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Die Erfindung betrifft eine Wasserweiche zur Verteilung von Fluid innerhalb eines wasserführenden Reinigungs- und/oder Desinfektionsgeräts, mit einem Gehäuse, das einen einen Volumenraum bereitstellenden Gehäusekörper und einen Gehäusedeckel aufweist, mit einem in den Volumenraum einmündenden Fluideinlass und mehreren vom Gehäusedeckel bereitgestellten Fluidauslässen sowie mit einer relativ zum Gehäusedeckel verdrehbar innerhalb des Volumenraums angeordneten und mit den Fluidauslässen des Gehäusedeckels zusammenwirkenden Verteilscheibe, sowie ferner mit einer Antriebseinrichtung zum Antrieb der Verteilscheibe.
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Wasserweichen als solche sowie mit Wasserweichen ausgerüstete Reinigungs- und/oder Desinfektionsgeräte sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Dabei dienen Wasserweichen typischerweise dazu, innerhalb eines wasserführenden Reinigungs- und/oder Desinfektionsgerätes Spülflotte zu verteilen, beispielsweise auf voneinander unabhängig betreibbare Abgabestellen einer Sprüheinrichtung.
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Reinigungs- und/oder Desinfektionsgeräte der vorbekannten Art verfügen über einen einen Spülraum bereitstellenden Spülbehälter. Im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall dient der Spülraum der Aufnahme von zu reinigendem Spülgut. Zur Beaufschlagung des zu reinigendem Spülguts mit Spülflotte dient eine innerhalb des Sprühbehälters angeordnete Sprüheinrichtung. Gemäß einer gängigen Ausführungsform weist eine solche Sprüheinrichtung mehrere verdrehbar innerhalb des Sprühraums angeordnete Sprüharme auf.
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Zur Beschickung der Sprüharme der Sprüheinrichtung mit Spülflotte kommt beispielsweise eine Wasserweiche zum Einsatz. Je nach Stellung der Wasserweiche wird wechselweise zumindest einer der Sprüharme der Sprüheinrichtung mit Spülflotte beschickt. Auf diese Weise ist es möglich, über die Stellung der Wasserweiche einzustellen, welche Sprüharme der Sprüheinrichtung wie lange mit Spülflotte beschickt werden.
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Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Wasserweichenkonstruktionen bekannt. Bei einer gattungsgemäßen Wasserweiche handelt es sich um eine sogenannte „Revolverbauform“. Diese verfügt über einen Fluidauslässe bereitstellenden Gehäusedeckel einerseits sowie über eine relativ hierzu verdrehbar angeordnete Verteilscheibe andererseits. Die Verteilscheibe wird auch als „Revolverscheibe“ bezeichnet und stellt eine Verteilöffnung bereit. Diese Verteilöffnung wirkt wahlweise mit einem von dem Gehäusedeckel bereitgestellten Fluidauslass zusammen. Durch ein Verdrehen der Verteilscheibe relativ zum Gehäusedeckel ist es gestattet, je nach Stellung der Verteilscheibe in Relation zum Gehäusedeckel die Verteilöffnung wahlweise in Überdeckung mit einer der Fluidauslässe des Gehäusedeckels zu bringen. Auf diese Weise findet eine Fluidverteilung wahlweise auf einen der Fluidauslässe statt.
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Obgleich sich die vorbeschriebene Bauform einer Wasserweiche im alltäglichen Praxiseinsatz bewährt hat, besteht Verbesserungsbedarf, insbesondere hinsichtlich eines erweiterten Funktionsbereichs. Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, eine Wasserweiche der eingangs genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass ein erweiterter Verwendungsbereich und/oder verbesserte Einsatzmöglichkeiten geschaffen sind.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass die Verteilscheibe relativ zum Gehäusedeckel axial verschieblich innerhalb des Volumenraums angeordnet ist.
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Die erfindungsgemäße Wasserweiche verfügt mithin über eine Verteilscheibe, die nicht nur relativ verdrehbar sondern darüber hinaus auch axial verschieblich zum Gehäusedeckel angeordnet ist. Die Verteilscheibe kann mithin in axialer Richtung relativ zum Gehäusedeckel verfahren werden, wobei sie je nach axialer Stellung relativ zum Gehäusedeckel entweder an diesem anliegt oder unter Belassung eines Spaltraums von diesem beabstandet ist.
