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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Kupplung für ein Trockentrennventil. Und im Speziellen eine Kupplung, umfassend ein Ventil, ein Ventilgehäuse und einen inneren Flansch, der dem Ventil funktionell zugeordnet ist, und eine Strömungszustandsanzeige.
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Hintergrund der Erfindung
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Während der Bereitstellung eines Fluids an Kraftstofftanks, Vorratsbehälter und dergleichen ist es ideal, wenn ein Minimum des transferierten Fluids während des Verbindungs- und/oder Trennvorgangs verschüttet oder vergeudet wird. Dies kann aus Sicherheitsgründen der Fall sein, wie z. B. um die Menge eines brennbaren Kraftstoffes, die in einem Verbindungselement vorhanden ist, zu begrenzen und/oder Verluste zur Kosteneinsparung zu begrenzen. Eine Technik, um dieses Verschütten oder Vergeuden zu reduzieren, sind Trockentrennventile. Wie bei anderen Ventilsystemen werden Trockentrennverbindungsstücke verwendet, um Fluidleitungen zu verbinden, um einen kontinuierlichen Fluidpfad zu bilden.
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Die Verbindungsstücke umfassen im Allgemeinen einen Adapter und eine Kupplung. Der Adapter und die Kupplung sind im Allgemeinen jeweils mit einem Ventil versehen, wobei nach oder während einer Verbindung des Adapters mit der Kupplung die Ventile geöffnet werden, um einen kontinuierlichen Strömungspfad durch das Trockentrennventil hindurch zu bilden. Vor oder während einer Trennung der Kupplung von dem Adapter werden die Ventile über ein Ventilvorspannsystem entweder manuell oder automatisch geschlossen.
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Während Trockentrennventile im Stand der Technik bekannt sind, besteht ein Problem, das mit solchen Ventilen verknüpft ist, darin, dass ihr Strömungszustand, d. h. ob sie offen sind, wobei sie einen Strömungspfad bilden, oder geschlossen sind, durch die innere Position oder Orientierung der Ventile bestimmt ist und für einen Bediener des Trockentrennventils nicht sichtbar ist. Dies liegt daran, dass das Ventil selbst in der Regel aus einem undurchsichtigen Material wie z. B. einem Metall hergestellt ist. Die Position jeglicher Ventilgriffe ist kein zuverlässiger Indikator. Ein Grund dafür besteht darin, dass Ventilgriffe in der Regel durch einen vollständigen Bewegungsbereich (z. B. 90, 180 Grad) hindurch gedreht oder anderweitig bewegt werden müssen und ein Bediener unter Umständen nicht in der Lage ist, festzustellen, ob der Griff nur teilweise (z. B. 85, 170 Grad) versetzt wurde, was zu teilweise offenen/geschlossenen Strömungspfaden und einem höheren Druck beim Pumpen oder zu einer möglichen Undichtheit führt.
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Das Pumpen gegen ein geschlossenes oder nur teilweise offenes Ventil kann einen Schaden an Pumpensystemen verursachen, Zeitverzögerungen verursachen und das Risiko einer Undichtheit erhöhen. Ein System, das solche kostspieligen und gefährlichen Situationen verhinderte, wäre ideal.
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Strömungszustandsanzeigen nach dem Stand der Technik legten bisher den Fokus darauf, ob der Adapter und die Kupplung miteinander verbunden oder verriegelt sind, nicht aber auf den Verbindungszustand des Fluidpfades.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Demgemäß strebt die vorliegende Erfindung bevorzugt danach, einen oder mehrere der oben angeführten Mängel im Stand der Technik und Nachteile einzeln oder in einer beliebigen Kombination zu mildern, zu lindern oder zu beseitigen, und löst zumindest die oben erwähnten Probleme durch Vorsehen einer Kupplung für ein Trockentrennventil, umfassend ein Ventil, ein Ventilgehäuse und einen inneren Flansch, der koaxial mit dem Ventilgehäuse angeordnet ist. Der innere Flansch ist funktionell dem Ventil und einer Strömungszustandsanzeige zugeordnet, die sich radial von dem Ventilgehäuse weg erstreckt, wobei die Strömungszustandsanzeige geeignet ist, um so betätigt zu werden, dass sich ein Abschnitt der Anzeige beim Öffnen des Strömungspfades der Kupplung durch Drehen der Strömungszustandsanzeige in Bezug auf den inneren Flansch außerhalb des Ventilgehäuses erstreckt. Die Anzeige zeigt den Verbindungszustand des Fluidpfades der Kupplung und des Trockentrennventils darin.
