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Ein weiterer Nachteil herkömmlicher Verteilvorrichtungen besteht
darin, daß versehentlich eine falsche Leitungsverbindung hergestellt wird. Dies
hat u.U. erhebliche Auswirkungen auf den produktionsprozeß zur Folge und verursacht
einen entsprechenden Aufwand aufgrund der verlorengegangenen Produktmengen und/
oder unbrauchbar gewordenen Produktionsanlagen.
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Ferner geht Produktionszeit verloren. Es ist daher auch bekannt, zusätzliche
Überwachungseinrichtungen vorzusehen, die eine falsche Leitungsverbindung anzeigen
bzw. den Durchfluß eines Mediums erst freigeben, wenn ein entsprechendes positives
Signal der Überwachungseinrichtung vorliegt.
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Es ist bereits eine Verteilvorrichtung bekannt geworden, bei der
mehrere Vaterkupplungsteile stationär so angeordnet sind, daß benachbarte stationäre
Kupplungsteile jeweils gleichen Abstand voneinander haben und ihre Stirnflächen
in einer Ebene liegen und bei der zwei Mutterkupplungsteile mit Kupplungsringsegmenten
an den Enden eines 180°-Verteilerrohrbogens angebracht sind und einen Abstand voneinander
haben1 der dem Abstand benachbarter stationärer Vaterkupplungsteile entspricht (DE-PS
32 10 558). Bei einerderartigen Verteilvorrichtung können normalerweise immer nur
jeweils zwei Leitungen miteinander verbunden werden. Voraussetzung ist ferner, daß
die Enden der Leitung jeweils annähernd in einer Ebene liegen. Schließlich erfordert
die bekannte Verteilvorrichtung ebenfalls eine, wenn auch vereinfachte Manipulation
durch Hilfspersonal.
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Aus der genannten Druckschrift ist ferner eine Verteilvorrichtung
bekannt geworden, bei der mehrere stationäre Vaterkupplungsteile auf einem Kreisbogen
angeordnet sind, deren Stirnflächen in einer Ebene liegen, bei der im Kreismittelpunkt
ein weiteres Kupplungsteil stationär angeordnet ist, das ständig mit einem weiteren
Kupplungsteil drehbar gekuppelt ist, das am Ende eines t80°-Rohrbogens angeordnet
ist, wobei am anderen freien Ende des Rohrbogens ein Mutterkupplungsteil angebracht
ist, das wahlweise mit einem der stationären Vaterkupplungsteile verbindbar ist.
Bei einer derartigen Verteilvorrichtung wird immer nur eine erste Leitung wahlweise
mit einer von mehreren zweiten Leitungen verbunden. Eine Ausweitung dahingehend,
daß mehrere erste Leitungen wahlweise mit mehreren zweiten Leitungen verbunden werden
können, ist nicht möglich.
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Beide zuletzt genannten bekannten Verteilvorrichtungen verwenden
Durchgangskupplungen, die bündig und dichtend gegeneinander anliegende Stirnflächen
aufweisen, wobei das Mutterkupplungsteil ein Kupplungsringsegment aufweist, das
sich nur über eine Bogenlänge von 1800 oder weniger erstreckt und einen radialen
Flanschabschnitt aufweist, der eine radiale Haltekante des Vaterkupplungsteils hintergreift.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine durchgehend molchbare
Vorrichtung zum wahlweisen Verbinden mindestens einer ersten stationären Leitung
für Strömungsmittel mit einer Vielzahl von zweiten stationären Leitungen mit Hilfe
einer beweglichen Leitungsverbindung zu schaffen, die ohne zusätzlichen Manipulationsaufwand
eine einfache und schnelle Leitungsverbindung ermöglicht und die auch zur automatischen
Herstellung von Leitungsverbindungen geeignet ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die ersten
und zweiten Leitungen jeweils eine bewegliche Verbindungsleitung aufweisen, die
am freien Ende einen Verbindungskopf enthält, die Verbindungsköpfe der ersten Leitungen
mit Hilfe einer ersten Führung entlang paralleler erster Achsen und die Verbindungsköpfe
der zweiten Leitungen mit Hilfe einer zweiten Führung entlang paralleler zweiter
Achsen, die senkrecht zu den ersten Achsen verlaufen, geführt sind, und die Verbindungsköpfe
abgewinkelte Endstücke aufweisen, deren Enden die Mutterkupplungsteile bzw. Va-
terkupplungsteile
so halten, daß sämtliche Stirnflächen annähernd in einer Kupplungsebene liegen.