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Die axiale Verschieblichkeit der Verteilscheibe erbringt im Wesentlichen zwei Vorteile. So kann der im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall auftretende Verschleiß durch Reibung minimiert werden, indem die Verteilscheibe vor einer Verdrehbewegung zunächst axial verschoben, das heißt vom Gehäusedeckel getrennt wird. Eine Verdrehbewegung der Verteilscheibe findet mithin erst dann statt, wenn die Verteilscheibe und der Gehäusedeckel nicht mehr aneinander liegen. Dies bedingt in vorteilhafter Weise eine Minimierung des auch im bestimmungsgemäßen Betrieb nicht zu vermeidenden Reibverschleißes, was sich positiv auf die Dauerfestigkeit, Dichtigkeit und Lebensdauer der Wasserweiche auswirkt.
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Von Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist darüber hinaus, dass eine gleichzeitige Beschickung sämtlicher Fluidauslässe möglich ist. Bei an dem Gehäusedeckel anliegender Verteilscheibe ist je nach Stellung der Verteilscheibe eine wahlweise Beschickung einer der vom Gehäusedeckel bereitgestellten Fluidauslässe möglich. Infolge eines axialen Verfahrens der Verteilscheibe relativ gegenüber dem Gehäusedeckel bildet sich ein zum Volumenraum des Gehäuses offener Spaltraum zwischen Verteilscheibe einerseits und Gehäusedeckel andererseits aus. In dieser Stellung der Verteilscheibe sind gleichzeitig sämtliche Fluidauslässe an den Volumenraum strömungstechnisch angekoppelt, so dass eine gleichzeitige Beschickung der Fluidauslässe mit Fluid stattfinden kann. Die erfindungsgemäße Konstruktion gestattet es mithin, zwischen einer gleichzeitigen Beschickung sämtlicher Auslässe und der wahlweisen Beschickung nur eines Auslasses zu unterscheiden. Im Unterschied zum Stand der Technik sind so erweiterte Einstellmöglichkeiten und mithin ein erweitertes Anwendungsspektrum geschaffen.
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Die wahlweise Beschickung nur eines Fluidauslasses findet beispielsweise während eines Reinigungsprozesses statt. In diesem Fall findet eine Beaufschlagung mit Reinigungsflüssigkeit statt. Es kann so zielgerichtet der Volumenstrom an Reinigungsflüssigkeit mit Bezug auf den jeweils beaufschlagten Fluidauslass eingestellt werden. Eine gleichzeitige Beaufschlagung sämtlicher Fluidauslässe kann beispielsweise in einem Trocknungsprozess sinnvoll sein, wenn mit Druckluft gearbeitet und ein gleichzeitiges Beaufschlagen aller Fluidauslässe mit Druckluft erfolgen soll.
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Es ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass die Fluidauslässe voneinander gleich beabstandet, das heißt voneinander äquidistant auf einem Kreis um die Verdrehachse der Verteilscheibe angeordnet sind. Es können beispielsweise sechs solcher Fluidauslässe vorgesehen sein. Die Verteilscheibe verfügt indes ihrerseits nur über eine Verteilöffnung, die wahlweise je nach Verdrehstellung der Verteilscheibe relativ zum Gehäusedeckel mit einem der Fluidauslässe in Überdeckung steht.
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In einer bestimmungsgemäßen Ausgangskonstellation liegt die Verteilscheibe am Gehäusedeckel an. Einer der Fluidauslässe fluchtet mit der von der Verteilscheibe bereitgestellten Verteilöffnung. Die übrigen Fluidauslässe sind infolge des Anliegens der Verteilscheibe an dem Gehäusedeckel abgedeckt. Im Falle der Fluidbeaufschlagung der Wasserweiche wird die Verteilscheibe aufgrund des innerhalb des Volumenraums der Wasserweiche herrschenden Fluiddrucks gegen den Gehäusedeckel gepresst. Dies erbringt ein abdichtendes Anliegen der Verteilscheibe am Gehäusedeckel, womit konstruktionsbedingt sichergestellt ist, dass ein Fluidabfluss ausschließlich über den in dieser Stellung der Verteilscheibe der Verteilöffnung zugeordneten Fluidauslass stattfindet. Alle übrigen Fluidauslässe sind durch die angepresste Verteilscheibe abgedichtet.
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Es ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung einen Motor aufweist, der im Rechtslauf sowie im Linkslauf betreibbar ist. Bei dem Motor handelt es sich bevorzugterweise um einen Gleichstrommotor. Die Ausgestaltung als Rechts- und Linkslaufmotor erbringt den Vorteil, dass mit nur einem Motor sowohl eine Verdrehbewegung als auch eine axiale Verfahrbewegung realisierbar sind.
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Die Antriebseinrichtung verfügt desweiteren über eine Welle, die den Motor antriebstechnisch mit der Verteilscheibe koppelt. Dabei ist die Verteilscheibe endseitig verdrehfest an der Welle angeordnet.
