DE2707663A1 - Umschaltvorrichtung zum wahlweisen verbinden einer medienzufuehrleitung mit einer von mehreren abfuehrleitungen - Google Patents

Umschaltvorrichtung zum wahlweisen verbinden einer medienzufuehrleitung mit einer von mehreren abfuehrleitungen

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DE2707663A1
DE2707663A1 DE19772707663 DE2707663A DE2707663A1 DE 2707663 A1 DE2707663 A1 DE 2707663A1 DE 19772707663 DE19772707663 DE 19772707663 DE 2707663 A DE2707663 A DE 2707663A DE 2707663 A1 DE2707663 A1 DE 2707663A1
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Bohumir Dipl Ing Svoboda
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    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/14—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening
    • B05B1/16—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening having selectively- effective outlets
    • B05B1/1609—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening having selectively- effective outlets with a selecting mechanism comprising a lift valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/04—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only lift valves
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Description

OH ..Ν« DI^L -IMU M. SC OI^L.-PHV». Π». Dl* HÖGER - STELLRECHT - 5RIESSBACH - HAECKER PtTENTANWiLTl IN STUTTGART
A 42 242 m
u - 123
22.Febr.1977
Firma Alfred Kärcher CmhH & Co Leutenbacher Straße 30-40
7057 Winnenden
Umschaltvorrichtung zum wahlweisen Verbinden einer Medienzuführleitung mit einer von mehreren Abführleitungen
Die Erfindung betrifft eine Umschaltvorrichtung zum wahlweisen Verbinden einer Medienzuführleitung mit einer von mehreren Abführleitungen mit einem sowohl mit der Medienzuführals auch mit den Abführleitungen in Verbindung stehenden Hohlraum.
Insbesondere bei Hochdruckreinigungsgeräten, bei denen eine Reinigungsflüssigkeit unter hohem Druck auf den zu reinigenden Gegenstand verspritzt wird, ist es erwünscht, die Düsen, durch welche die Reinigungsflüssigkeit austritt, wahlweise den Reinigungsbedingungen anzupassen. In manchen Fällen
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sind Reinigungsstrahlen mit einem großen öffnungswinkel erwünscht, in anderen Fällen soll der Reinigungastrahl möglichst scharf gebündelt sein. Für diesen Zweck sind an solchen Geräten verschiedene Düsen vorgesehen, die wahlweise mit einer Zuführleitung für die Reinigungsflüssigkeit verbindbar sind.
Auch in anderen Geräten besteht oft der Wunsch, eine ausgewählte Leitung aus einer Vielzahl von Leitungen mit einer bestimmten anderen zu verbinden.
Zu diesem Zwecke sind Umschalter bekannt, bei denen die abwechselnde Verbindung der Abführleitungen mit der Zuführleitung mittels eines in einem Hohlraum verschieblichen Schiebers erfolgt, der in dem Hohlraum gegenüber dessen Wänden gedichtet geführt ist. Zur Umschaltung muß der Schieber in dern Hohlraum in axialer Richtung von Hand oder mittels eines Elektromagneten verschoben v/erden. Die Notwendigkeit der Abdichtung des Schiebers gegenüber der Hohlrauminnenwand stellt außerdem ein Problem dar. Insbesondere bei der Verwendung eines solchen Umschalters bei einer Hochdruckreinigungsanlage müssen zur Gewährleistung einer sicheren Abdichtung hochwertige und daher verhältnismäßig teure Dichtungen eingesetzt v/erden.