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Erfindungswesentlich ist, daß mit jeder stationären Leitung eine
bewegliche Verbindungsleitung verbunden ist, deren Kopf entlang einer geraden Achse
mit Hilfe einer Führung bewegbar ist. Da die Achsen der ersten und zweiten Verbindungsköpfe
aufeinander senkrecht stehen, gibt es für jeweils eine erste und eine zweite Verbindungsleitung
bzw. deren Kupplungsteil einen Kupplungspunkt bzw. eine Kupplungsposition, in der
die Stirnflächen der Kupplungsteile gegeneinander liegen. Werden daher bei einer
gewünschten Leitungsverbindung die Verbindungsköpfe der zugeordneten Verbindungsleitung
um den Betrag verfahren, den ihr gemeinsamer Verbindungspunkt von der Ausgangslinie
hat, gelangen beide Verbindungsköpfe bzw. deren Kupplungsteile automatisch in Fluchtlage.
Das Mutterkupplungsteil besitzt ein Kupplungsringsegment, das mit einer Haltekante
des Vaterkupplungsteils zusammenwirkt. Es versteht sich, daß das Ringsegment so
angeordnet sein muß, daß es bei einem Zusammenfahren der Kupplungsteile in um 90O
versetzten Richtungen die Haltekante ergreifen kann.
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Bei der erfindungsgemäßen Verteilvorrichtung liegen die Kupplungspositionen
auf den Knoten eines Gitters bzw. den Schnittpunkten einer Matrix. Sind die Verbindungsköpfe
so ausgeführt, daß die Kupplungsstirnflächen einen ausreichenden Abstand haben von
ihrer Führung, können beliebig viele Verbindungen hergestellt werden, ohne daß sich
die Verbindungsköpfe gegenseitig behindern.
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Die erfindungsgemäße Verteilvorrichtung weist eine Reihe von erheblichen
Vorteilen auf.
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Die einzelnen Kupplungspositionen oder -punkte lassen sich sehr eng
zusammenrücken, so daß der Gesamtplatzbedarf äußerst gering ist. Ferner braucht
der Kupplungsbereich, falls eine automatische Verstellung der Verbindungsleitungen
erfolgt bzw. eine mit Hilfe von Kraftantrieben, nicht begangen zu werden. Gefährdungen
von Bedienungspersonen entfallen mithin.
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Die erfindungsgemäße Verteilvorrichtung eignet sich für die vollständige
automatische Herstellung von Leitungsverbindungen. Sind die entsprechenden Leitungen
richtig angesteuert, ergibt sich automatisch auch eine korrekte Kupplung. Die Herstellung
falscher Leitungsverbindungen ist insoweit ausgeschlossen. Zusätzliche Überwachungsmaßnahmen
sind nicht erforderlich.
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Eine besonders raumgünstige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor,
daß die ersten und zweiten Achsen jeweils in einer Ebene liegen. Ferner haben die
ersten und zweiten Achsen vorzugsweise den gleichen Abstand voneinander. Der Abstand
der Achsen wird bestimmt durch den Mindestabstand der Führungen voneinander.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Verbindungsleitungen
Schläuche sind, die zwischen der zugeordneten stationären Leitung und dem Verbindungskopf
eine Schleife aufweisen, wenn der Verbindungskopf nicht in der voll ausgefahrenen
Position ist.
