehäuse sowie
einem eine kegelstumpfförmige
Grundform aufweisenden und durch eine Welle angetriebenen Ventilkegel
zum Auswählen
eines Weiterleitens des Förderguts
von dem Materialeingang zum ersten Materialausgang oder zum zweiten
Materialausgang weist eine erste Öffnung in dem Gehäuse auf,
welche zum Aufnehmen des Ventilkegels dient. Dies bedeutet, dass
der Ventilkegel durch die erste Öffnung
des Gehäuses
in die Rohrweiche eingelegt und entsprechend wieder entnommen werden
kann. Ferner weist diese Rohrweiche eine der ersten Öffnung des
Gehäuses
gegenüberliegende
Anschlagfläche
mit einer zweiten Öffnung
auf, durch welche die Welle von der Außenseite des Gehäuses durchführbar ist.
Dabei ist die der ersten Öffnung
gegenüberliegende
Anschlagfläche
vorzugsweise parallel zu der ersten Öffnung. Jedenfalls ist der
Durchmesser der zweiten Öffnung
im Wesentlichen gleich dem Durchmesser der Welle. Das bedeutet,
dass zwischen der zweiten Öffnung des
Gehäuses
und der Welle praktisch kein großer Zwischenraum besteht, da
die Anschlagfläche
im Wesentlichen direkt an der Welle anschließt und die Anschlagfläche die
zweite Öffnung
aufweist. Selbstverständlich
beeinträchtigt
die Größe der Anschlagfläche bzw.
der Durchmesser der zweiten Öffnung eine
Drehung der Welle nicht. Da die Anschlagfläche der ersten Öffnung gegenüberliegt
und die Mantelfläche
des Ventilkegels dicht mit dem Gehäuse abschließt, stößt der Ventilkegel
mit dem Teil seiner Deckfläche,
in welchen die Welle nicht mündet.
fast an die Anschlagfläche
an, wenn er in das Gehäuse der
Rohrweiche eingefügt
ist.
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Durch
die Anschlagfläche
des Gehäuses wird
verhindert, dass der ihr gegenüberliegende
Teil der Deckfläche
des Ventilkegels frei liegt oder einen Zwischenraum zu weiteren
Bauteilen aufweist. Das direkte Aufeinandertreffen der Anschlagfläche mit dem
besagten Teil der Deckfläche
des Ventilkegels schützt
diesen Teil der Deckfläche
somit vor Verschmutzungen. Überdies
erhöht
sich die Stabilität des
Ventilkegels innerhalb des Gehäuses.
Die Dichtigkeit ist aufgrund des direkten Anschlags der Mantelfläche des
Ventilkegels an das Gehäuse
und einer Dichtung zwischen Welle und Gehäuse gewährleistet. Durch diesen Aufbau
verringert sich die verschmutzungsanfällige Fläche des Ventilkegels, und die
erhöhte
Stabilität
des Ventilkegels innerhalb des Gehäuses bewirkt eine weitere Steigung
der Dichtigkeit der gesamten Rohrweiche, da sich der Ventilkegel
im Wesentlichen nicht deformieren kann, was eine Undichtigkeit zur
Folge hätte.
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Hinsichtlich
der Dichtigkeit bzw. der Sauberkeit der Rohrweiche ist es von Bedeutung,
dass die Mantelfläche
des Ventilkegels dicht mit dem Gehäuse abschließt, die
Deckfläche
des Ventilkegels jedoch nicht direkt an das Gehäuse angrenzt. Dies hat den
Vorteil, dass bei einem Nachlassen der Dichtigkeit zwischen der
Mantelfläche
des Ventilkegels und dem Gehäuse
der Ventilkegel noch weiter in das Gehäuse hinein gedrückt oder
gepresst werden kann. Daraus folgt eine erneute Dichtigkeit des
eingesetzten Ventilkegels mit dem Gehäuse. Zudem bietet ein entsprechender
Spalt zwischen der Deckfläche
des Ventilkegels und dem Gehäuse
die Möglichkeit
einer einfachen Reinigung dieses Bereiches, beispielsweise wenn
lediglich die Welle entfernt, der Ventilkegel jedoch nicht aus dem
Gehäuse
entnommen wird. Das Eindrücken
bzw. Einpressen des Kegels in das Gehäuse wird durch dessen Formgebung
mit den Aussparungen ermöglicht.
