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Die
Erfindung betrifft eine Anschlussvorrichtung für mindestens ein fluidtechnisches
Ventil zur Verbindung mit einem durch das mindestens eine Ventil
fluidtechnisch ansteuerbaren Aktor, mit einer Kombi-Anschlusseinrichtung
mit mindestens einem Fluid-Anschluss
und mindestens einem Signalleiteranschluss, wobei an die Kombi-Anschlusseinrichtung eine
Kombi-Leitung anschließbar
ist, die mindestens einen Fluid-Kanal und mindestens eine Signalleitung enthält, wobei
die Anschlussvorrichtung ein Gehäuse mit
einem Aufnahmeraum zur Aufnahme mindestens einer dem mindestens
einen Ventil zugeordneten elektrischen und/oder optischen Komponente
und eine Verbindungsleitung zwischen dem mindestens einen Signalleiteranschluss
und dem Aufnahmeraum aufweist, und wobei die Anschlussvorrichtung
zur Verbindung des Fluid-Anschlusses mit dem mindestens einen Ventil
mindestens einen mit dem mindestens einen Fluid-Anschluss verbundenen
Fluidbypasskanal aufweist, der an dem Aufnahmeraum vorbei geführt und
mit dem mindestens einen Ventil verbunden oder verbindbar ist, so
dass im montierten Zustand die mindestens eine elektrische und/oder optische
Komponente nahe bei der Kombi-Anschlusseinrichtung
angeordnet ist und die Fluid-Verbindung zwischen dem mindestens
einen Ventil und der Kombi-Anschlusseinrichtung über den
Fluidbypasskanal an der mindestens einen elektrischen und/oder optischen
Komponente vorbei führt.
Die Erfindung betrifft ferner ein Ventil und eine Ventilbatterie,
die mit einer derartigen Anschlussvorrichtung ausgestattet sind.
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Eine
derartige Anschlussvorrichtung geht beispielsweise aus der Europäischen Patentschrift
EP 0 803 653 B1 hervor.
Das Ventil ist unmittelbar am Aktorgehäuse angeordnet und enthält neben Ventilantrieben
auch die zur Ventilsteuerung erforderliche Elektronik, die auf einer
Platine angeordnet ist. Die Platine befindet sich im Innern des
Ventilgehäuses. Die
Platine ist mit einem Kombistecker an eine Kombileitung angeschlossen,
die Versorgungsdruck bereitstellt und Signalleiteranschlüsse enthält. Das
sich unmittelbar am Aktor befindliche Ventil wird über die Kombileitung
mit Versorgungsdruck und Signalen angesteuert, wobei die Kombileitung
an einen Zuluft/Signal-Verteilerblock angeschlossen ist. Der Verteilerblock
steht seinerseits wieder über
eine Busverbindung mit einer Steuereinheit in Verbindung, die zur Steuerung
des Ventiles und somit des Aktors dient.
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Ferner
ist aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10049958 A1 eine Anschlussvorrichtung einer
fluidtechnischen Ventilbatterie bekannt, die Ventile enthält. Ein
solches Ventil steuert den von der Ventilbatterie entfernten Aktor über die
Kombi-Leitung an, das heißt,
sie beaufschlagt Zylinderkammern des Aktors, zum Beispiel eines
pneumatischen Arbeitszylinders, mit Druckluft bzw. entlüftet diese, sodass
dessen Aktorglied, zum Beispiel ein Kolben, hin und her bewegt wird.
Zudem ist ein Signalleiter oder sind mehrere Signalleiter bei den
Kombi-Leitungen vorgesehen, sodass beispielsweise elektrische Sensorsignale
eines Sensors, der dem Aktor zugeordnet ist bzw. an diesem angebracht
ist, zum jeweils ansteuernden Ventil übertragen werden können. Da es
bei der
DE 10049958
A1 im wesentlichen um die Übermittlung der Signale auf
eine Signalleitung geht, die zur Energieübertragung dient, ist in der
DE 10049958 A1 über die
konkrete bauliche Ausführung der
Anschlussvorrichtung nichts gesagt.