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Es ist auch ein Trockentrennventil vorgesehen.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den beigefügten und abhängigen Ansprüchen offenbart.
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Figurenliste
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Diese und andere Aspekte, Merkmale und Vorteile, zu denen die Erfindung in der Lage ist, werden aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ersichtlich und erläutert, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen
- 1a eine perspektivische Darstellung einer Kupplung gemäß einem Aspekt der Erfindung ist.
- 1b eine perspektivische Vorderansicht einer Kupplung gemäß einem Aspekt der Erfindung ist.
- 2a eine perspektivische Vorderansicht eines inneren Flansches gemäß einem Aspekt der Erfindung ist.
- 2b eine perspektivische Ansicht einer inneren Flansch- und Ventilsitzanordnung gemäß einem Aspekt der Erfindung ist.
- 3 eine seitliche Querschnittsansicht einer Kupplung gemäß einem Aspekt der Erfindung ist.
- 4a eine partielle Querschnittsansicht einer Strömungszustandsanzeige gemäß einem Aspekt der Erfindung ist.
- 4b eine perspektivische Darstellung einer Strömungszustandsanzeige gemäß einem Aspekt der Erfindung ist.
- 5 eine perspektivische Darstellung einer Trockentrennventilanordnung ist, die eine Kupplung gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst.
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Detaillierte Beschreibung
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Die 1a und 1b zeigen eine Kupplung 1 für ein Trockentrennventil, umfassend ein Ventil 600, ein Ventilgehäuse 100 und einen inneren Flansch 300. Der innere Flansch 300 ist funktionell dem Ventil 600 und einer Strömungszustandsanzeige 400 zugeordnet. Die Strömungszustandsanzeige 400 ist geeignet, um so betätigt zu werden, dass sich ein Abschnitt der Anzeige 400 beim Öffnen des Strömungspfades des Trockentrennventils 1 durch Drehen der Strömungszustandsanzeige 400 in Bezug auf den inneren Flansch 300 in eine sichtbare Position außerhalb des Ventilgehäuses 100 erstreckt. Die Betätigung der Strömungszustandsanzeige 400 und des Ventils 600 sind funktionell derart verbunden, dass beim Öffnen des Ventils 600, d. h. beim Öffnen des Strömungspfades, die Strömungszustandsanzeige 400 betätigt wird.
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Auf diese Weise wird einem/r Benutzer/in der Kupplung 1 der Strömungszustand der Kupplung 1, d. h., ob der Fluidpfad offen oder geschlossen ist, optisch angezeigt.
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In 2 ist der innere Flansch 300 gezeigt. Der innere Flansch 300 ist im Wesentlichen kreisringförmig und ist allgemein koaxial mit der Längsachse L des Ventilgehäuses 100 angeordnet. Die in 3 gezeigte Längsachse L des Ventilgehäuses ist die Achse, die mit der Richtung der Fluidströmung innerhalb der Kupplung 1 ausgerichtet ist. Wie in 2 ersichtlich, ist der innere Flansch 300 im Wesentlichen scheibenförmig, wobei er eine zentrale Durchbrechung 307 für die Fluidströmung aufweist. Der innere Flansch 300 bildet eine Scheibe, die quer zu der Richtung der Längsachse L des Gehäuses 100 und der Fluidströmung darin angeordnet ist. Fluid, das durch die Kupplung 1 hindurch gelangt, strömt durch die zentrale Durchbrechung 307 des inneren Flansches 300 hindurch.