Durch diese Formgebung wird ein Verbiegen des Kegels verhindert,
so dass für diesen
ein Material gewählt
werden kann, das in Folge seiner etwas elastischen und duktilen
Eigenschaften eine sichere Abdichtung mit dem Gehäuse auf der
Mantelfläche
gewährleistet.
Das Material sollte jedoch auf jeden Fall auf dem Gehäuse, also
vorzugsweise Metall, gut gleitfähig
und selbstverständlich
lebensmittelecht sein.
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Eine
erfindungsgemäße Rohrweiche
ist in dem Gehäuse
lösbar
einsetzbar. Dabei sind insbesondere keine Hilfsmittel nötig. Das
bedeutet, dass das Einsetzen oder das Entfernen des Ventilkegels auf
einfache Weise von einer Person mit bloßen Händen durchgeführt werden
kann, wobei keine Werkzeuge und keine besondere Fachkenntnis nötig sind.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform weist
die Rohrweiche einen Deckel zum drehbaren Halten des Ventilkegels
in dem Gehäuse
auf. Der Deckel kann einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein und
ist vorzugsweise auf das Gehäuse
aufschraubbar, sodass der Ventilkegel im Innern des Gehäuses festgehalten
wird. Vorzugsweise besteht der Deckel aus zwei Teilen. Dabei bleibt
der Ventilkegel jedoch stets drehbar. Darüber hinaus dient der Deckel
zum hilfsmittelfreien Ein- und
Ausbau des Ventilkegels in das Gehäuse bzw. aus dem Gehäuse heraus.
Im Gegensatz zu einem verschlossenen Gehäuse, in welchem sich ein Ventilkegel
befindet, ist durch den Deckel gewährleistet, dass das Gehäuse geöffnet und der
Ventilkegel entnommen werden kann. Dazu ist der Deckel auf einfache
Weise mit bloßen
Händen oder
mithilfe eines einfachen Werkzeugs, wie etwa einen Hackenschlüssel, von
einer Person entfernbar, sodass der Ventilkegel zugänglich ist.
Eine zwei- oder mehrteilige Konstruktion des Deckels, wobei der Deckel
in seine Einzelteile zerlegbar ist, kann ein einfaches Entfernen
des Deckels begünstigen,
indem etwa die Einzelteile des Deckels jeweils kleiner und leichter
sind als der gesamte mehrteilige Deckel.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Rohrweiche besteht der Ventilkegel aus einem Kunststoff. Insbesondere
weist der Ventilkegel aufgrund seiner Formstabilität keinen
zusätzlichen
Kern aus einem festen Material auf.
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Vorteilhafterweise
besteht der Ventilkegel der Rohrweiche aus Polyoxymethylen, Polytetrafluorethylen,
Polycarbonat oder einem weiteren lebensmittelechten Kunststoff.
