特許 7470253 プラスチック溶融物および中粘度から高粘度の別の流体のための方向制御弁ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-09

(45)【発行日】2024-04-17

(54)【発明の名称】プラスチック溶融物および中粘度から高粘度の別の流体のための方向制御弁ユニット

(51)【国際特許分類】

   B29C 48/255 20190101AFI20240410BHJP

   F16K 11/074 20060101ALI20240410BHJP

【ＦＩ】

B29C48/255

F16K11/074 Z

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2023517346

(86)(22)【出願日】2022-06-13

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-10-05

(86)【国際出願番号】 DE2022100439

(87)【国際公開番号】W WO2022262904

(87)【国際公開日】2022-12-22

【審査請求日】2023-03-15

(31)【優先権主張番号】102021115905.9

(32)【優先日】2021-06-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】514054214

【氏名又は名称】グノイス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｇｎｅｕｓｓ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｍｏｅｎｉｃｈｈｕｓｅｎ ４２， Ｄ－３２５４９ Ｂａｄ Ｏｅｙｎｈａｕｓｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】ダニエル グノイス

(72)【発明者】

【氏名】シュテファン グノイス

(72)【発明者】

【氏名】デトレフ グノイス

【審査官】加藤 昌人

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２０／２６２４８０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－０６４１３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０６－０３５７４５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００７－２７１０２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００２／０１２４８９５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１２６８６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５２７６１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０５９９１１８９（ＣＮ，Ｕ）

【文献】国際公開第０３／０９０９９９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｋ １１／００－１１／２４

Ｂ２９Ｃ ４８／２５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラスチック溶融物および中粘度から高粘度の別の流体のための方向制御弁ユニット（１００；１００’；１００’’）であって、該方向制御弁ユニット（１００；１００’；１００’’）がケーシング（１０）を有しており、該ケーシング（１０）が、
－少なくとも１つの主流通路（４１）を備えた流入プレート（１１）と、
－少なくとも１つの主流通路（４３）を備えた流出プレート（１２）と、
－少なくとも１つの支流通路（４２；４４）と、
を少なくとも備えており、
前記流入プレート（１１）と前記流出プレート（１２）との間に少なくとも１つの中間プレート（１３，１４）および／または少なくとも１つのスペーサ要素（１５）が配置されており、
前記方向制御弁ユニット（１００；１００’；１００’’）が、前記ケーシング（１０）内に旋回可能または回転可能に支持された少なくとも１つの切換要素（２０；２０’；２０’’）を有しており、該切換要素（２０；２０’；２０’’）が、
－前記流入プレート（１１）と前記流出プレート（１２）との間に配置されており、
－出発位置において、少なくとも１つの貫通開口（２２，２３；２３’；２２’’）を介して前記主流通路（４１，４３）を互いに接続し、
－少なくとも１つの切換位置において、前記切換要素（２０；２０’；２０’’）の、一方の側のみに開放した少なくとも１つの変向通路（２４，２５；２４’’，２５’’）を介して、前記主流通路（４１，４３）のうちの少なくとも１つの主流通路を前記少なくとも１つの支流通路（４２，４４）にその都度接続する、
方向制御弁ユニット（１００；１００’；１００’’）において、
－前記切換要素（２０；２０’；２０’’）がセグメント状に形成されており、前記中間プレート（１３，１４）および／または前記少なくとも１つのスペーサ要素（１５）に隣接して配置されており、
－前記流入プレート（１１）および／または前記流出プレート（１２）内に存在し、かつ前記切換要素（２０；２０’；２０’’）に面している前記主流通路（４１，４３）の開き開口と前記少なくとも１つの支流通路（４２，４４）の開き開口とが、前記切換要素（２０；２０’；２０’’）の旋回軸線（１９）に関して、互いに異なる部分円（１，２）上に配置されており、
－前記変向通路（２４，２５；２４’’，２５’’）が、前記部分円（１，２）間で前記切換要素（２０；２０’；２０’’）上に延びている
ことを特徴とする、方向制御弁ユニット（１００；１００’；１００’’）。