Es sind auch sogenannte Rota'tionsumschalter bekannt, bei welchen eine die verschiedenen Abführleitungen aufnehmende Scheibe revolverartig verdreht werden kann, bis die gewünschte Abführleitung mit der Zuführleitung in Verbindung steht. Auch diese Lösung hat sich in der Praxis als verhältnismäßig
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störungsanfällig herausgestellt, da die federnden Dichtungen zwischen der Scheibe einerseits und der Zufuhrleitung andererseits insbesondere bei Betrieb mit heißem Wasser infolge von Kalkablagerungen nach kurzer Zeit nicht mehr zuverlässig arbeiten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Umschaltvorrichtung der eingangs beschriebenen Art, insbesondere für die Verwendung in Hochdruckreinigungsgeräten, zu schaffen, die besonders '-einfach aufgebaut ist und in einfachster V7eise umgeschaltet werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Hohlraum an der Ausmündung der Abführleitungen als Ventilsitz ausgebildet ist, daß sich in dem Hohlraum freibewegliche Ventilkörper befinden, die beim Andruck an einen Ventilsitz die entsprechende Abführleitung gegenüber dem Hohlraum abschließen, daß die Einmündung der Zufuhrleitung in den Hohlraum derart angeordnet ist, daß ein locker an einem Ventilsitz anliegender Körper unter dem Einfluß des zugeführten, unter Druck stehenden Mediums fest an diesen Ventilsitz gedrückt wird, und daß mindestens ein Ventilkörper weniger im Hohlraum angeordnet ist, als von diesem Abführleitungen abgehen.
Vorteilhafterweise sind die Ventilkörper Kugeln.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Abführleitungen derart in den Hohlraum einmünden, daß die Ventilkörper sich im druckentlasteten Zustand unter dem Einfluß der Schwerkraft derart in die Nähe der zu
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verschließenden Abführleitungen bewegen, daß sie bei Druckbelastung durch das Medium diese Abführlcitungen verschließen, während eine der Abführleitungcn offen bleibt.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und in diesen niedergelegt.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der notieren Erläuterung. Es zeigen:
Figur 1 eine Schnittansicht einer Umschaltvorrichtung gemäß der Erfindung;
Figur 2 eine Ansicht ähnlich Figur 1 im umgeschalteten Zustand;
Figur 3 eine Schnittansicht der länns Linie 3-3 in Figur 1 geschnittenen Umschaltvorrichtung in nach einer Richtung verschwenkter Position;
Figur 4 eine Ansicht ähnlich Figur 3 in einer in
der anderen Richtung verschwenkten Position;
Figur 5 eine Ansicht ähnlich Figur 1 eines weiteren bevorzugten.Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Umschaltvorrichtung;
Figur 6 eine der Figur 5 entsprechende Ansicht einer
Umschaltvorrichtung im umgeschalteten Zustand;
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Figur 7 eine Schnittansicht des in Fiqur 6 dargestellten Ausführungsbeispiels;
Figur 8 eine Seitenansicht eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Umschaltvorrichtung und
Figur 9 eine schematische Ansicht einer Spritzpistole eines Hochdruckreinigungsgerätes.
Die in den Figuren 1 bis 4 dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Umschaltvorrichtung umfaßt ein Gehäuse 1 mit einem Hohlraum 2, der einerseits mit einer Zufuhrleitung
und andererseits mit zwei Abführleitungen 4, 5 in Verbindung steht, die über Düsen 6, 7 mit unterschiedlichen Querschnitten ins Freie münden. Die Abführleitungen 4 und 5 stehen auf gegenüberliegenden Seiten des Hohlraums 2 mit diesem in Verbindung. In diesem Bereich ist der Hohlraum 2 derart geformt, daß je ein Ventilsitz 8, 9 für einen im Hohlraum 2 frei beweglichen Ventilkörper, im dargestellten Beispiel eine Kugel 10, gebildet wird. Wenn die Kugel 10 - wie in Figur 1 dargestellt gegen den der Abführleitung 4 zugeordneten Ventilsitz 8 gepreßt wird, ist diese gegenüber dem Hohlraum abgeschlossen; ein durch die Zufuhrleitung 3 in Richtung des Pfeiles A in den Hohlraum 2 eintretendes Medium - beispielsweise eine Flüssigkeit oder ein Gas.-- tritt daher durch die Abführleitung 5 und die Düse 7 in Form eines Strahlenkegels 11 aus.
an
In Figur 2 liegt die Kugel 10/dem gegenüberliegenden Ventil-
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sitz 9 an und schließt damit die Abführleitung 5 gegenüber dem Hohlraum ab. Das in Richtung des Pfeiles B in den Hohlraum eintretende Medium wird daher über die Abführleitung 4 und die Düse 6 in Form eines Strahlenkegels 12, der beispielsweise einen kleineren öffnungswinkel hat als der Strahlenkegel 11, ins Freie abgegeben.