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Bei dieser Ausführungsform muß der Verbindungskopf selbst mit der
Führung zusammenwirken, damit das zugehörige Kupplungsteil mit seiner Stirnfläche
in der Kupplungsebene geführt ist. Die Schlauchschleife sorgt dafür, daß jeweils
ausreichender Schlauchvorrat vorhanden ist, damit alle Kupplungspositionen angefahren
werden können.
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Eine dazu alternative Ausgestaltung sieht vor, daß die Verbindungsleitungen
Teleskoprohre aufweisen. Bei
kleineren Nennweiten kann die Führung
bei den Teleskoprohren durch die Rohre selbst erfolgen, wenn die Ausladung des ausgefahrenen
Teleskoprohrteils nicht zu groß ist. Bei größeren Ausladungen bzw. größeren Nennweiten
wird der Verbindungskopf zweckmäßigerweise geführt, um die Stirnflächen der Kupplungsteile
entlang der Kupplungsebene zu führen.
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Schließlich können auch Gelenkrohrverbindungen eingesetzt werden,
um die Verbindungsköpfe beweglich zu machen. Für alle beweglichen Verbindungsleitungen
ist es jedoch vorteilhaft, wenn eine Arretierung in den jeweiligen Kupplungspositionen
vorgesehen ist, die verhindert, daß die Kupplungsteile auseinanderbewegt werden.
Eine Arretierung der Kupplungsteile unmittelbar ist nicht erforderlich.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist mit den Verbindungsköpfen
jeweils eine Antriebsvorrichtung gekoppelt, die mit einer Steuervorrichtung verbunden
ist dergestalt, daß jeder Verbindungskopf entlang seiner Verstellachse zu den jeweiligen
Kupplungspunkten fahrbar ist. Die Steuervorrichtung steuert die jeweiligen Antriebsvorrichtungen
derart, daß die Verbindungsköpfe taktweise bewegt werden, wobei die größte Taktlänge
jeweils dem Abstand zweier Kupplungspunkte entspricht. Die Steuervorrichtung kann
eine mechanische oder eine elektronische Taktung vornehmen.
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Die besondere Ausführung von Vater- und Mutterkupplungsteilen bedingt,
daß nach Möglichkeit einer der beiden Kupplungsteile zuerst die Kupplungsposition
erreicht. In einer Ausgestaltung der Erfindung bringt die Steuervorrichtung die
Vaterkupplungsteile vor dem zugeordneten Mutterkupplungsteil in die Kupplungsposition.
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Für die Führung der Verbindungsköpfe bieten sich verschiedene konstruktive
Lösungen an. Eine besteht erfindungsgemäß darin, daß die ersten und zweiten Führungen
parallele Schienen aufweisen, an denen die Verbindungsköpfe gleitend oder rollend
geführt sind. Alternativ können die ersten und zweiten Führungen auch von parallelen
Rollenbahnen gebildet sein, an denen die Verbindungsköpfe rollend geführt sind.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert
F i g. 1 zeigt äußerst schematisch eine Darstellung der erfindungsgemäßen Verteilvorrichtung.
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F i g. 2 zeigt ebenfalls äußerst schematisch einen Verbindungsschlauch
für eine erfindungsgemäße Verteilvorrichtung.
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F i g. 3 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach Fig. 1 entlang
der Linie 3-3, jedoch mit zusätzlichen konstruktiven Einzelheiten.
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F i g. 4 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach F i g. 3
entlang der Linie 4-4.
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In F i g. 1 ist eine erste Gruppe von Teleskoprohren 10 dargestellt
mit einem stationären äußeren Rohr 11 und einem beweglichen Innenrohr 12. Die beweglichen
Rohre 12 sind am freien Ende zu einem 90°-Bogen gekrümmt und weisen ein Kupplungsteil
13 auf. Es sei angenommen, daß die Teleskoprohre 12 sich unterhalb der Zeichenebene
befinden. Dann befinden sich Stirnflächen der Kupplungsteile 13 in der Zeichenebene.
Alle Teleskoprohre 12 sind in Richtung Y-Achse verstellbar.