Der Ventilkegel kann aber auch aus einem Metall oder aus Keramik
bestehen. Auf die Gleitfähigkeit
zwischen dem Gehäuse
und dem Kegel wurde bereits hingewiesen.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Rohrweiche weist der Ventilkegel an der Deckfläche seiner
Grundform eine Metallplatte mit einer Einkopplungsöffnung zum
Einkoppeln der Welle auf. Die Metallplatte kann dabei eine kreisrunde
oder mehreckige Form haben und beispielsweise mit Schrauben an dem übrigen Ventilkegel
befestigt sein. Vorteilhafterweise schließt die Metallplatte mit der
Deckfläche des
Ventilkegels ab, sodass die Metallplatte nicht über die Grundform des Ventilkegels
hinaus ragt. Da die Welle in die Einkopplungsöffnung der Metallplatte einkoppelbar
ist, ragt somit aus der Grundform des Ventilkegels bzw. aus der
Metallplatte kein Bauteil heraus, wie es herkömmlicherweise zum Einkoppeln von
Wellen notwendig sein kann. Dies hat zur Folge, dass bei einem Einsetzen
des Ventilkegels in das Gehäuse
sowie bei einer Entnahme des Ventilkegels keine aus der Grundform
des Ventilkegels herausragenden Bauteile, insbesondere keine Metallteile,
mit dem Gehäuse
oder anderen Teilen der Rohrweiche in Berührung kommen können. Derartige
Berührungen oder
Anschläge
können
die Rohrweiche beschädigen
oder Metallteile aus dem Rohrweichenmaterial herauslösen, was
höchst
unerwünscht
ist. Durch das Einlassen der Metallplatte mit der Einkopplungsöffnung in
die Grundform des Ventilkegels kann ein für den Ein- oder Ausbau eingesetzter
Benutzer das Gehäuse
somit selbst bei einer ungenauen Arbeit nicht beschädigen, da
der Ventilkegel nur mit seinen Kunststoffteilen in dem Gehäuse anschlagen
kann. Da das Gehäuse
in der Regel aus Edelstahl besteht, ist das Material des Ventilkegels
wesentlich weicher und kann dadurch keine Beschädigungen verursachen.
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Damit
keine Metallteile des Ventilkegels bei einem Ein- oder Ausbau des
Ventilkegels in das bzw. aus dem Gehäuse mit dem Gehäuse oder
anderen Teilen der Rohrweiche in Berührung kommen, erstreckt sich
die Metallplatte vorzugsweise bis vor einen Rand der Deckfläche. Das
bedeutet, dass der Rand der Deckfläche der zylinderförmigen Grundform
des Ventilkegels die Metallplatte nicht aufweist und nur aus Kunststoff
besteht, sodass, selbst wenn bei einem Einlegen oder einer Entnahme
des Ventilkegels der Rand der Deckfläche der Grundform des Ventilkegels
in dem Gehäuse
anschlägt,
keine Beschädigungen
auftreten.
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Das
Grundmaterial des Ventilkegels ist dabei vorteilhafterweise elastisch
bzw. plastisch, sodass der Kegel sich selbst bei einem ungewünschten
Anschlagen im Gehäuse
bei einer Montage nicht verformt und somit stets eine Dichtigkeit
der Rohrweiche bei eingelegtem Ventil gewährleistet ist. Der Ventilkegel
ist stets in das Gehäuse
dicht abschließend
einsetzbar, sodass ein Weg des Förderguts
durch die Rohrweiche nur durch zwei der Aussparungen des Ventilkegels
hindurch verläuft.
Diese zwei Aussparungen des Ventilkegels entsprechen dem Materialeingang
des Gehäuses
sowie einem der beiden Materialausgänge des Gehäuses. Ist durch den Ventilkegel
ausgewählt,
dass das Fließgut,
Schüttgut bzw.
Fallgut von dem Materialeingang zum ersten Materialausgang weitergeleitet
werden soll, strömt dieses
Fördergut
von dem Materialeingang des Gehäuses
in eine erste Aussparung hinein und kann nicht durch eine zweite
Aussparung herausströmen, da
deren Öffnung
von dem Gehäuse
dicht verschlossen ist. Jedoch kann das Fördergut durch eine dritte Aussparung
zum ersten Materialausgang fließen,
um durch diesen die Rohrweiche zu verlassen. Soll das Fördergut
von dem Materialeingang des Gehäuses aber
zum zweiten Materialausgang geleitet werden, wird der Ventilkegel
gedreht, sodass sich auch die Aussparungen darin entsprechend verstellen.
Dann kann beispielsweise das Fördergut
durch den Materialeingang des Gehäuses nur in die zweite Aussparung
des Ventilkegels eindringen, jedoch nicht mehr durch die dritte
Aussparung aus dem Ventilkegel austreten, da dessen Öffnung nun
mit dem Gehäuse
bedeckt ist. Allerdings kann nun das Fördergut durch die erste Aussparung
aus dem Ventilkegel austreten, da deren Öffnung in den zweiten Materialausgang des
Gehäuses
mündet.