【請求項2】

前記流入プレート（１１）と前記流出プレート（１２）とが、それぞれ１つの主流通路（４１，４３）および支流通路（４２，４４）を有している、請求項１記載の方向制御弁ユニット（１００；１００’；１００’’）。

【請求項3】

前記切換要素（２０；２０’；２０’’）が、両側でそれぞれ１つの変向通路（２４，２５；２４’’，２５’’）を有している、請求項２記載の方向制御弁ユニット（１００；１００’；１００’’）。

【請求項4】

前記切換要素（２０；２０’；２０’’）が、両部分円（１，２）上にそれぞれ１つの貫通開口（２２，２３；２２’’）を有している、請求項２または３記載の方向制御弁ユニット（１００；１００’；１００’’）。

【請求項5】

前記切換要素（２０’’）が、開放した前記主流通路と、前記支流通路（４２，４４）の少なくとも１つの区分との間で流れ接続を形成するために、少なくとも１つの変向通路（２４’’，２５’’）を有しており、該変向通路（２４’’，２５’’）が、前記部分円（１，２）間に延びていて、かつ前記貫通開口（２２，２３；２３’；２２’’）のうちの１つの貫通開口に接続している、請求項１から４までのいずれか１項記載の方向制御弁ユニット（１００’’）。

【請求項6】

前記切換要素（２０；２０’；２０’’）上の半径方向内側に位置する前記貫通開口（２２）および前記変向通路（２４，２５；２４’’，２５’’）のサイズ、形状および位置が、前記流入プレート（１１）および／または前記流出プレート（１２）に設けられた前記主流通路（４１，４３）の前記開き開口のサイズおよび位置に関して、前記切換要素（２０；２０’；２０’’）の旋回時に前記開き開口が前記貫通開口（２２）に、または前記変向通路（２４，２５；２４’’，２５’’）に、あるいは前記貫通開口（２２）および前記変向通路（２４，２５；２４’’，２５’’）の両方に絶えず重なっているように、選択されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の方向制御弁ユニット（１００；１００’；１００’’）。

【請求項7】

前記切換要素（２０；２０’；２０’’）における前記主流通路（４１，４３）の前記開き開口と、前記切換要素（２０；２０’；２０’’）上の対応する前記貫通開口（２２）とが、前記少なくとも１つの支流通路（４２，４４）の前記開き開口よりも、前記旋回軸線（１９）の近傍に配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の方向制御弁ユニット（１００；１００’；１００’’）。

【請求項8】

少なくとも１つの貫通開口（２２，２３）と前記変向通路（２４，２５；２４’’，２５’’）との間で、前記切換要素（２０；２０’；２０’’）上に少なくとも１つのブリッジウェブ（２６）が形成されており、該ブリッジウェブ（２６）が、前記主流通路（４１，４３）の前記開き開口の直径よりも狭い、請求項１から７までのいずれか１項記載の方向制御弁ユニット（１００；１００’；１００’’）。

【請求項9】

前記貫通開口（２２，２３）が、同一の半径方向線上に位置しており、かつ前記変向通路（２４，２５；２４’’，２５’’）の長手方向の延在長さが、前記部分円（１，２）間で半径方向を向いている、請求項４から８までのいずれか１項記載の方向制御弁ユニット（１００；１００’；１００’’）。

【請求項10】

外側の前記部分円（２）上に位置する前記貫通開口（２３）の接線方向の延在長さが、内側に位置する前記貫通開口（２２）の接線方向の延在長さよりも大きい、請求項４から９までのいずれか１項記載の方向制御弁ユニット（１００；１００’；１００’’）。

【請求項11】

前記外側の貫通開口（２３’）が、長孔形または円弧形に形成されていて、前記外側の部分円（２）に沿って延びている、請求項１０記載の方向制御弁ユニット（１００’）。

【請求項12】

前記流入プレート（１１）に設けられた前記主流通路（４１）および前記支流通路（４２）の、前記切換要素（２０；２０’；２０’’）への移行部におけるそれぞれの前記開き開口または前記流出プレート（１２）に設けられた前記主流通路および前記支流通路の、前記切換要素（２０；２０’；２０’’）からの移行部におけるそれぞれの前記開き開口が、１つの多角形内に配置されており、該多角形が、互いに接触している前記プレート（１１，１２，１３，１４）を通って、かつ場合によっては前記スペーサ要素（１５）を通って延びる複数の緊締要素（１７，１８）により形成されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方向制御弁ユニット（１００；１００’；１００’’）。