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Die Welle ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zweiteilig ausgebildet. Sie verfügt über einen motorseitigen Teil einerseits und einen hierzu separaten verteilscheibenseitigen Teil andererseits. Dabei sind im endmontierten Zustand die beiden Wellenteile unter Zwischenanordnung einer Hülse miteinander verbunden. Im bestimmungsgemäßen Verwendungsfalls kann mithin eine Kraftübertragung vom motorseitigen Teil der Welle auf die daran angeordnete Hülse und von dort aus auf den verteilscheibenseitigen Teil der Welle stattfinden, welcher Teil der Welle endseitig die Verteilscheibe verdrehfest trägt.
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Die Hülse ist verdrehbar am motorseitigen Teil der Welle angeordnet. Verteilscheibenseitig ist eine verdrehfeste Verbindung zwischen Hülse und Welle vorgesehen. Dabei ist die verdehbare Anordnung der Hülse am motorseitigen Teil der Welle bevorzugterweise dadurch realisiert, dass der motorseitige Teil der Welle einendseitig mit einem Außengewinde ausgerüstet ist, das in ein von der Hülse bereitgestelltes Innengewinde eingreift.
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Die vorbeschriebene Konstruktion bewirkt den Vorteil, dass mit nur einem Motor je nach Drehbewegungsrichtung entweder eine Verdrehbewegung oder eine axiale Verfahrbewegung der Verteilscheibe relativ zum Gehäusedeckel stattfindet. Liegt die Verteilscheibe am Gehäusedeckel an, so bewirkt eine Verdrehbewegung des Motors in Rechtsrichtung, dass die Hülse aufgrund ihres Gewindeeingriffs mit dem motorseitigen Teil der Welle axial auf den motorseitigen Teil der Welle wandert, womit sich ein axiales Verfahren der Verteilscheibe relativ gegenüber dem Gehäuse einstellt. Sobald die Hülse auf Anschlag axial verfahren ist, wird über die Hülse die über den motorseitigen Teil der Welle eingeleitete Drehbewegung auf den verteilscheibenseitigen Teil der Welle übertragen, infolgedessen es zu einer Verdrehbewegung der Verteilscheibe kommt. Sobald die Verteilscheibe in ihre wahlweise anzufahrende Position verbracht ist, erfolgt ein Umschalten der Drehbewegung des Motors, infolgedessen die Hülse auf dem motorseitigen Teil der Welle wieder zurück in ihre anfängliche Ausgangslage axial verbracht wird. Infolgedessen verfährt auch die Verteilscheibe axial, bis sie wieder innenseitig des Gehäusedeckels anliegt.
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Um bei einer Verdrehbewegung der Verteilscheibe die wunschgemäß anzufahrende Position der Verteilscheibe relativ gegenüber dem Gehäusedeckel zu erreichen, verfügt die Wasserweiche gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung über eine Positioniereinrichtung. Diese Positioniereinrichtung wirkt mit der Welle, vorzugsweise mit der die beiden Wellenteile miteinander koppelnden Hülse zusammen. Die Positionierhilfe ermöglicht ein getaktetes Verdrehen, das heißt es findet bei einer Verdrehbewegung ein Weiterdrehen der Verteilscheibe um einen solchen Winkel statt, dass der in Verdrehrichtung nächste Fluidauslass mit der Verteilöffnung der Verteilscheibe in Überdeckung kommt. Die Verteilscheibe kann mithin positionssicher je Verdrehbewegung um einen Auslassanschluss weiterverdreht werden.
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Zum Zwecke der Positionssicherung verfügt die Positioniereinrichtung gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung über Federelemente, die mit einer zumindest abschnittsweise polygonal ausgebildeten Außenkontur der Hülse zusammenwirken. In einer Ausgangsposition liegen die Federelemente an den Flächen der polygonalen Außenkontur der Hülse an. Infolge einer Verdrehbewegung arbeitet die Hülse mit ihrer polygonalen Außenkontur gegen die durch die Federelemente aufgebrachte Federkraft an. Es wird so ein gewisses Gegenmoment auf die Hülse ausgeübt. Erst mit Überschreiten dieses Gegenmoments durch das Motormoment erfolgt unter Einfederung der Federelemente eine Weiterverdrehung der Hülse. Sobald dies geschehen ist, federn die Federelemente ein und legen sich erneut an die von der polygonalen Außenkontur der Hülse bereitgestellten Flächen an. Auf diese Weise ist eine lagesichere Positionierung der Hülse und damit auch der Verteilscheibe in ihrer nunmehr um einen Takt weitergedrehten Verstellung erreicht.