Anhand der Figuren 3 und 4 ist erkennbar, wie die Umschaltung dieser Vorrichtung erfolgt. Wenn man die Zufuhrleitung 3 absperrt, wirkt auf die Kugel 10 keine diese gegen einen Ventilsitz drückende Kraft mehr. Sie ist dann im Hohlraum frei beweglich. Verschwenkt man das Gehäuse 1 in dem in Figur 3 dargestellten Drehsinn, dann wird sich die Kugel unter dem Einfluß der Schwerkraft an. den Ventilsitz 8 mehr oder weniger fest anlegen. Sobald nun über die Zufuhrleitung 3 wieder unter Druck stehendes Medium in den Hohlraum 2 eingeführt wird, preßt dieses Medium die Kugel 10 gegen den Ventilsitz 8, wodurch die zugeordnete Abführleitung 4 abgesperrt wird.
Ist der Hohlraum durch Absperren der Zufuhrleitung 3 wieder drucklos, kann die gegenüberliegende Abführleitung 5 einfach dadurch versperrt werden, daß - wie in Figur 4 dargestellt -das Gehäuse in die andere Richtung verschwenkt wird, so daß sich die Kugel IO in Richtung des Pfeiles C auf den Ventilsitz 9 zubewegt, gegen den sie dann beim wiedereinschalten der Medienzufuhrdichten angepreßt wird.
Eine Umschaltung erfolgt also im drucklosen Zustand einfach dadurch, daß man die zu verschließende Abfuhrleitung nach unten und die zu öffnende Abführleitung nach oben verschwenkt. Die Kugel legt sich dann unter dem Einfluß der Schwerkraft vor den zu verschließenden Ventilsitz, gegen den sie nach dem öffnen der Zufuhrleitung 3 von dem unter Druck stehenden
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Medium abdichtend gepreßt wird. Im drucklosen Zustand muß daher noch keine abdichtende Wirkung am Ventilsitz erzielt werden, es genügt, wenn die Kugel in diesem Zustand in eine Lage verbracht wird, aus der sie beim Eintritt des unter Druck stehenden Mediums in den Hohlraum zwangsläufig gegen den zu verschließenden Ventilsitz gepreßt wird.
In den Figuren 5 und 6 ist ein weiteres bevorzugtes Auführungsbeispiel der Umschaltvorrichtung dargestellt, das dem der Figuren 1 bis 4 weitgehend gleicht; gleiche Teile tragen daher gleiche Bezugszeichen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist an das Gehäuse 1 ein die Zufuhrleitung 3 aufnehmender Rohrstutzen 20 angesetzt, auf dem durch eine Ringdichtung 21 abgedichtet ein Zufuhrrohr 22 axial unverschieblich drehbar gelagert ist. Durch diese Anordnung ist es möglich, das Gehäuse gegenüber dem Zufuhrrohr zu verdrehen. Bei einer im wesentlichen horizontalen Anordnung des Zufuhrrohres 22 können die Abführleitungen 4 und 5 einfach durch Verdrehen des Gehäuses 1 gegenüber dem Zufuhrrohr 22 in der oben beschriebenen Weise wahlweise geöffnet oder geschlossen werden.
In den Figuren 7 und 8 ist ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Umschaltvorrichtung dargestellt. Ein Gehäuse 31 weist einen Hohlraum 32 auf, der in drei im wesentlichen um 12O° gegeneinander versetzte Teilräume 33, 34, 35 unterteilt ist. An den äußeren Enden sind die Teilräume mit je einer Abfuhrleitung 36, 37, 38 verbunden, im Ubergangsbereich bilden die Teilräume Ventilsitze 39, 4O, 41 für zwei in dem Hohlraum frei bewegliche Ventilkörper,
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im dargestellten Fall für zv/ei Kugeln 42, 43. Der Querschnitt der Teilräume 33, 34, 35 ist derart gewählt, daß die Kugeln ohne weiteres von einem Teil in den anderen übertreten können. Irijclem allen TeilrSumen gemeinsamen zentralen Bereich des Hohlraumes mündet eine Zufuhrleitung 45 für das den einzelnen Abführleitungen wahlweise zuzuführende Medium. Die Abführleitungen 36, 37, 38 stehen über Düsenkörper mit dem Außenraum in Verbindung, wobei in Figur 8 nur zwei Düsenkörper 45, 46 sichtbar sind.