【請求項13】

三角形を形成する３つの緊締要素（１７，１８）が設けられている、請求項１２記載の方向制御弁ユニット（１００；１００’；１００’’）。

【請求項14】

前記変向通路（２４，２５；２４’’，２５’’）が、前記切換要素（２０；２０’；２０’’）の一方の側に加工された少なくとも１つの溝または凹部により形成されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の方向制御弁ユニット（１００；１００’；１００’’）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１の前提部に記載の特徴を備えた、プラスチック溶融物および中粘度から高粘度の別の流体のための方向制御弁ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

方向制御弁ユニットは、独国特許出願公開第１００３０５８４号明細書から公知である。２つのケーシングプレートの間で回転可能に支持された少なくとも１つの切換要素は、プラスチック溶融物が典型的に高圧かつ高温である場合でも、確実に切り替わる。切換要素を備えた１つの実施形態は、３ポート２位置弁として構成されており、１つの流入通路からの主流経路を、２つの出口のうちの一方に選択的に向けることを可能にする。円形ディスク形の２つの切換要素により、４ポート７位置弁が提供される。この４ポート７位置弁は、合計４つの接続部間の広範な切換性を可能にする。これにより、分離した２つの循環路を相並んで運転することができ、これらの循環路間の選択的な移行を提供することができる。切換要素が円形のディスクとして形成されているので、対応して大きなケーシングが設けられており、これにより方向制御弁ユニットを設置するために大きな構造空間が必要とされる。さらに、少なくとも１つの切換要素の回転による切換えの瞬間に流体流が中断され、これは、前置かつ後置された製造手段内で圧力ピークによる問題を引き起こす。

【0003】

国際公開第２００３／０９０９９８号には、単純な濾過装置が記載されている。この濾過装置では、２つの篩要素を備えた篩支持体の旋回により、その都度一方または他方の篩要素を製造流内へ旋回させることができる。両篩位置間の切換時に、製造流は中断される。濾過機能を有しない切換弁としての使用は記載されておらず、可能でもない。なぜならば、出口側において分岐する２つの管路が接続可能ではなく、可動の篩支持体に切換可能性が与えられていないからである。

【0004】

国際公開第２００３／０９０９９７号は、別の篩交換装置を示している。この篩交換装置では、セグメント状の支持体上に配置された２つの篩のうちの一方の篩を、支持体の旋回により製造流内に移動させるか、または製造流から取り出すことができる。支流通路等を介した切換可能性は開示されていない。

【0005】

独国特許発明第１０２００９０１４０２９号明細書は、切換弁を記載している。この切換弁により、たしかに、一方の出口管路から他方の出口管路への切換中にも製造流を中断しないという目的が達成される。しかし、構造形式は、冒頭で述べた方向制御弁ユニットとは完全に異なっている。なぜならば、この切換弁の構造形式は、ケーシングに設けられた孔内で軸方向に摺動可能な円筒形のピンに基づいているからである。密な結合部を達成するために、ピンと孔との間の嵌合のための高い製造手間が必要となる。材料除去に結びつく後加工は、たとえば不可能である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

したがって、本発明の課題は、プラスチック溶融物および類似する高い粘度を有する流体のために適した方向制御弁ユニットを改良して、主流通路から少なくとも１つの支流通路への流体の移行を可能にし、小さなスペース需要を有しており、かつたとえば円筒ピンを備えた切換弁よりも簡単に製造および後加工できるようにすることである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この課題は、請求項１の特徴部に記載の特徴を備えた、プラスチック溶融物のための方向制御弁ユニットによって解決される。

【0008】

本発明によれば、第一には、切換要素がセグメント状、特に円セグメント状に形成されていることが規定されている。支持は、縁部側で直接に行われるのではなく、旋回軸線は、セグメントの中心の方向にずらされている。セグメントの狭い側が切換カムとして働き、この切換カムにおいて、特にハイドロリックシリンダによって線形に作用する駆動装置のような駆動装置への結合部が形成される。