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Um ein Weiterverdrehen um mehrere Takte auszuschließen wird mit der Erfindung desweiteren vorgeschlagen, dass die Positioniereinrichtung einen den Motor schaltenden Schalter aufweist. Dieser Schalter wirkt vorzugsweise mit einem der Federelemente der Positioniereinrichtung zusammen. Federt dieses Federelement infolge einer Verdrehbewegung aus, wird der damit zusammenwirkende Schalter betätigt, was zu einem sofortigen Ausschalten des Motors führt. Ein Weiterverdrehen der Hülse über diesen Takt hinaus ist damit sicher verhindert.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen
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1 in schematisch-perspektivischer Ansicht eine Wasserweiche nach der Erfindung;
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2 in schematischer Schnittdarstellung die Wasserweiche nach 1 in einer ersten Stellung;
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3 in schematischer Schnittdarstellung die Wasserweiche nach 1 in einer zweiten Stellung;
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4 in schematischer Schnittdarstellung die Wasserweiche nach 1 mit einer Verteilscheibe in einer ersten Stellung;
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5 in schematisch-perspektivischer Ansicht das Gehäuse der Wasserweiche nach 1 mit einer Positioniereinrichtung in erster Stellung;
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6 in schematischer Schnittdarstellung die Wasserweiche nach 1 mit einer Verteilscheibe in einer zweiten Stellung;
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7 in schematischer Schnittdarstellung die Wasserweiche nach 1 mit einer Verteilscheibe in einer dritten Stellung;
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8 in schematischer Schnittdarstellung die Wasserweiche nach 1 mit einer Verteilscheibe in einer vierten Stellung;
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9 in schematisch-perspektivischer Ansicht das Gehäuse der Wasserweiche nach 1 mit einer Positioniereinrichtung in zweiter Stellung;
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10 in einer Detailansicht ausschnittsweise das Gehäuse der Wasserweiche nach 9;
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11 in schematischer Schnittdarstellung die Wasserweiche nach 1 mit einer Verteilscheibe in einer fünften Stellung;
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12 in schematisch-perspektivischer Ansicht das Gehäuse der Wasserweiche nach 1 mit einer Positioniereinrichtung in erster Stellung und
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13 in schematischer Schnittdarstellung die Wasserweiche nach 1 mit einer Verteilscheibe in einer sechsten Stellung.
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1 lässt in schematisch-perspektivischer Darstellung die Wasserweiche 1 nach der Erfindung erkennen. Geschnittene Seitendarstellungen der Wasserweiche 1 sind in den 2 und 3 dargestellt, wobei 2 eine erste Stellung der Wasserweiche 1 und 3 eine zweite Stellung der Wasserweiche 1 zeigt.
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Die Wasserweiche 1 ist nach der sogenannten „Revolver“-Bauart ausgebildet und verfügt über ein Gehäuse 2, das einen einen Volumenraum 4 bereitstellenden Gehäusekörper 3 hat. Das Gehäuse 2 schließt mit einem Gehäusedeckel 5 ab. Dieser Gehäusedeckel 5 stellt eine Mehrzahl von Fluidauslässen 9 bereit, im gezeigten Ausführungsbeispiel nach 1 sechs solcher Fluidauslässe 9.
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Die Wasserweiche 1 verfügt desweiteren über eine innerhalb des Gehäuses 2 angeordnete Verteilscheibe 10. Diese ist relativ verdrehbar zum Gehäusedeckel 5 angeordnet, und zwar in Verdrehrichtung 15 um die Verdrehachse 28.
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Die Verteilscheibe 10 stellt eine Verteilöffnung 16 bereit, die je nach Verdrehstellung der Verteilscheibe 10 in Relation zum Gehäusedeckel 5 mit einem der vom Gehäusedeckel 5 bereitgestellten Fluidauslässe 9 in Überdeckung kommt.
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Die Wasserweiche 1 mündet mit ihren Fluidauslässen 9 direkt in einen von einem in den Figuren nicht näher dargestellten Reinigungs- und/oder Desinfektionsgerät bereitgestellten Spülraum ein. Konstruktiv ist dies dadurch erreicht, dass der Gehäusedeckel 5 innerhalb des Spülraums angeordnet und gegen den außerhalb des Spülraums angeordneten Gehäusekörper 3 gekontert ist. Unter Zwischenordnung einer Dichtung nehmen der Gehäusekörper 3 und der Gehäusedeckel 5 die zugehörige Spülraumwand 12 zwischen sich auf, wobei der Gehäusedeckel 5 mit einem gehäusekörperseitigen Fortsatz 13 eine in der Spülraumwand 12 ausgebildete Öffnung durchgreift, wie sich dies insbesondere aus den Schnittdarstellungen nach den 2 und 3 ergibt.