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Der innere Flansch 300 umfasst eine umlaufende Kante 301, die mit einer partiellen Ausnehmung 302 versehen ist, und ist einer Strömungszustandsanzeige 400 zugeordnet, die geeignet ist, um beim Öffnen des Strömungspfades der Kupplung 1 von einer Position innerhalb des Ventilgehäuses 100 in eine Position betätigt zu werden, die sich zumindest teilweise außerhalb des Ventilgehäuses 100 befindet. Auf diese Weise ist der Strömungspfadzustand für eine/n Benutzer/in des Trockentrennventils leicht sichtbar.
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Der innere Flansch 300 ist im Wesentlichen statisch, wenn er im Inneren der Kupplung 1 positioniert ist, und dreht sich nicht in Bezug auf das Ventilgehäuse 100. Der innere Flansch 300 kann durch zumindest ein Verriegelungsmittel 306 in Position gehalten werden. Das Verriegelungsmittel 306 kann durch ein Element gebildet sein, das einen Schlitz aufweist, der durch zwei Wände gebildet ist, wobei der Schlitz und die Wände jeweils eine Ausdehnungsachse radial zu dem inneren Flansch 300 aufweisen. Der Schlitz kann einen Vorsprung von der inneren Wand des Gehäuses aufnehmen, so dass er an Ort und Stelle verriegelt ist und sich in Bezug auf das Gehäuse nicht drehen kann.
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Der drehbare Ventilgriff 200 kann einen Bund 201 umfassen, der auf dem Ventilgehäuse 100 angeordnet ist. Der Bund 201 kann umlaufend auf dem Ventilgehäuse 100 angeordnet sein. Der Bund 201 ist geeignet, um sich um das Ventilgehäuse 100 drehen.
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Die Strömungszustandsanzeige 400 erstreckt sich radial von dem Ventilgehäuse 100 weg.
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Bei einer Drehung der Strömungszustandsanzeige 400 in Bezug auf den inneren Flansch 300 wird die Strömungszustandsanzeige 400 radial nach außen betätigt. Die Strömungszustandsanzeige 400 weist ein proximales Ende 401 und ein distales Ende 402 auf. Die Strömungszustandsanzeige 400 kann durch die Wechselwirkung der umlaufenden Kante 301 des Flansches 300 an dem proximalen Ende 401 der Anzeige betätigt werden.
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Die Strömungszustandsanzeige 400 kann mithilfe eines Vorspannmittels 403 vorgespannt werden, so dass die Ventilanzeige 403 nicht sichtbar ist, wenn die Kupplung 1 einen geschlossenen Strömungspfad aufweist.
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Beim Öffnen des Strömungspfades des Verbinders wird die Strömungszustandsanzeige radial nach außen betätigt, so dass sie sich von dem Ventilgehäuse 100 weg erstreckt.
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Die Betätigung kann erreicht werden, indem die umlaufende Kante 301 des inneren Flansches 300 die Strömungszustandsanzeige 400 verschiebt.