【0009】

通流可能な切欠きがセグメント面の別の部分に配置されており、旋回軸線は、これらの切欠きの間に位置している。通流可能な切欠きが、特に完全な円の１／６～１／８のサイズを有する１つの円セグメント上に配置されることにより、切換要素として少なくとも１つの円形ディスクを備えた公知の方向制御弁における構造空間よりも必要とされる構造空間が著しく小さくなる。

【0010】

さらに、本発明は、主流通路および支流通路のための通流可能な切欠きが、半径方向で互いに離れて配置されているか、または互いに異なる２つの部分円間に延びている構成を規定している。これにより、圧力が加えられる領域は、単独の半径方向線に隣接する狭い領域に減少し、良好に密閉することができる。

【0011】

ケーシングの構造は、篩ホイール濾過装置の構造に類似している。つまり、可動の切換要素が流入プレートと流出プレートとの間に支持されており、流入プレートと流出プレートとは、挿入された中間プレートによって、かつ／または別のスペーサ要素によって互いに間隔を空けて保持されており、この場合に切換要素と流入プレートおよび流出プレートとの間にはそれぞれ最小限の隙間が生じる。この隙間は切換要素の運動を可能にするが、相応の高い粘度を有する流体の流出を阻止する。

【0012】

圧力が加えられる領域は、多角形内に位置していることが望ましく、この多角形は、ケーシングの複数のプレートを互いにねじ締結し、可動の切換要素の影響を受けながら互いに予荷重を加える複数の緊締要素により形成されている。

【0013】

好適な１つの実施形態は、通流可能な切欠きが配置されている予荷重が加えられた三角形（Vorspanndreieck）を形成する単に３つの緊締ピンまたは緊締ねじを規定している。

【0014】

さらに好適には、緊締ピンまたは緊締ねじのうちの１つは、切換要素が周囲を旋回可能である軸を同時に形成している。

【0015】

変向通路は、セグメント表面から深さ方向に延びているが、セグメントディスクの完全な貫通にはつながらない切欠きである。縁部は、溝のように表面に対して垂直に形成されているか、または丸み付けもしくは面取りされて窪みの形態で形成されていてよい。変向通路は、切換要素の一方の側の流れを一方の流れ通路から他方の流れ通路に案内する働きをするが、通流させる働きはしない。

【0016】

切換時に主流通路を中断することのない運転を可能にするために、好適には、切換要素上の半径方向内側に位置する貫通開口および変向通路のサイズ、形状および位置が、流入プレートおよび／または流出プレートに設けられた主流通路の開き開口のサイズおよび位置に関して、切換要素の旋回時に開き開口が貫通開口に絶えず重なっているように、選択されていることが規定されている。これにより、主流通路は遮断されず、中断のない運転が可能にされている。

【0017】

本発明に関連して、「遮断されない」または「中断されない」とは、特に、流れ通路横断面が、方向制御弁ユニットのいかなる運転状態においても、方向制御弁ユニットにおいて切換要素によってそれぞれの流れ通路の横断面積の８０％を上回るほど覆われる、かつ／または、切換処理中に流れ通路における横断面変化によって急激な圧力上昇が発生するように、強く狭められないことを意味している。

【0018】

中断されない運転のために、特に半径方向内側に位置する貫通開口と変向通路との間で、主流通路の開き開口の直径よりも狭いブリッジウェブが切換要素上に形成されている。

【0019】

別の１つの実施形態では、互いに独立した２つの循環路における中断のない運転と、循環路間の中断のない切換えが可能である。このために、切換要素上の半径方向外側に位置する貫通開口および変向通路のサイズ、形状、および位置が、流入プレートおよび／または流出プレートの支流通路の開き開口のサイズおよび位置に関して、切換要素の旋回時に開き開口が貫通開口または変向通路のいずれか、または両方に絶え間なく重なっているように、選択されている。

【0020】

さらに、外側の貫通開口の直径を、内側の貫通開口の直径よりも著しく大きく選択し、外側の貫通開口と内側の貫通開口との間に設けられている片側の溝を相応に形成することが可能である。これは、特に貫通開口の接線方向の延在長さまたはそれぞれの部分円弧に沿った延在長さに関する。