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Der vom Gehäusekörper 3 bereitgestellte Volumentraum 4 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel strömungstechnisch an einen ersten Fluideinlass 7 und einen zweiten Fluideinlass 8 angeschlossen, so dass über diese Anschlüsse 7 und 8 Fluid in den Volumenraum 4 einströmen kann.
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Die Wasserweiche 1 verfügt desweiteren über eine Antriebseinrichtung 11. Diese stellt unter anderem eine Welle 19 bereit, die einendseitig die Verteilscheibe 10 trägt. Mittels der Antriebseinrichtung 11 kann die Verteilscheibe 10 relativ zum Gehäusedeckel 5 verdreht werden. Der Antrieb wird mittels des Motors 18 der Antriebseinrichtung 11 besorgt, bei welchem Motor 18 es sich bevorzugterweise um einen Gleichstrommotor handelt, der sowohl im Rechtslauf als auch im Linkslauf betreibbar ist.
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Die Verteilscheibe 10 ist ferner in Axialrichtung 14 relativ verfahrbar zum Gehäusedeckel 5 ausgebildet. Diese axiale Verfahrbarkeit gestattet es, die Verteilscheibe 10 vom Gehäusedeckel 5 unter Ausbildung eines Spaltraums 17 abzuheben, wie dies der Darstellung insbesondere nach 3 entnommen werden kann. 2 zeigt indes eine Stellung der Verteilscheibe 10, gemäß welcher diese innenseitig des Gehäusedeckels 5 an diesem anliegt.
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Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Wasserweiche 1 ist die folgende. Über die Fluideinlässe 7 und 8 gelangt wahlweise ein Fluid in den vom Gehäuse 2 bereitgestellten Volumenraum 4. Dabei kann der erste Fluideinlass 7 an eine Zuführungsleitung für Spülflotte und der zweite Fluideinlass 8 an eine Zuführungsleitung für Druckluft angeschlossen sein. Bei einer gleichzeitigen Beaufschlagung der Wasserweiche 1 mit zwei Eingangsfluiden kommt es innerhalb des Volumenraums 4 zur Fluidmischung.
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Je nach Verdrehstellung der Verteilscheibe 10 in Relation zum Gehäusedeckel 5 findet eine Fluidabgabe wahlweise über einen der Fluidauslässe 9 statt. Zur Beschickung eines anderen Fluidauslasses 9 mit Fluid ist die Verteilscheibe 10 in Relation zum Gehäusedeckel 5 zu verdrehen, und zwar um einen solchen Winkel, dass die von der Verteilscheibe 10 bereitgestellte Verteilöffnung 16 mit dem entsprechenden Fluidauslass 9 in Überdeckung gelangt. Diese Verdrehbewegung kann zur sicheren Positionsfindung getaktet ausgeführt werden, wie dies im Weiteren noch näher beschrieben werden wird.
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Bei am Gehäusedeckel 5 anliegender Verteilscheibe 10 findet mithin eine ausschließliche Beschickung nur eines der Fluidauslässe 9 statt. Dabei sorgt der innerhalb des Volumenraums 4 herrschende Fluiddruck dafür, dass die Verteilscheibe 10 dichtend am Gehäusedeckel 5 anliegt, womit ein ausschließlicher Fluidabfluss über die in Überdeckung stehende Verteilöffnung 16 mit dem zugehörigen Fluidauslass 9 erfolgt. Dies ist in 2 exemplarisch anhand des Pfeils 29 eingezeichnet,
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Die Verteilscheibe 10 kann in Relation zum Gehäusedeckel 5 in axialer Richtung 14 verfahren werden, und zwar ausgehend von der Stellung nach 2 mit Bezug auf die Bildebene nach 3 nach links. In dieser axial verschobenen Stellung liegt die Verteilscheibe nicht mehr an dem Gehäusedeckel 5 an, es ist vielmehr ein Spaltraum 17 zwischen Verteilscheibe 10 einerseits und Gehäusedeckel 5 andererseits ausgebildet. In dieser Stellung der Verteilscheibe 10 sind sämtliche Fluidauslässe 9 strömungstechnisch an den Volumenraum 4 der Wasserweiche 1 angeschlossen und zwar mit der Konsequenz, dass eine gleichzeitige Beschickung sämtlicher Fluidauslässe 9 mit Fluid erfolgt, wie dies beispielhaft anhand des Pfeils 30 in 3 eingezeichnet ist.