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Eine
konkrete bauliche Ausgestaltung einer Anschlussvorrichtung bzw.
einer Ventilbatterie zur Ansteuerung von Aktoren, die von der Ventilbatterie entfernt
angeordnet sind, geht beispielsweise aus der
DE 100 54 561 A1 hervor.
Dort ist eine Ventilbatterie offenbart, an deren Ventilmodule pneumatische Zylinder über Kombi-Anschlussleitungen
angeschlossen sind. Die Anschlussleitungen enthalten jeweils einen
Fluidkanal sowie drei Signalleiter, beispielsweise zum Anschluss
von an den Zylindern angeordneten Positionssensoren. Bei der Ventilbatterie führen die
Signalleiter beispielsweise von den Anschlussvorrichtungen an den
Ventilen vorbei zu einer elektronischen Steuereinrichtung der Ventilbatterie. Die
pneumatischen Ventile sind also möglichst nahe an den Anschlussvorrichtungen
angeordnet, die Steuereinrichtung ist von den Anschlussvorrichtungen
weiter entfernt.
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Die
Führung
der Signalleiter, insbesondere der elektrischen Leiter, in den Ventilen
bzw. der Ventilbatterie ist demnach verhältnismäßig kompliziert.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Leitungsführung von
Signalleitungen bei einer Anschlussvorrichtung bzw. bei einem Ventil und
bei einer Ventilbatterie der eingangs genannten Art zu verbessern,
wenn mehrere Anschlussvorrichtungen miteinander zu verbinden sind.
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Zur
Lösung
der Aufgabe ist bei einer Anschlussvorrichtung der eingangs genannten
Art vorgesehen, dass über
den mindestens einen Fluid-Kanal eine Fluid-Verbindung zwischen
dem mindestens einen Fluid-Anschluss und dem Aktor und über die mindestens
eine Signalleitung eine Signal-Verbindung zwischen der mindestens
einen elektrischen und/oder optischen Komponente und mindestens
einer dem Aktor zugeordneten, von der Anschlussvorrichtung entfernt
angeordneten Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung über den
mindestens einen Signalleiteranschluss herstellbar sind, und dass die
mindestens eine elektrische und/oder optische Komponente als eine
Verkettungskomponente zur elektrischen und/oder optischen Verkettung
der Anschlussvorrichtung mit einer benachbarten Anschlussvorrichtung
ausgestaltet ist. Ferner sind ein Ventil bzw. eine Ventilbatterie,
die eine derartige Anschlussvorrichtung aufweisen, zur Lösung der
Aufgabe vorgesehen.
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Der
Fluidbypasskanal ist z.B. ein Fluidkanalabschnitt neben dem Aufnahmeraum.
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Ein
Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist es, die Leitungswege
der Signalleiter bei dem Ventil bzw. bei der Ventilbatterie möglichst
kurz zu halten. Von der Kombi-Anschlusseinrichtung führen eine
oder mehrere Signal-Verbindungen unmittelbar zu dem Aufnahmeraum,
in dem mindestens eine elektrische, optische oder kombinierte elektro-optische
Komponente angeordnet ist. Da die elektrischen bzw. optischen Komponenten üblicherweise verhältnismäßig kompakt
bauen, ist auch der Fluidbypasskanal verhältnismäßig kurz, sodass auch der Abstand
zwischen der Kombi-Anschlusseinrichtung und dem Ventil oder einer
Fluidkanalanordnung, die zu dem Ventil führt, kurz ist. Man erreicht
dadurch eine kompakt bauende Ventileinheit bzw. eine kompakt bauende
Ventilbatterie. Zudem ist es sehr einfach möglich, beispielsweise in dem
Fluidbypasskanal oder einem Abzweig davon eine oder mehrere Sensoren
anzuordnen, beispielsweise Drucksensoren, um die Druckverhältnisse
der Fluidverbindung zwischen dem Ventil und dem Aktor zu überwachen. Es
versteht sich, dass der Begriff "Fluidbypasskanal" auch eine Fluidbypasskanalanordnung
umfasst, das heißt
zwei oder mehrere Fluidbypasskanäle,
die einen Bestandteil der Anschlussvorrichtung bilden können. Der
Aufnahmeraum für
die elektrische bzw. optische Komponente ist vorzugsweise näher bei
der Kombi-Anschlusseinrichtung angeordnet als das mindestens eine
Ventil. Die optische und/oder elektrische Komponente kann beispielsweise
eine Platine mit einer oder mehreren elektrischen bzw. optischen Baugruppen
enthalten. Es versteht sich, dass der Begriff "elektrische und/oder optische Komponente" auch mehrere elektrische
bzw. optische Komponenten, Baugruppen oder dergleichen umfassen
kann, sodass auch der Begriff "mindestens
eine elektrische und/oder optische Komponente" verwendet werden könnte.