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Zurückkommend auf den inneren Flansch 300 ist ein erstes Ende 303 der partiellen Ausnehmung 302 auf der umlaufende Kante 301 des Flansches 300 mit einer Vertiefung 304 versehen. Die partielle Ausnehmung 302 erstreckt sich zu einem zweiten Ende 305. Die partielle Ausnehmung 302 folgt einem allgemeinen nockenförmigen Profil, so dass die partielle Ausnehmung 302 an dem ersten Ende 303 tiefer ist als an dem zweiten Ende 305. Wie in 2 gezeigt, verjüngt sich die Ausnehmung von dem ersten Ende 303 weg und endet an dem zweiten Ende 305. Der hierin verwendete Begriff Verjüngung bezieht sich auf die Tiefe der Ausnehmung in der Kante 301 entlang der Länge der Ausnehmung 302. Die Verjüngung kann nicht kontinuierlich sein. Ein mittlerer Abschnitt der Länge der Ausnehmung 302 kann eine im Wesentlichen konstante Tiefe in Bezug auf den Radius des inneren Flansches 300 aufweisen. Zwischen dem mittleren Abschnitt der partiellen Ausnehmung 302 und dem zweiten Ende 305 ist die Ausnehmung mit solch einer Neigung versehen, dass der Radius des inneren Flansches an dem zweiten Ende 305 größer ist als an dem mittleren Abschnitt. Bei solch einer Verjüngung entlang der Ausnehmung 302 bewirkt eine Drehung des Flansches 300 in Bezug auf die Strömungszustandsanzeige 400 eine allmähliche Betätigung der optischen Zustandsanzeige 400, so dass sie in eine sichtbare Position betätigt wird.
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Die partielle Ausnehmung 302 in der umlaufenden Kante 301 kann etwa ein Viertel der umlaufenden Kante 301 bilden. Die Länge der umlaufende Kante 301, die mit der partiellen Ausnehmung 302 versehen ist, ist allgemein so gewählt, dass sie dem Grad der Drehung entspricht, der erforderlich ist, um das Ventil 600 der Kupplung 1 zu öffnen. Das heißt, wenn das Ventil 600 so gestaltet ist, dass es durch eine Vierteldrehung des drehbaren Ventilgriffs 200 geöffnet wird, kann die partielle Ausnehmung 302 gleichermaßen ein Viertel der umlaufenden Kante 301 bilden. Das Ventil 600 kann so gestaltet sein, dass es durch eine Drehung von etwa 100°, z. B. 105°, des drehbaren Ventilgriffs 200 geöffnet wird. Darin kann die partielle Ausnehmung 302 in der umlaufenden Kante 301 einen Bogen von etwa 100°, z. B. 105°, bilden.
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Wie in 2b gezeigt, kann der innere Flansch 300 auf, z. B. integral mit, einer inneren Ventilsitzanordnung 500 vorgesehen sein. Die Ventilsitzanordnung 500 kann einen Ventilsitz 501 umfassen. Durch Integrieren der Ventilsitzanordnung 500 und des inneren Flansches 300 werden die Betätigung der Ventilzustandsanzeige 400 und der Strömungspfadzustand des Ventils übereinstimmend besser und robuster gesteuert. Die Ventilsitzanordnung 500 kann mit einer zentralen Durchbrechung versehen sein, die mit der zentralen Durchbrechung 307 des inneren Flansches 300 zusammenfällt. Fluid, das durch die zentrale Durchbrechung 307 des inneren Flansches 300 hindurch strömt, kann darin durch eine Durchbrechung in der Ventilsitzanordnung 500 hindurch strömen. Wenn der innere Flansch 300 auf der Ventilsitzanordnung 500 vorgesehen ist, kann der innere Flansch 300 als kreisringförmig um die Ventilsitzanordnung 500 herum vorgesehen betrachtet werden.
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Der Ventilsitz 501 kann ein Tellerventil 600 aufnehmen. Eine Innenfläche der Scheibe 601 des Tellerventils 600 kann an dem Ventilsitz 501 anliegen, wenn der Strömungspfad geschlossen ist. Die Fluidströmung durch die Kupplung 1 hindurch ist somit eingeschränkt.
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Die Drehung des drehbaren Ventilgriffs 200 um das Gehäuse 100 herum kann eine Verschiebung des Tellerventils 600 bewirken. Die Verschiebung des Tellerventils 600 ist, wie zuvor beschrieben, allgemein mit dem Strömungspfad durch das Trockentrennventil hindurch ausgerichtet. Ein Bewegen des drehbaren Ventilgriffs 200 kann das Tellerventil 600 betätigen und die Strömungszustandsanzeige 400 in Bezug auf den inneren Flansch 300 drehen.