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Eine Beschickung sämtlicher Fluidauslässe 9 gemäß Stellung der Wasserweiche 1 nach 3 findet bevorzugterweise bei einer Beaufschlagung der Wasserweiche 1 ausschließlich mit Druckluft als Fluid statt. Eine Beschickung nur eines Fluidauslasses 9 gemäß der Stellung der Wasserweiche nach 2 findet indes bevorzugterweise dann statt, wenn entweder ausschließlich eine Beaufschlagung mit Spülflotte oder eine Beaufschlagung mit Spülflotte und Druckluft zwecks Fluidmischung erfolgt.
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Die weiteren 4 bis 13 lassen im Detail den konstruktiven Aufbau insbesondere der Antriebseinrichtung 11 erkennen, die im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall sowohl eine Verdrehbewegung der Verteilscheibe 10 in Verdrehrichtung 15 als auch eine Verfahrbewegung der Verteilscheibe 10 in Axialrichtung 14 besorgt.
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Wie insbesondere die Darstellung nach 4 erkennen lässt, ist die den Motor 18 der Antriebseinrichtung 11 mit der Verteilscheibe 10 verbindende Welle 19 zweiteilig ausgebildet. Sie verfügt über einen motorseitigen Teil 20 einerseits sowie über einen verteilscheibenseitigen Teil 21 andererseits. Dabei ist die Verteilscheibe 10 endseitige des verteilscheibenseitigen Teils 21 der Welle 19 verdrehfest angeordnet.
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Die beiden Teile 20 und 21 der Welle 19 sind mittels einer gemeinsamen Hülse 22 miteinander gekoppelt. Dabei ist die Hülse 22 verdrehbar am motorseitigen Teil 20 der Welle 19 angeordnet, zu welchem Zweck der motorseitige Teil 20 der Welle 19 über ein Außengewinde verfügt, das in ein von der Hülse 22 bereitgestelltes Innengewinde eingreift. Der verteilscheibenseitige Teil 21 der Welle 19 ist indes verdrehfest von der Hülse 22 aufgenommen, beispielsweise in diese eingeklebt. In der in 4 gezeigten Ausgangsstellung sind die beiden Teile 20 und 21 der Welle 19 hinsichtlich ihrer zugewandten Stirnflächen voneinander beabstandet, wobei der Spalt 31 beispielsweise vier Millimeter beträgt.
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Das schon vorbeschriebene getaktete Verdrehen der Verteilscheibe 10 erfolgt mittels einer Positioniereinrichtung 24, deren Aufbau sich insbesondere aus der schematisch-perspektivischen Darstellung nach 5 ergibt.
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Das Gehäuse 2 verfügt dem Gehäusedeckel gegenüberliegend über einen Flansch 6. Dieser Flansch 6 stellt eine Ausnehmung 32 bereit, die randseitig des Flansches 6 in drei Nuten 26 einmündet. Die Positioniereinrichtung 24 verfügt über drei Federelemente 25 in Form von Streifenelementen, wobei ein Federelement 25 jeweils endseitig in zwei benachbarte Nuten 26 eingesetzt ist. Es entsteht so eine in etwa dreieckförmige Ausrichtung der Federelemente 25, wie sich dies insbesondere aus der Darstellung nach 5 ergibt.
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Die Federelemente 25 umgreifen die Hülse 22. Diese ist zumindest abschnittsweise mit einer polygonalen Außenkontur 23 ausgerüstet. Wie 5 erkennen lässt, liegen in der dargestellten Ausgangssituation die Federelemente 25 an den jeweils zugehörigen Flächen der polygonalen Außenkontur 23 der Hülse 22 an, wodurch diese in ihrer Lage fixiert ist.
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Ein Verdrehen beziehungsweise ein Verfahren der Verteilscheibe 10 mittels der Antriebseinrichtung 11 geht wie folgt von statten.
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Die 4 und 5 zeigen die Ausgangssituation. Die Verteilscheibe 10 liegt am Gehäusedeckel 5 an. In dieser Stellung sind die beiden Teile 20 und 21 der Welle 19 maximal voneinander beabstandet. Eine Bestromung des Motors 18 findet nicht statt. In dieser Stellung der Verteilscheibe 10 wird einer der vom Gehäusedeckel 5 bereitgestellten Fluidauslässe 9 mit Fluid beschickt.
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Zur Beschickung eines anderen Fluidauslasses 9 mit Fluid wird zunächst die Fluidbeaufschlagung der Wasserweiche 1 über die Fluideinlässe 7 und 8 unterbrochen. Alsdann wird der Motor 18 bestromt, und zwar im Rechtslauf. Infolgedessen führt der motorseitige Teil 20 der Welle 19 eine Drehbewegung aus. Die Hülse 22 befindet sich im Gewindeeingriff mit dem motorseitigen Teil 20 der Welle 19 und gleitet infolge der Drehbewegung an den gebogenen Flachfedern 25 entlang in axialer Richtung 14 mit Bezug auf die Zeichnungsebene nach 6 nach oben, was zu einem Abheben der Verteilscheibe 10 unter Ausbildung eines Spaltraums 17 zwischen Verteilscheibe 10 und Gehäusedeckel 5 führt.