In ähnlicher Weise wie bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen bewegen sich die Kugeln 42 und 4 3 im drucklosen Zustand unter dem Einfluß der Schwerkraft nach unten und legen sich dabei jeweils in einen Teilraum in die Nähe dec jeweiligen Ventilsitzes. Beim Zuführen des unter Druck stehenden Mediums werden sie abdichtend gegen den jeweiligen Ventilsitz gedrückt, während das Medium über den jeweils oben liegenden Teilraum in die sich an diesen anschließende Abführleitung gelangt. Zum Umschalten verdreht man das Gehäuse 31 im drucklosen Zustand beispielsweise in Richtung des Pfeiles D um etwa 120°. Dann fällt die Kugel aus dem in Figur 7 links unten gezeichneten Teilraum in den in Figur 7 oben gezeichneten Teilraum, der dann seinerseits unten liegt. Auf diese Weise kann durch Wahl des Drehwinkels bestimmt werden, welche der Abführleitungen mit der Zufuhrleitung in Verbindung steht.
Grundsätzlich ist die Zahl der Teilräume nicht auf drei beschränkt, es können auch mehr Teilräume und entsprechend mehr Ventilkörper vorgesehen werden. Vorzugsv/eise ist die Zahl der Ventilkörper um eins kleiner als die Zahl der Abführleitungen;
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es können jedoch auch weniger Ventilkörper verwendet werden, wenn gewünscht wird, mehrere Abführleitungen gleichzeitig mit der Zufuhrleitung zu verbinden.
In den beschriebenen Ausführungsbeispielen werden als Ventilkörper bevorzugt Kugeln eingesetzt, es ist jedoch auch möglich, Ventilkörper anderer Form zu verwenden, beispielsweise Ventilstifte oder dergl.
Eine bevorzugte Anwendung findet der beschriebene Umschalter bei Hochdruckreinigungsgeräten, das sind Geräte, die eine unter hohem Druck stehende, vorzugsweise heiße Reinigungsflüssigkeit auf zu reinigende Gegenstände versprühen. Dabei soll der Reinigungsstrahl je nach Verwendungszweck eine andere Form haben, er soll beispielsweise weit gefächert oder scharf gebündelt sein. Man erreicht dies durch Düsen verschiedener Formgebung, die wahlweise mit der Zufuhrleitung für die Reinigungsflüssigkeit verbunden werden. Diese wahlweise vorzunehmende Verbindung läßt sich mit Hilfe der erfindungsgemäßen Umschaltvorrichtung durchführen.
In Figur 9 ist schematisch die BetHtigungspistole einer solchen Hochdruckreinigungsanlage dargestellt. Sie umfaßt im wesentlichen einen Zufuhrschlauch 50 für die Reinigungsflüssigkeit, ein in Form eines Pistolengriffes ausgebildete Abschaltvorrichtung 51 für die Reinigungsflüssigkeit und ein Strahlrohr 52, an das sich an dessen Spitze eine Umschaltvorrichtung 53 anschließt, wie sie oben beschrieben worden ist.Für den dargestellten Zweck eignet sich jedes der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele, besonders günstig ist es, wenn die Umschaltvorrichtung in der in den Figuren 5 und 6 dargestellten
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Weise gegenüber dem Strahlrohr 52 verdrehbar gelagert ist.
Selbstverständlich eignet sich die beschriebene Umschaltvorrichtung auch in anderen Fällen, in denen eine Leitung mit einer oder mehreren aus einer Vielzahl wahlweise selektiv verbunden werden soll.