Somit kann das Fördergut durch
den Materialeingang des Gehäuses
in die Rohrweiche eindringen und durch den zweiten Materialausgang
aus der Rohrweiche austreten. Dabei bewirkt die vollständige Dichtigkeit
des Ventilkegels mit dem Gehäuse,
das heißt
genauer gesagt mit dem Gehäusematerial
eines Teils des Gehäuses,
welches keinen Materialein- oder – ausgang aufweist, dass das
gesamte Fördergut,
welches zum Materialeingang eintritt, auch vollständig aus
einem der beiden Materialausgänge
austritt und im Wesentlichen keine Spuren des Förderguts in der Rohrweiche
verbleiben. Das bedeutet insbesondere, dass auch breiartige Massen
und sogar Flüssigkeiten
durch die Rohrweiche hindurch befördert werden können. Dabei spielt
es keine Rolle, ob die Flüssigkeit
mit Hilfe der Schwerkraft durch die Rohrweiche hindurchfallen soll,
oder mit Hochdruck bzw. Unterdruck in einem Rohrsystem mit der Rohrweiche
bewegt wird, da die Dichtigkeit der Rohrweiche stets gewährleistet
ist.
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Diese
und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend
anhand von Beispielen unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
schematisch dargestellte Rohrweiche gemäß der Erfindung in einer ersten
Stellung;
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2 die
Rohrweiche von 1 in einer zweiten Stellung;
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3 den
Ventilkegel der erfindungsgemäßen Rohrweiche
in perspektivischer Darstellung; und
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4 die
erfindungsgemäße Rohrweiche
in Einzelheiten.
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1 zeigt
eine Skizze einer Rohrweiche 1 für Fließgut, Schüttgut oder Fallgut. Diese Güter werden
hierin – wie
bereits oben angegeben – zusammenfassend
als Fördergut
bezeichnet. Die Rohrweiche 1 weist ein Gehäuse 2 auf,
welches einen Materialeingang 3 sowie einen ersten Materialausgang 4 und
einen zweiten Materialausgang 5 aufweist. Durch den Materialeingang
kann Fördergut
in die Rohrweiche eindringen, wobei es entweder aus dem ersten Materialausgang 4 oder
aus dem zweiten Materialausgang 5 die Rohrweiche verlässt. Zum
Auswählen
des Weges des Förderguts
von dem Materialeingang 3 zum ersten Materialausgang 4 oder
zum zweiten Materialausgang 5 weist die Rohrweiche im Inneren
des Gehäuses 2 einen
Ventilkegel 6 auf, welcher eine kegelstumpfförmige Grundform
hat.
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Der
Ventilkegel 6 ist in dem Gehäuse 2 der Rohrweiche 1 drehbar
gelagert und kann durch eine Welle angetrieben werden. Die Drehrichtung
hierbei ist eine Drehrichtung um eine Rotationsachse, welche in 1 senkrecht
zur Zeichenebene ist und durch das Zentrum bzw. die Mittelachse
des Ventilkegels verläuft.
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Der
Ventilkegel 6 weist eine erste Aussparung 7, eine
zweite Aussparung 8 sowie eine dritte Aussparung 9 auf,
die im Wesentlichen zylinderförmig
sind und von der äußeren Mantelfläche der
zylinderstumpfförmigen
Grundform des Ventilkegels 6 in das Innere der Grundform
verlaufen. Die drei Aussparungen 7, 8, 9 verlaufen
dabei jeweils von einer anderen Stelle der äußeren Mantelfläche zur
Rotationsachse hin und sind im Inneren der Grundform des Ventilkegels 6 miteinander
ver bunden. Dabei ist aber jede Aussparung in ihrem Öffnungsbereich,
also in ihrem an das Gehäuse 2 angrenzenden
Bereich der Aussparungen, an der Mantelfläche von der Grundform umgeben.
Dies ist durch die beiden Stege 10, 11 des Ventilkegels 6 schematisch
gezeigt.