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Die Verstellvorrichtung ist nicht gezeigt.
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Eine zweite Gruppe Teleskoprohranordnungen 14 weist feste Rohre 15
und bewegliche Rohre 16 auf. Die festen Rohre 15 sind ebenso wie die festen Rohre
11 mit jeweils einer stationären Leitung auf nicht gezeigte Art
und Weise verbunden.
Die beweglichen Rohre 16 sind an den Enden in einem 90°-Bogen gekrümmt. Es sei angegenommen,
daß die Rohre 16 sich oberhalb der Zeichenebene befinden, dann liegen Stirnflächen
von Kupplungsteilen 17 an den Enden der Rohre 16 in der Zeichenebene. Die beweglichen
Rohre 16 sind in X-Richtung verstellbar.
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Aus dem gestrichelt gezeichneten Gitter in F i g. list zu erkennen,
daß jeweils zwei bewegliche Rohre 12, 16 mittels ihrer Kupplungsteile 13, 17 in
einem Punkt kuppelbar sind. Dies ist in F i g. 1 für den Punkt 18 beispielhaft dargestellt.
Die Art der Führung der beweglichen Rohre 12, 16 und der Aufbau der Kupplungsteile
13, 17 wird anhand der F i g. 3 und 4 näher erläutert.
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Wie bereits erwähnt, sind die beweglichen Rohre 12, 16 mit einem
90°-Rohrbogen 20, 21 versehen. An das Ende des Rohrbogens 21 ist das Mutterkupplungsteil
17 angeschweißt, das eine metallische Stirnfläche 22 aufweist. Am Ende des Rohrbogens
20 ist das Vaterkupplungsteil 13 angeschweißt, das eine metallische Stirnfläche
23 aufweist, in die eine Dichtung 24 eingelassen ist.
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In der gekuppelten Stellung liegen die Stirnflächen 22, 23 dichtend
gegeneinander. Das Mutterkupplungsteil 17 ist am Umfang mit einer Ringnut 25 versehen,
und das Vaterkupplungsteil 13 mit einer umlaufenden Ringnut 26. Ein im Querschnitt
annähernd U-förmiger Haltering 27 erstreckt sich um geringfügig weniger als 1800
um das Mutterkupplungsteil, wie aus F i g. 4 zu erkennen, und sitzt mit einem Schenkel
in der Ringnut 25. In der Kupplungsstellung greift der andere Schenkel des Halterings
27 in die Nut 26, deren dem Mutterkupplungsteil 17 nächstgelegene Nutwand eine Haltekante
darstellt.
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Hat das Vaterkupplungsteil 13 etwa die in F i g. 1 dargestellte Position
18 bereits erreicht, kann das Mutterkupplungsteil mit Hilfe des Halterings 27 mit
dem Vaterkupplungsteil in Verbindung treten, wenn es entlang der X-Achse bewegt
wird.
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Das insgesamt ringförmige Vaterkupplungsteil 13 ist von einem im
Querschnitt rechteckigen Ring 28 umgeben, der am Kupplungsteil befestigt ist. Gegen
die Unterseite von Kupplungsteil 13 und Ring 28 ist ein rechteckiges Führungsstück
29 angebracht, das an parallelen gegenüberliegenden Seiten im Querschnitt rechteckförmige
Führungsnuten 30, 31 aufweist, in die Führungsschienen 32, 33 eingreifen. Die Führungsschienen
sind an Stangen 35 aufgehängt. Es ist deutlich, daß zu jedem Verbindungskopf bzw.
beweglichem Rohr 12 der Y-Achse zwei Führungsschienen 32,33 gehören.
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Um das kreisförmige Mutterkupplungsteil 17 ist ein Ring 36 mit Hilfe
eines Schraubenbolzens 37 festgelegt, mit dem mit Hilfe einer Schraube 38 ein Verbindungsteil
39 festgelegt ist. Das Verbindungsteil 39 ist mit dem Haltering 27 des Mutterkupplungsteils
17 verbunden.