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Claims (9)

  1. A 42 242 m ' ο τ η ·7 c c O
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    Patentansprüche :
    ί1.jUmschaltvorrichtung zum v/ahlweisen Verbinden einer Medienzufuhrleitung mit einer von mehreren Abführleitungen mit einem sowohl mit der Medienzufuhr-als auch mit den Abführleitungen in Verbindung stehenden Hohlraum, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (2; 32) an der AuSccnniundung der Abfuhr leitungen (4, 5; 36, 37, 38) als Ventilsitz (8, 9; 39, 40, 41) ausgebildet ist, daß sich in dem Hohlraum (2; 32) frei bewegliche Ventilkörper (10; 42, 4 3) befinden, die beim Andruck an einen Ventilsitz (8, 9; 39, 40, 41) die entsprechende Abführleitung (4, 5; 36, 37, 38) gegenüber dem Hohlraum (2; 32) abschließen, daß die Einmündung der Zufuhrleitung (3; 44) in den Hohlraum (2; 32) derart angeordnet ist, daß ein locker an einem Ventilsitz (8,9; 39, 40, 41) anliegender Ventilkörper (10; 42, 43) unter dem Einfluß des zugeführten ,unter Druck stehenden Mediums fest gegen diesen Ventilsitz (8,9 ;39, 40, 41) gedrückt wird, und daß minde-
    vieniqer
    stens ein Ventilkörper (10; 42, 43)/iir Hohlraum (2; 32) angeordnet ist als von diesem Abführleitungen (4, 5; 36, 37, 38) abgehen.
  2. 2. Umschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkörper Kugeln (1O; 42, 43) sind.
  3. 3. Umschaltvorrichtunq nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführleitungen (4, 5; 36, 37, 38) derart in den Hohlraum (2; 32) einmünden, daß die Ventilkörper (10; 42, 43) sich im druckentlasteten
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    22.Febr. 1977 - 1* - ·/1·'°°:
    -ι-
    Zustand unter dem Einfluß der Schwerkraft derart in die Nähe der zu verschließenden Abführleitungen bewegen, daP sie bei Druckbelastungen durch das Medium diese Abführleitungen verschließen, während eine der Abfuhrleitungen offen bleibt.
  4. 4. ümschaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Abführleitungen (4, 5) an im wesentlichen gegenüberliegenden Seiten des Hohlraumes (2) von demselben abgehen und ein einziger, frei beweglicher Ventilkörper (10) im Hohlraum (2) angeordnet ist.
  5. 5. Umschaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrleitung (3) zwischen dem den beiden Abführleitungen (4, 5) zugeordneten Ventilsitzen (8, 9) in den Hohlraum (2) einmündet.
  6. 6. Umschaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (32) drei um etwa 120 gegeneinander versetzte Teilräume (33, 34, 35) umfaßt, die an ihrem äußeren Ende je einen Ventilsitz (39, 40, 41 ) auf v/eisen und dort mit je einer Abführleitung (36, 37, 38) in Verbindung stehen und an ihrem inneren Ende miteinander über einen Querschnitt verbunden sind, der den freien Durchtritt der Ventilkörper (42, 43) gestattet, daß die Zufuhrleitung (44) im Bereich des allen drei Teilräumen (33, 34, 35) gemeinsamen Teils des Hohlraumes (32) in diesen einmündet und daß maximal zwei Ventilkörper (42, 43) im Hohlraum
    (32) angeordnet sind.
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  7. 7. Umschaltvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (2; 32) und die Abführleitungen (4, 5; 36, 37, 38) in einem Gehäuse (1; 31) angeordnet sind, welches an einer Zufuhrleitung (22) drehbar und dieser gegenüber abgedichtet gehalten ist.
  8. 8. Umschaltvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführleitungen (4, 5; 36, 37, 38) über Düsen (6, 7; 45, 46) mit dem Außenraum in Verbindung stehen.
  9. 9. Verwendung der Vorrichtung der Ansprüche 1 bis 8 als Wechseldüse einer Flüssigkeitsreinigungsanlage, bei welcher Reinigungsflüssigkeit wahlweise über verschiedene Düsen auf einen zu reinigenden Gegenstand gesprüht wird.
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