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Da
der Ventilkegel 6 im Inneren der Rohrweiche 1 drehbar
gelagert ist, kann durch ein entsprechendes Antreiben durch eine
mit dem Ventilkegel 6 verbundene Welle der Weg eines Weiterleitens
des Förderguts
ausgewählt
werden. In dem in 1 gezeigten Fall kann das Fördergut
durch den Materialeingang 3 in die Rohrweiche eindringen
und in die Aussparung 7 des Ventilkegels 6 in
das Innere des Ventilkegels fließen, jedoch anschließend nicht
durch die Öffnung
der Aussparung 8 aus der Rohrweiche 1 austreten,
da diese Öffnung
durch das Gehäuse 2 versperrt
ist. Das Versperren erfolgt dabei mit einer so hohen Dichtigkeit,
dass keinerlei Fördergut
zwischen den Ventilkegel 6 und das Gehäuse 2 dringen kann.
Allerdings kann das Fördergut
aus dem Inneren des Ventilkegels 6 durch die dritte Aussparung 9 bzw.
durch deren Öffnungsbereich
zu dem Gehäuse hin
in den ersten Materialausgang 4 fließen, aus welchem das Fördergut
die Rohrweiche 1 verlassen kann. Aus dem zweiten Materialausgang 5 kann
bei dieser Stellung des Ventilkegels 6 das Fördergut
nur von dem Materialeingang 3 zum ersten Materialausgang 4,
nicht jedoch zum zweiten Materialausgang 5 geleitet werden.
Das gesamte Fördergut,
welches in die Rohrweiche 1 eindringt, verlässt diese
aus dem ersten Materialausgang 4.
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2 zeigt
eine Skizze der Rohrweiche 1 von 1, wobei
allerdings der Ventilkegel 6 durch eine Antriebswelle in
eine andere Position gedreht ist. In dieser Position kann ein Fördergut
selbstverständlich
noch immer durch den Materialeingang 3 des Gehäuses 2 der
Rohrweiche 1 eindringen, es dringt jedoch nicht mehr durch
die erste Aussparung 7 sondern nunmehr durch die zweite
Aussparung 8 in den Ventilkegel 6 ein. Das in
das Innere des Ventilkegels 6 eingedrungene Fördergut
kann die Rohrweiche 1 nun nicht mehr aus dem ersten Materialausgang 4 verlassen,
da kein Durchgang zwischen dem Ventilkegel 6 und dem ersten
Materialausgang 4 besteht. Ein Verlassen des Förderguts
aus dem Ventilkegel 6 durch die dritte Aussparung 9 ist
auch nicht möglich,
da das Gehäuse 2 den
entsprechenden Ausgang versperrt. Allerdings kann das in das Innere des
Ventilkegels 6 eingedrungene Fördergut durch die erste Aussparung 7 bzw.
durch deren Öffnungsbereich
zum zweiten Materialausgang 5 fließen, da hier eine entsprechende
Verbindung besteht.
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3 zeigt
eine Skizze des Ventilkegels 6 in einer Perspektivansicht.
Dabei sind die bereits beschriebenen Aussparungen 7, 8, 9 gezeigt,
welche im Inneren des Ventilkegels 6 miteinander verbunden sind.
Dabei bestehen Stege 10, 11, da die Aussparungen 7, 8, 9 in
ihren Öffnungsbereich
zu einem den Ventilkegel 6 umgebenden Gehäuse bzw.
zum Außeren
des Ventilkegels 6 hin an der Mantelfläche des Ventilkegels 6 von
seiner Grundform umgeben sind. Dies bedeutet also, wie in der 3 dargestellt,
dass die Öffnungsbereiche
der Aussparungen 7, 8, 9 an der Mantelfläche bzw.
an ihren Öffnungsbereichen, sondern
nur im Inneren des Ventilkegels 6 miteinander verbunden
sind.
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Weiter
ist gezeigt, dass der Ventilkegel 6 an seiner Deckfläche 12,
also an der Deckfläche
seiner kegelstumpfförmigen
Grundform, eine Metallplatte 13 mit einer Einkopplungsöffnung 14 zum
Einkoppeln einer Welle aufweist. Dabei schließt die Metallplatte 13 mit
der Deckfläche 12 des
Ventilkegels 6 ab, sodass die Metallplatte 13 nicht
aus der Deckfläche 12 herausragt.