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Da der drehbare Ventilgriff 200 funktionell sowohl dem Tellerventil 600 als auch der Strömungszustandsanzeige 400 zugeordnet ist, bewirkt eine Drehung des Ventilgriffs 200 eine lineare Verschiebung des Tellerventils 600 und eine Drehung der Strömungszustandsanzeige 400 in Bezug auf den inneren Flansch 300. Eine lineare Verschiebung des Tellerventils 600 kann erreicht werden, indem der Ventilschaft 602 funktionell einem inneren, partiellen, wendelförmigen Schlitz 603 zugeordnet ist, der in einer Innenwand einer drehbaren Hülse 604 vorgesehen ist, die in dem Ventilgehäuse 100 vorgesehen ist. Die Hülse 604 kann derart angeordnet sein, dass eine Drehung des Griffes 200 eine Drehung der Hülse 604 bewirkt. Die Hülse 604 kann derart angeordnet sein, dass eine Drehung des Griffs 200 eine Drehung der Hülse 604 bewirkt. Die Strömungszustandsanzeige 400 und die Hülse 604 können funktionell so zugeordnet sein, dass eine Drehung des Griffs 200 eine Drehung sowohl der Hülse 604 als auch der Strömungszustandsanzeige 400 in Bezug auf den inneren Flansch 300 bewirkt. Dies bewirkt eine radiale lineare Verschiebung der Strömungszustandsanzeige 400. Die Anzeige wird somit betätigt, wenn das Tellerventil 600 geöffnet wird und eine Fluidströmung zugelassen wird.
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Wie oben angegeben, weist/en die Ventilsitzanordnung 500 und/oder der innere Flansch 300 eine zentrale Durchbrechung auf, so dass ein Fluid durch die zentrale Durchbrechung hindurch strömen kann, wenn das Ventil offen ist. Das heißt, wenn das Tellerventil 600 nicht auf dem Ventilsitz 501 sitzt.
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4 zeigt die Strömungszustandsanzeige 400. Die Strömungszustandsanzeige 400 kann ein im Wesentlichen zylindrisches Element sein. Wie zuvor erwähnt, kann die Strömungszustandsanzeige 400 ein Vorspannmittel 403 wie z. B. eine Feder umfassen, das angeordnet ist, um die Strömungszustandsanzeige in eine Position innerhalb vorzuspannen, so dass das distale Ende 402 außerhalb des Gehäuses 100 nicht sichtbar ist. Die Strömungszustandsanzeige kann einen kreisringförmigen Flansch 404 an einem unteren Abschnitt umfassen, um an einem Ende des Vorspannmittels 403 anzuliegen.
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Die Strömungszustandsanzeige 400 kann innerhalb einer Aufnahme 405 angeordnet sein, um auf der Außenfläche des Gehäuses 100 angeordnet zu sein. Das Gehäuse ist ein allgemein zylindrisches Element mit einem Durchgangsloch, in das die Strömungszustandsanzeige 400 positioniert wird. Die Aufnahme 405 kann in dem Gehäuse 100 aufgenommen sein und sich von dem Gehäuse 100 radial weg erstrecken. Die Aufnahme 405 kann mit einer nach innen weisenden Lippe 406 zum Aufnehmen eines zweiten Endes des Vorspannmittels 403 versehen sein.
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Das proximale Ende 401 der Strömungszustandsanzeige 400 kann mit einer abgeschrägten, abgefasten oder anderweitig abgewinkelten oder abgerundeten Kante versehen sein. Solch eine abgerundete Kante ermöglicht eine sanftere Betätigung der Strömungszustandsanzeige 400 bei einer Drehung des inneren Flansches 300 und reduziert den Verschleiß auf dem proximalen Ende der Strömungszustandsanzeige 400.