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Der Ring 36 ist seinerseits über vier Schrauben 40 mit einem rechteckigen
Führungsstück 41 verbunden, das ähnlich wie das Führungsstück 29 an gegenüberliegenden
Seiten Führungsnuten aufweist zum Eingriff der Führungsschienen 42, 43 (siehe F
i g. 4). Die Führungsschienen 42,43 sind über die gleichen Stangen 35 aufgehängt.
Auch für die X-Richtung sind mithin jeweils zwei Führungsschienen 42, 43, für ein
bewegliches Rohr 16 bzw. einen Verbindungskopf 21 erforderlich.
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An einer Halterung 44, die zum einen am Führungsstück 41 bei 45 und
zum anderen an einem entfernten ortsfesten Punkt befestigt ist, ist eine Kette 46
angebracht, die mit einem nicht gezeigten Kettenrad in Eingriff bringbar ist. Das
Kettenrad wird von einem geeigneten Antriebsmotor angetrieben. Eine Drehung des
Kettenrades
führt zu einer translatorischen Bewegung der Kette 46 und damit zu einer Bewegung
des Mutterkupplungsteils 17 in X-Richtung. Ein entsprechender Antrieb ist für den
Verbindungskopf 20 vorgesehen. Eine nicht gezeigte Steuervorrichtung kann so ausgelegt
sein, daß die in F i g. 1 dargestellten Kupplungspositionen für die einzelnen Teleskoprohre
10, 14 erreicht werden. Dabei wird vorzugsweise das Vaterkupplungsteil 13 zunächst
in Position gefahren, bevor das Mutterkupplungsteil 17 folgt. Der Kupplungsring
27 wirkt daher mit dem Vaterkupplungsteil 13 zusammen, nachdem letzteres seine Endstellung
bereits erreicht hat.
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In den Fig. 1, 3 und 4 wurden Teleskopanordnungen für die bewegliche
Leitungsverbindung beschrieben. Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 ist die Leitungsverbindung
von einem Schlauch gebildet. In F i g. 2 ist ein Schlauch 50 dargestellt, der am
freien Ende mit 90°-Bogen 51 versehen ist, der an seinem freien Ende z. B. ein Mutterkupplungsteil
52 hält, das in der Kupplungsebene 53 in X-Richtung bewegbar ist. Die hierfür erforderliche
Führung kann so ausgebildet sein, wie anhand der F i g. 3 und 4 erläutert. Der Schlauch
15 ist über eine lose Rolle 53 geführt und bildet hinter dieser eine Schleife 54.
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Am anderen Ende ist der Schlauch mit einer stationären Leitung 55
verbunden. Eine nicht gezeigte Antriebsvorrichtung bewegt den Verbindungskopf 51
jeweils in die gewünschte Kupplungsposition. 56 bezeichnet ein Vaterkupplungsteil
am 90°-Rohrbogen 57, der mit einem Schlauch 58 - entsprechend Schlauch 50 - verbunden
ist. Eine Vielzahl derartiger Verbindungsschläuche ersetzt die Teleskoprohranordnung
nach F i g. 1 in X-und Y-Richtung. Statt der Schläuche können auch Gelenkarme verwendet
werden, die, z. B. scherenartig angeordnet, eine Bewegung der Kupplungsteile zulassen.
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Unabhängig von der Beschaffenheit der Verbindungsleitungen ist die
gezeigte Verteileranordnung durchgehend molchbar.
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Wie aus F i g. 1 erkennbar, ist es vorteilhaft, für alle Verbindungsleitungen
eine neutrale Endposition vorzusehen, die entlang der X- bzw. Y-Richtung verläuft.
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Wie ohne weiteres ersichtlich, lassen sich Verteileranordnungen der
gezeigten Art völlig automatisch nach einem vorgegebenen Programm steuern. Eine
separate Überwachung auf Zustandekommen korrekter Verbindungen ist nicht notwendig.
Richtig angesteuerte Verbindungsleitungen können keine falsche Verkupplungen bewirken.
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