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Die Verdrehbewegung des motorseitigen Teils 20 führt so lange zu einem axialen Verfahren der Verteilscheibe 10, bis kein Spalt 31 mehr zwischen motorseitigem Teil 20 und verteilscheibenseitigem Teil 21 der Welle 19 vorhanden ist, der verteilscheibenseitige Teil 21 also auf Anschlag an den motorseitigen Teil 20 der Welle 19 gefahren ist. Diese Stellung der beiden Teile 20 und 21 der Welle 19 ist in 7 dargestellt.
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Bei auf Anschlag gefahrenen Wellenteilen 20 und 21 wird das vom Motor 18 ausgehende Drehmoment auf die Hülse und damit auch auf den verteilscheibenseitigen Teil 21 und die daran endseitig angeordnete Verteilscheibe 10 übertragen, wie dies 8 zu entnehmen ist.
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Ein Verdrehen der Verteilscheibe 10 wird aber zunächst verhindert, da die Federelemente 25 der Positioniereinrichtung 24 aufgrund ihres Anliegens an der polygonalen Außenkontur 23 der Hülse 22 ein Verdrehen der Hülse 22 zunächst unterbinden. Erst wenn das Motordrehmoment das von den Federelementen 25 erzeugte Gegenmoment übersteigt, kommt es zu einem Eindrücken der Federelemente 25 durch die Hülsengeometrie. Dies ist in den 9 und 10 dargestellt, wobei die durchgezogene Linie bezüglich der Federelemente 25 die eingedrückte Stellung zeigt.
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Eine der Flachfederelemente wirkt mit einem Schalter 27 zusammen, wie dies 10 erkennen lässt. Bei diesem Schalter 27 handelt es sich beispielsweise um einen Mikroschalter, dessen Schaltstift bei einem Maximalausschlag des zugehörigen Federelements 25 betätigt wird.
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Das Auslösen des Schalters 27 sorgt für ein sofortiges Ausschalten des Motors 18. Gleichzeitig bringen die Flachfedern 25 die Hülse 22 durch ihre Rückstellkraft wieder in eine fluchtende Stellung. In dieser Stellung ist die Verteilscheibe 10 ausgehend von der Ausgangslage nach 4 um einen Takt weitergedreht, das heißt die von der Verteilscheibe bereitgestellte Verteilöffnung 16 steht nun in Überdeckung mit dem zum Fluideinlass 9 der Ausgangsstellung benachbarten Fluidauslass 9. Diese neue Stellung der Verteilscheibe 10 lassen die 11 und 12 erkennen.
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Der Motor wird alsdann wieder bestromt, allerdings nicht im Rechts-, sondern im Linkslauf. Dies zeigt 13. Infolgedessen wandert die Hülse 22 auf den motorseitigen Teil 20 der Welle 19 in Axialrichtung 14 wieder nach unten, was zu einem Andrücken der Verteilscheibe 10 an den Gehäusedeckel 5 führt. Sobald die Verteilscheibe 10 den Gehäusedeckel 5 erreicht hat, ist die Ausgangslage nach 4 wieder erreicht, allerdings mit dem Unterschied, dass die Verteilscheibe 10 getaktet um eine Stellung weiter verdreht ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind sechs Fluidauslässe 9 vorgesehen, womit eine Taktung eine Weiterverdrehung der Verteilscheibe 10 um 60° bewirkt.
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Eine zur vorbeschriebenen Verfahrensdurchführung alternative Variante kann wie folgt aussehen. Der Motor 18 wird zunächst im Rechtslauf angesteuert. Der Motorschaft, das heißt der motorseitige Teil 20 der Welle 19, die Hülse 22 und die Verteilscheibe 10 führen eine Drehbewegung aus, sobald das erforderliche Drehmoment zur Überwindung des durch die Federelemente 25 erzeugten Gegenmoments überschritten ist. Der Anschlag an der Hülse 22 ist so ausgeführt, dass der Rechtslauf nicht in einer Anpressung der Verteilscheibe 10 auf den Gehäusedeckel 5 resultiert, sondern dass vielmehr ein sehr schmaler Spalt erhalten bleibt.