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Die Strömungszustandsanzeige 400 zeigt den inneren Strömungszustand des Ventils und der Kupplung 1 und nicht einfach den Verbindungszustand an. Das heißt, die Anzeige 400 ist sichtbar, wenn der Strömungspfad geöffnet ist und ein Fluid durch das Ventil hindurch strömen kann. Die Anzeige 400 wird nicht betätigt, wenn eine Verbindung zwischen der Kupplung und dem Adapter hergestellt wird. Es wird beim Öffnen des inneren Ventilzustandes betätigt.
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Wie in 5 gezeigt, ist die Kupplung 1 für das Trockentrennventil, wie oben beschrieben, während des Gebrauchs an einen Adapter 2 gekoppelt. Die Kombination aus der Kupplung 1 und dem Adapter 2 bildet eine Fluidleitung. Der Adapter 2 und die Kupplung 1 bilden zusammen eine Trockentrennventilanordnung.
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Eines von dem Adapter 2 oder der Kupplung 1 ist allgemein in Verbindung mit einer Fluidquelle vorgesehen, während das andere in Verbindung mit einem Behälter zur Aufnahme eines Fluids vorgesehen ist. Beispielsweise kann der Adapter 2 auf einem Kraftstofftank an einem Fahrzeug vorgesehen sein, während die Kupplung 1 auf einer Fluidleitung vorgesehen sein kann, die sich von einer Kraftstoffquelle weg erstreckt. Es versteht sich für Fachleute, dass die Anordnung abhängig von den spezifischen Gebrauchsanforderungen umgedreht werden kann. Das Fluid kann sich in einem flüssigen oder einem gasförmigem Zustand befinden.
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Die Kupplung 1 und Aspekte davon können aus einem Material hergestellt sein, das abhängig von dem mit dem Trockentrennventil zu verwendenden Fluid ausgewählt wird. Das Ventilgehäuse kann z. B. aus einem Metall wie z. B. Edelstahl oder einem harten Kunststoff hergestellt sein. Verschiedene Komponenten der Kupplung 1 können aus verschiedenen Materialien hergestellt sein.
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Die Strömungszustandsanzeige 400 kann so gefärbt sein, dass sie sich optisch von dem Gehäuse 100 unterscheidet. Verschiedene Abschnitte der Strömungszustandsanzeige können mit verschiedenen Farben versehen sein. Beispielsweise kann das distale Ende 402 mit einer ersten Farbe versehen sein, während der mittlere Abschnitt der Strömungszustandsanzeige 400 zwischen dem proximalen 401 und dem distalen Ende 402 mit einer zweiten, anderen Farbe versehen sein kann.
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Wenngleich die vorliegende Erfindung oben stehend mit Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen beschrieben wurde, soll sie nicht auf die hierin dargelegte spezifische Form beschränkt sein. Die Erfindung ist vielmehr nur durch die beigefügten Ansprüche beschränkt.
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In den Ansprüchen schließt der Begriff „umfasst/umfassend“ das Vorhandensein von anderen Elementen oder Schritten nicht aus. Des Weiteren kann, wenngleich einzeln aufgelistet, eine Vielzahl von Mitteln, Elementen oder Verfahrensschritten z. B. durch eine/n einzelne/n Einheit oder Prozessor implementiert werden. Außerdem können, wenngleich individuelle Merkmale in verschiedenen Ansprüchen eingeschlossen sein können, diese möglicherweise vorteilhaft kombiniert werden, und das Einschließen in verschiedenen Ansprüchen impliziert nicht, dass eine Kombination von Merkmalen nicht machbar und/oder vorteilhaft ist. Darüber hinaus schließen Einzelbezugnahmen eine Vielzahl nicht aus. Die Begriffe „ein/e“, „erste/r/s“, „zweite/r/s“ etc. schließen eine Vielzahl nicht aus. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind lediglich als erläuterndes Beispiel vorgesehen und sind nicht als den Schutzumfang der Ansprüche in irgendeiner Weise einschränkend auszulegen.