Außerdem
erstreckt sich die Metallplatte 13 nicht bis zu einem Rand 15 der
Deckfläche 12.
Auf diese Weise kann bei einem Hantieren des Ventilkegels 6 weder
ein Teil der Metallplatte 13 am Rand 15 mit anderen
Bauteilen in Berührung
kommen, noch kann ein herausragendes metallisches Element über die
Deckfläche 12 hinaus
mit andere Bauteilen kontaktieren. Vielmehr kommt bei einem Anstoßen des verjüngten Teils
des Ventilkegels 6 nur das Grundmaterial des Ventilkegels 6 mit
anderen Bauteilen in Berührung.
In der Rohrweiche 1 aus 3 besteht
das Grundmaterial des Ventilkegels 6, also seine Grundform
mit Ausnahme der Aussparungen 7, 8, 9 sowie der
Metallplatte 13 und der Einkopplungsöffnung 14 aus dem
lebensmittelechten Kunststoff Polyoxymethylen.
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Wie
eingangs erläutert
wurde, sind auch andere Gestaltungen des Ventilkegels 6 mit
mehr oder weniger als drei Aussparungen möglich.
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4 zeigt
eine Schnittdarstellung der Rohrweiche 1 für Fließgut, Schüttgut oder
Fallgut mit dem Gehäuse 2,
und dem ersten Materialausgang 4. In dem Gehäuse 2 ist
der Ventilkegel 6 mit den drei im Inneren des Ventilkegels 6 verbundenen
Aussparungen 7, 8, 9 drehbar gelagert.
Der Ventilkegel 6 besitzt eine kegelstumpfförmige Grundform
und weist an seiner Deckfläche 12 die
Metallplatte 13 auf. Die Metallplatte 13 weist
eine Einkopplungsöffnung
zum Einkoppeln einer Welle 16 auf, welche den Ventilkegel 6 antreiben
kann. Der Ventilkegel 6 wird in dem Gehäuse 2 durch den – hier zweiteilig
ausgeführten – Deckel 17a, 17b drehbar
gehalten. Der Deckel 17a, 17b weist eine Durchführungsöffnung für einen
Stift 18 auf, an dessen äußerem Ende ein Handgriff 19 angeordnet
ist. Der Stift 18 ist mit dem Ventilkegel 6 verbindbar,
sodass er sich entsprechend der Rotation des Ventilkegels 6 dreht.
Dementsprechend dreht sich auch der Handgriff 19 mit und
kann so eine Position des Ventilkegels 6 in dem Gehäuse 2 nach
außen
sichtbar machen. Der Deckel kann auch einteilig ausgeführt sein,
so dass beispielsweise die Elemente 17a und 17b eine
Einheit bilden.
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Das
Gehäuse 2 weist
für die
Durchführung der
Welle 16 zur Einkopplungsöffnung der Metallplatte 13 eine
entsprechende Öffnung
auf. Die Öffnung des
Gehäuses 2 auf
der Seite des Deckels 17a, 17b wird als erste Öffnung bezeichnet,
während
die oben beschriebene Öffnung
zum Durchführen
der Welle 16 als zweite Öffnung bezeichnet wird. Diese
zweite Öffnung
ist in einer Anschlagfläche 20 angeordnet,
welche der ersten Öffnung
gegenüber
liegt. Wird der Ventilkegel 6 bei einem entfernten Deckel 17a, 17b in das
Gehäuse 2 eingepasst,
stößt der Ventilkegel 6 mit
seiner Mantelfläche 21 am
Gehäuse 2 an,
so dass zwischen seiner Deckfläche 12 und
einem Bereich der Anschlagfläche 20,
in welchem sich nicht die zweite Öffnung befindet, ein dünner Spalt 22 vorliegt.
Es besteht hierbei eine Dichtigkeit zwischen der Mantelfläche 21 des
Ventilkegels 6 und dem Gehäuse 2. Außerdem befindet
sich zwischen der Welle 16 und dem Gehäuse 2 eine Dichtung 23.