【0021】

開口横断面がそれぞれ同一の部分円上にあるので、切換を引き起こすために切換要素の小さな旋回角度で十分であり、同時に内側の部分円上の開口横断面と外側の部分円上の開口横断面とが重なる。

【0022】

内側の部分円上の開口と外側の部分円上の開口とのために円形の横断面を設けることも可能である。このためには、セグメント状の切換要素を長く形成する必要があり、これにより、構造サイズは全体的に増大する。

【0023】

したがって、外側の貫通開口および／または変向通路の外側の区分が、長孔形または円弧形に形成されていて、外側の部分円に沿って延びていると、特に好適である。しかし、両方の部分円上の開口のそれぞれの半径方向の広がりは、ほぼ等しい。これにより、同様に切換中の横断面の絶え間ない重なりを達成することができ、極めてコンパクトな構造サイズが達成される。

【0024】

好適な１つの実施形態では、ケーシングプレートの主流通路および支流通路は、それぞれ円形の横断面を有している。なぜならば、円形の横断面は容易に製造することができるからである。しかし、ケーシングにおける楕円形または長孔形の横断面も可能である。

【0025】

本発明を、４ポート２位置弁として構成された方向制御弁ユニットの図面に示された実施例に関して以下に詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】方向制御弁ユニットを斜め前方から見た斜視図である。

【図2】方向制御弁ユニットを斜め後方から見た斜視図である。

【図3A】第１の実施形態による方向制御弁１００の１つの位置を示す図である。

【図3B】第１の実施形態による方向制御弁１００の別の位置を示す図である。

【図3C】第１の実施形態による方向制御弁１００のさらに別の位置を示す図である。

【図4】出発位置にある方向制御弁ユニットを示す概略的な横断面図である。

【図5】切換位置にある方向制御弁ユニットを示す概略的な横断面図である。

【図6】第２の実施形態による方向制御弁ユニットを示す概略的な横断面図である。

【図7A】第３の実施形態による方向制御弁の１つの位置を示す図である。

【図7B】第３の実施形態による方向制御弁の別の位置を示す図である。

【図7C】第３の実施形態による方向制御弁のさらに別の位置を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

図１は、方向制御弁ユニット１００を斜め前方から見た斜視図で示している。この方向制御弁ユニット１００は、ケーシング１０と、このケーシング１０内に旋回可能に支持された切換要素２０と、切換要素２０のための駆動ユニット３０とを備えている。

【0028】

ケーシング１０は、
－流入側の開き開口１１．１において開口する主流通路４１と、開き開口１１．２において開口する支流通路４２とを備えた流入プレート１１と、
－複数の中間プレート１３，１４および１つのスペーサ要素１５と、
－主流通路および支流通路のための流出開口および開き開口を含む流出プレート１２と、
を有している。

【0029】

プレート１１，１２，１３，１４およびスペーサ要素１５は、プレートスタック全体を通って横方向に延びる３つの緊締ピン１７，１８を介して互いに結合され、かつ互いに対して予荷重が加えられている。

【0030】

駆動ユニット３０は、ケーシング１０の上側に配置され、平行な２つのクロスバー３２を備えている。これらのクロスバー３２のうち、図１において手前側のクロスバーは、見易くするために透明に図示されている。ハイドロリックシリンダ３１が駆動装置を構成している。ハイドロリックシリンダ３１は、軸３４において旋回可能にクロスバー３２間に支持されている。ハイドロリックシリンダ３１のピストンロッドは、フォーク要素３３を介して切換要素２０のカム２９に接続されている。

【0031】

図２は、方向制御弁ユニット１００を後側かつ斜め下方から、つまり流出側から見た斜視図で示している。流入プレート１１と流出プレート１２との間に配置された要素、すなわち固定的に配置された中間プレート１３，１４および旋回可能に配置された切換要素２０が見えるようにするために、流出プレート１２は透明に図示されている。切換要素２０は、孔によってスペーサ要素１５上に支持されており、孔とスペーサ要素１５との間には滑り軸受が形成されている。さらに、スペーサ要素１５を含むプレート１１，１２，１３，１４のプレートスタック全体を通って横方向に延びる３本の緊締ピン１７，１８の配置および経路が確認可能である。上側の緊締ピン１８の中心は、旋回軸線１９を同時に形成し、この旋回軸線１９を中心として切換要素２０が運動可能である。