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Alsdann wird der Motor 18 im Linkslauf angesteuert. Der Motorschaft 20 führt eine Drehbewegung aus. Die Verteilscheibe 10 und die Hülse 22 werden durch die Kopplung im Gewinde dadurch in axialer Richtung 14 nach oben bewegt. Die Ansteuerung des Motors 18 kann hier für eine bestimmte Zeitdauer erfolgen, die sich aus bekanntem Gesamthub und bekannter Steigung des Gewindes ergibt. Die Ansteuerung des Motors erfolgt solange, bis der Gesamthub erreicht ist. Zur Senkung der Verteilscheibe 10 ist wieder auf Rechtslauf umzuschalten.
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Der Vorteil dieser Verfahrensvariante liegt insbesondere darin, dass für das Wählen der Schaltstellung nur Rechtslauf notwendig ist. Dadurch ist ein schnelles Umschalten zwischen den Fluidauslässen möglich, was zum Beispiel auch einen „Pulsbetrieb“ durch kontinuierlich drehende Verteilscheibe 10 ermöglicht. Im Linkslauf hebt die Verteilscheibe 10 ab, womit ein Abheben bei Bedarf von einer Verdrehbewegung entkoppelt durchgeführt werden kann.
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Die Wasserweiche nach der Erfindung findet insbesondere in Reinigungs- und/oder Desinfektionsgeräten im professionellen Bereich Verwendung. Bei derartigen Geräten werden im Zuge eines Programmablaufs regelmäßig die Prozessschritte Vorreinigung, Reinigung, Spülen, Desinfektion und Trocknung durchgeführt. Während der Reinigungsphasen, das heißt der Prozessschritte Vorreinigung, Reinigung und Spülen werden die zu reinigenden Spülgüter mit Spülflüssigkeit durch die Umwälzpumpe beaufschlagt. Um festsitzende Verschmutzungen zu lösen, können die zu reinigenden Spülgüter zusätzlich nach erfolgter Kanalwahl, das heißt nach Auswahl des Fluidauslasses mit Druckluft impulsweise beaufschlagt werden. Die verbesserte Reinigung wird hierbei durch den Druckstoß erreicht. Während dieser Reinigungsphasen erfolgt deshalb bevorzugterweise eine wahlweise Ansteuerung der Fluidauslässe, das heißt die Verteilscheibe 10 liegt am Gehäusedeckel 5 an.
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Ein Anheben der Verteilscheibe 10 ist bei dem Prozessschritt der Desinfektion sinnvoll, da so die kreisförmigen Stirnflächen zwischen Verteilscheibe und Gehäusedeckel vom Fluid umströmt werden können, was die Selbstreinigung des gesamten Systems positiv beeinflusst. Zudem sind bei diesem Prozessschritt keine Druckstöße mehr erforderlich, da das zu reinigende Spülgut bereits gereinigt ist und lediglich ein Temperaturtransport notwendig ist.
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Auch der Prozessschritt der Trocknung findet bevorzugterweise bei angehobener Verteilscheibe statt. Im Trocknungsprozess sind die an die Wasserweiche angeschlossenen beispielsweise englumigen Instrumente zunächst durch Druckstöße von Flüssigkeitsresten zu befreien. Hierfür wird jeder Instrumentenkanal einzeln angewählt und mit Druckluft beaufschlagt. Dieser Teilschritt des Trocknungsprozesses erfolgt mit nicht angehobener Verteilscheibe, das heißt es erfolgt eine wahlweise Ansteuerung der jeweiligen Fluidauslässe. Die Resttrocknung kann dann anschließend mit angehobener Verteilscheibe durchgeführt werden, so dass sämtliche an die Wasserweiche 1 angeschlossenen Instrumente gleichzeitig mit Druckluft beaufschlagt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wasserweiche
- 2
- Gehäuse
- 3
- Gehäusekörper
- 4
- Volumenraum
- 5
- Gehäusedeckel
- 6
- Flansch
- 7
- erster Fluideinlass
- 8
- zweiter Fluideinlass
- 9
- Fluidauslass
- 10
- Verteilscheibe
- 11
- Antriebseinrichtung
- 12
- Spülraumwand
- 13
- Fortsatz
- 14
- Axialrichtung
- 15
- Verdrehrichtung
- 16
- Verteilöffnung
- 17
- Spaltraum
- 18
- Motor
- 19
- Welle
- 20
- motorseitiger Teil der Welle 19
- 21
- verteilscheibenseitiger Teil der Welle 19
- 22
- Hülse
- 23
- Außenkontur
- 24
- Positioniereinrichtung
- 25
- Federelement
- 26
- Nut
- 27
- Schalter
- 28
- Verdrehachse
- 29
- Pfeil
- 30
- Pfeil
- 31
- Spalt
- 32
- Ausnehmung