Damit ist selbst bei einem Rotieren des Ventilkegels 6 eine hohe
Dichtigkeit gewährleistet.
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Da
der Durchmesser der zweiten Öffnung
im Wesentlichen dem Durchmesser der Welle 16 entspricht,
jedenfalls aber nur in soweit größer ist
als die Welle 16, damit eine Rotation der Welle 16 möglich ist,
können
im Wesentlichen keine Verschmutzungen von außerhalb des Gehäuses 2 an
bzw. in den Ventilkegel 6 gelangen. Wird der Ventilkegel 6 bei
geöffnetem
Deckel 17a, 17b aus dem Gehäuse 2 entnommen, um
beispielsweise das Innere des Gehäuses 2 mitsamt dem
Materialeingang 3, dem ersten Materialausgang 4 und
dem zweiten Materialausgang zu reinigen, besteht bei dieser Ausführungsform
der Rohrweiche 1 nur eine verschwindend geringe Gefahr,
dass Verschmutzungen, welche zwischen dem Gehäuse 2 und der Welle 16 an
die Metallplatte 13 des Ventilkörpers 6 gelangen konnten,
bei einem Herausziehen des Ventilkörpers 6 in einer Richtung
von der Anschlagfläche 20 zur
ersten Öffnung
im Gehäuse 2 in
das Innere des Gehäuses 2 gelangen.
Aufgrund der Dichtigkeit zwischen dem Gehäuse 2 und der Mantelfläche 21 des
Ventilkegels 6 ist die Deckfläche 12 des Ventilkegels 6 im
Wesentlichen frei von jeglichen Verschmutzungen.
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Eine
derartige Ausführungsform,
wie in 4 gezeigt, vereint die beiden Aspekte zum Lösen der
zugrundeliegenden Aufgabe gemäß der erfindungsgemäßen Rohr weiche 1 mit
dem Ventilkegel 6 bzw. mit dem Gehäuse 2 mit der Anschlagfläche 20, wodurch
eine äußerst hygienische,
verschmutzungsarme sowie wenig verschmutzungsanfällige Rohrweiche 1 vorliegt,
die dabei sehr einfach zu zerlegen und zu montieren ist, wie dies
für eine
einfache und schnelle Reinigung vorteilhaft ist.
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Das
Abschrauben des Deckels 17a, 17b ist ein einfacher
Vorgang, welcher von einer Arbeitskraft, welche dafür nicht
besonders geschult sein muss, auf einfache Weise und sehr schnell
vorgenommen werden kann. Zum Reinigen der Rohrweiche 1 ist
im Folgenden lediglich der Ventilkörper 6 zu entnehmen
und dieser sowie das Innere des Gehäuses 2 können durch
eine hohe Zugänglichkeit
sehr einfach gereinigt werden. Ebenso einfach ist ein Wiederzusammenfügen der
Rohrweiche 1 durch ein einfaches Wiedereinsetzen des Ventilkegels 6 in
das Gehäuse 2,
wobei die kegelstumpfförmige
Grundform des Ventilkegels 6 nur ein korrektes Einpassen des
Ventilkegels 6 in das Gehäuse 2 zulässt. Anschließend wird
lediglich der Deckel 17a, 17b auf das Gehäuse 2 geschraubt,
und der Ventilkegel 6 ist wieder drehbar in dem Gehäuse 2 gelagert.
Die Welle 16 kann entweder anschließend in die Einkopplungsöffnung der
Metallplatte 13 eingekoppelt werden oder befindet sich
zu jeder Zeit in derselben Position. Hierbei ermöglicht wiederum die kegelstumpfförmige Grundform
des Ventilkegels 6, dass auch die Einkopplungsöffnung der
Metallplatte 13 genau mit der Welle 16 einkoppelt.
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Der
zur Anzeige der Drehposition dienende Handgriff 19 an dem
Stift 18 kann bei einem Herausnehmen bzw. Einfügen des
Ventilkegels 6 in das Gehäuse 2 als Griff verwendet
werden, da der Stift 18 mit dem Ventilkegel 6 verbindbar
ist.