【0032】

切換要素２０は、円セグメント形（扇形）である。切換要素２０の、流入プレート１１または流出プレート１２に面した表面の大部分は、シール面２１として形成されている。シール面２１内には、流体を導通させるための切欠きと、軸受として働くスペーサ要素１５とが配置されている。カム２９は、上側でケーシング１０から突出し、駆動装置に接続されている。

【0033】

主流通路４３は、流出プレート１２を横方向に貫通して、流出側の開き開口１２．１にまで延びている。さらに流出プレート１２内には、湾曲した支流通路４４が延びており、この支流通路４４は、流出プレート１２の側面に配置されている、流出側の開き開口１２．２において開口している。

【0034】

中間プレート１３，１４とスペーサ要素１５とは、流入プレート１１と流出プレート１２とを、互いに対して一定の正確に定義された間隔で配置するという役割を有している。さらに、中間プレート１３，１４は、切換要素２０の運動を制限するための固定ストッパとして働くことができる。

【0035】

中間プレート１３，１４またはスペーサ要素１５の厚さと切換要素２０の厚さとは、中間プレート１３，１４およびスペーサ要素１５の小さな過剰寸法が存在するように、互いに調整されていなければならず、これにより、シール面２１の領域における切換要素２０と、流入プレート１１および流出プレート１２の、シール面２１に接触する面との間に最小限の隙間が形成される。この隙間は、流入プレート１１および流出プレート１２に対する切換要素２０の運動を可能にするが、他方では、プラスチック溶融物のような中粘度から高粘度の媒体が、ケーシング１０から流れ出ることなしに、極めて小さい程度でしか隙間内に進入することができないように小さい。隙間に進入した流体は、いわば可動の切換要素２０のための潤滑材として作用する。したがって、本発明に係る方向制御弁ユニット１００において必要なシール効果は、対応する中粘度から高粘度の媒体、特にプラスチック溶融物の使用に関連してのみ達成される。したがって、本発明に係る方向制御弁ユニット１００は、気体および水のような低粘度の流体の分配のためには適していない。

【0036】

方向制御弁ユニット１００内に形成された主流通路は、流入側の開き開口１１．１（図１を参照）から、切換要素２０内の対応する貫通開口を通って、かつ主流通路４３を通って、流出側の開き開口１２．１にまで直線状に延びている。流出プレート１２内の支流通路４４は、内部における切換要素２０との接触面から側方の開き開口１２．２にまで延びている。

【0037】

切換要素２０の、流出プレート１２に面したシール面２１には、変向通路２５として凹設部が加工されている。この変向通路２５を介して、主流通路４３と支流通路４４との間に流れ接続が形成可能である。

【0038】

支流通路４２，４４の開き開口１１．２，１２．２をそれぞれの流入プレート１１および流出プレート１２の側面の一方に配置することは、方向制御弁ユニット１００を両端面において開口する主流通路４１，４３を介して直接に製造ライン内に挿入し、前置または後置された製造手段に接続することができ、支流通路４２，４４への接続が妨げにならないという利点を有している。

【0039】

したがって、方向制御弁ユニット１００の実施例は、開き開口１１．１，１１．２，１２．１，１２．２への４つの接続部を含み、切換要素の互いに異なる２つの切換位置が設けられているので、４ポート２位置弁である。

【0040】

図３Ａ～図３Ｃには、切換時の方向切換弁１００の種々異なる位置が示されており、この位置に関して、流入プレート１１と流出プレート１２との間に配置された要素のみがそれぞれ図示されており、しかも切換要素２０の、流入プレートに面した前面への視線で示している。

【0041】

切換要素２０は、旋回軸線１９に旋回可能に支持されており、この旋回軸線１９はスペーサ要素１５により形成されている。このスペーサ要素１５は環状である。外周面は、滑り軸受面として働き、内周面は緊締ピン１８を収容する働きをする。破線の円は、主流通路４１および支流通路４２の位置を示している。切換要素２０は、２つの貫通開口２２，２３を有しており、これらの貫通開口２２，２３は丸い孔として形成されており、切換要素２０を完全に貫通して延びている。別の切欠きが溝２４の形態で形成されており、溝２４は、切換要素２０の、流入プレートに面した前面に位置している。

【0042】

切換要素２０の、図３Ａに示された位置は、方向制御弁ユニット１００の出発位置に相当し、この出発位置では、流入プレート１１および流出プレート１２に設けられたそれぞれの主流通路４１，４３が、切換要素２０に設けられた貫通開口２２を介して接続されており、同時に、それぞれの支流通路４２，４４が、貫通開口２３を介して接続されている。主流通路４１および支流通路４２により形成された流れ経路が位置している三角形が、緊締ピン１７，１８によって形成されていることも確認可能である。これは、流れる流体による圧力負荷に緊締ピン１７，１８における対応する予荷重で応じることができ、これにより過度の拡開を阻止することができることにより、ケーシング１０の流入プレート１１および流出プレート１２と切換要素２０との間の間隙幅を調節することができるので、密閉性を増大させる働きをする。

【0043】

図３Ｂは、切換時の中間位置を示している。切換要素は、図３Ａと比較して、時計回りに約３０°旋回している。

【0044】

切換中であっても主流通路４１において中断のない運転を可能にするために、この主流通路４１は、支流通路４２よりも、切換要素２０の旋回軸受または旋回軸線１９に半径方向で近くなるように配置されている。さらに、主流通路４１のための孔２２と変向通路２４との間に位置するブリッジウェブ２６が形成されている。孔２２の中心点と、変向通路２４の半径方向内側に位置する領域とを通って案内される、旋回軸線１９を中心とした部分円ライン１上で、ブリッジウェブ２６は、孔２２の直径および好適には主流通路４１のちょうど同じ大きさの横断面開口よりも狭くなっている。

【0045】

図３Ｂに示した中間位置では、主流通路４１は、切換要素２０の孔２２と、変向通路２４の半径方向内側の領域とに重なっている。これにより、流体が依然として部分的に主流通路４１，４３を通って引き続き流れることができる一方で、変向通路２４を介した支流通路４２への接続が既に生じている。

【0046】

図３Ｃには切換位置が示されており、この切換位置では、切換要素２０が流入プレート１１および流出プレート１２の主流通路４１，４３も支流通路４２，４４も互いに分離する。その代わりに、変向通路２４を介して、流入プレート１１の支流通路４２との主流通路４１の接続が形成される。同様のことが、切換要素２０の反対側で流出プレートにおいて生じる。

【0047】

方向制御弁ユニット１００の２つの可能な接続位置が、図４および図５に、それぞれ概略的な側方の断面図で示されている。図中の矢印は、それぞれ可能な流れ方向を示している。

【0048】

図４には、方向制御弁ユニット１００の通常運転における出発位置に対応する、図３Ａに示した切換要素２０の位置に対応する流路構成が生じている。流体は、流入側の開き開口１１．１を通って流入プレート１１の主流通路４１に流入し、切換要素２０に設けられた貫通開口２２を通って流出プレート１２の主流通路４３内に流れ、かつ流出側の開き開口１２．１において再び流出する。同時に、流出プレート１２．２の開き開口１２．２から支流通路４４内に流入し、貫通開口２３を通って流入プレート１１に設けられた支流通路４２内へ、かつ開き開口１１．２から流出するという逆方向に向けられた流れ接続が生じている。

【0049】

図５では、方向制御弁ユニット１００が切換位置にある。流入プレート１１に設けられた流れ通路４１，４２間と、流出プレート１２に設けられた流れ通路４３，４４間とで、切換要素２０上のそれぞれ１つの変向通路２４，２５を介した接続がその都度生じている。切換に基づく流れ方向の反転は図４および図５の構成では行われない。

【0050】

図６Ａおよび図６Ｂは、１つの切換位置における方向制御弁ユニット１００’’の別の実施形態の断面をそれぞれ概略的に示している。方向制御弁ユニット１００’’の出発位置（図示せず）は、図４の図面と同様であり、つまり出発位置では、流入プレート１１に設けられた流れ通路４１，４２間と、流出プレート１２に設けられた流れ通路４３，４４間とで、切換要素２０’’に設けられた貫通開口のうちのそれぞれ１つの貫通開口による接続がその都度生じている。つまり、一貫した主流通路と一貫した支流通路とが存在している。

【0051】

切換により、主流通路は開いたままであるが、主流通路と支流通路の一部との間に付加的な流れ接続が形成される。このために、切換要素２０’’が、一方の側で変向通路２４’’を有しており、この変向通路２４’’が、切換要素２０’’の一方の側で半径方向に延びる、貫通開口に開口する溝を有しており、これにより横断面でＬ字形の構成が生じる。支流通路４４は遮断されており、支流通路４２に、流れ方向が維持された状態で主流通路４１，４３から供給が行われる。

【0052】

この実施形態では、第３の角度位置において、セグメント形状の切換要素２０’’に別の変向通路２５’’が設けられていてよい。この変向通路２５’’も、貫通開口と、切換要素２０’’の他方の側に設けられた片側の溝とから構成されており、これにより、流出プレート１２に設けられた支流通路４４を主流通路４３に接続することができる。この場合、流れ方向が反転するので、この位置は、たとえば、支流通路の逆洗のために適している。

【0053】

図７Ａ～図７Ｃは、それぞれ図３Ａ～図３Ｃと同様の位置で、切換要素２０’の別の実施形態を有する方向制御弁ユニット１００’を示している。切換要素２０’のセグメント形状、緊締ピン１８における支持ならびに貫通開口２２の位置および大きさは、第１の実施形態と同一である。違いは、貫通開口２２の半径方向外側に位置する切欠き２３’の形状であり、切欠き２３’は、長孔として、または円弧形の切欠きとして形成されている。切欠きは、同様に、切換要素２０’の貫通開口である。

【0054】

図７Ａに示した出発位置では、流入プレート１１および流出プレート１２の２つの主流通路４１，４３が、貫通開口２２によって互いに接続されている。同時に、流入プレート１１に設けられた支流通路４２および流出プレート１２に設けられた支流通路４４が、切欠き２３’によって互いに接続されている。切欠き２３’の断面積領域のうち、支流通路４２，４４に直接的に整合していない部分にも、同様に圧力が加えられる。この部分はさらに、緊締ピン１７，１８によって予荷重が加えられた領域内に位置している。

【0055】

図７Ｂには、図３Ｂと同様に、本発明に係る方向制御弁ユニット１００の２つの運転状態の間の中間位置が示されている。これらの図面では、半径方向で軸線２１の近傍に位置する側で、貫通開口２２と変向通路２４とが、開き開口１１．３を介して互いに接続されていることが見て取れる。同時に、この中間位置において、変向通路２４の外側の領域、支流通路４２および長孔形の切欠き２３’の間にも流れ接続が生じている。変更された切換要素２０’により、方向制御弁ユニット１００’のこの実施形態では、すべての流れ通路における連続した運転が達成され、つまり、主流通路４１，４３も支流通路４２，４４も、切替工程中に完全に遮断されない。

【0056】

図７Ｃでは、流入プレート１１内の流れ通路４１，４２と流出プレート１２内の流れ通路４３，４４とが対として変向通路２４，２５を介して互いに接続されている切換位置が再び達成されている。

【符号の説明】

【0057】

１００；１００’；１００’’ 方向制御弁ユニット
１，２ 部分円
１０ ケーシング
１１ 流入プレート
１１．１，１１．２，１１．３ 開き開口
１２ 流出プレート
１２．１，１２．２ 開き開口
１３，１４，１５ 中間プレート
１７，１８ 緊締要素
１９ 旋回軸線
２０；２０’；２０’’ 切換要素
２１ シール面
２２，２３；２３’；２２’’ 貫通開口
２４，２５；２４’’，２５’’ 変向通路
２６ ブリッジウェブ
２９ カム
３０ 駆動ユニット
３１ ハイドロリックシリンダ
３２ クロスバー
３３ フォーク要素
３４ 軸
４１，４３ 主流通路
４２，４４ 支流通路
溝、窪み

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図7C】