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Die
elektrische bzw. optische Komponente ist als eine Verkettungskomponente
ausgestaltet, mit der optische bzw. elektrische Verbindungen herstellbar
sind. Diese Verbindungen führen
beispielsweise zu einer benachbarten, zweckmäßigerweise baugleichen oder
bauähnlichen
Anschlussvorrichtung, die an die erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung angereiht
ist.
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Die
Anschlussvorrichtungen sind dann sozusagen miteinander verkettet.
Es versteht sich, dass anstelle der benachbarten Anschlussvorrichtung auch
beispielsweise ein Basismodul der Ventilbatterie, in dem z.B. eine
Steuerung der Ventilbatterie enthalten ist, mit der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung
verbindbar ist. Die elektrische oder optische Verbindung kann beispielsweise
zur Verbindung zwischen der dem Aktor zugeordneten Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung
und der Steuerung der Ventilbatterie oder einer sonstigen übergeordneten Steuerung
dienen. Die als Verkettungskomponente ausgestaltete elektrische
und/oder optische Komponente enthält beispielsweise eine Verbindungseinrichtung,
zum Beispiel in Gestalt von Steckverbindern (Steckaufnahme und/oder
Stecker). Ferner ist es zweckmäßig, ein
Buscontroller vorzusehen, der eine Ankopplung der Anschlussvorrichtung
an einen elektrischen und/oder optischen Bus ermöglicht. Auf diesem Wege kann
die dem Aktor zugeordnete Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung durch
die Anschlussvorrichtung an den vorgenannten Bus angekoppelt werden.
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Vorteilhafterweise
enthält
die elektrische Komponente der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung eine
Steuerung und/oder eine Ankopplung, z.B. eine Bus-Ankopplung, für einen
Ventilantrieb für das
der Anschlussvorrichtung zugeordnete Ventil bzw. für mehrere
der Anschlussvorrichtung zugeordnete Ventile. Ferner ist es zweckmäßig, dass
ein Ventil-Antrieb für
das Ventil bzw. Ventilantriebe für
mehrere Ventile vorhanden sind. Diese Ventilantriebe können in
die Anschlussvorrichtung integriert sein. Es ist aber auch zweckmäßig, einen
Antriebs-Montagebereich
vorzusehen, an dem die Ventilantriebe montierbar sind. Es ist aber
auch eine umgekehrte Sichtweise möglich, nämlich dass die erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung
an einem Ventilantrieb montiert wird. Der Ventilantrieb ist zweckmäßigerweise
als Modul ausgestaltet. Eine vorteilhafterweise vorgesehene Steckverbindung
ermöglicht
eine einfache Montage des Ventilantriebs an der Anschlussvorrichtung
oder umgekehrt. Im montierten Zustand ist zweckmäßigerweise der Aufnahmeraum
zwischen dem Ventilantrieb bzw. dem Antriebs-Montagebereich und dem Fluidbypasskanal
angeordnet. Es ist damit eine Art Sandwich-Bauweise realisiert.
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Zweckmäßigerweise
ist bei der Anschlussvorrichtung ein Fluid-Montagebereich vorgesehen, an den das
Ventil bzw. ein Fluidverteiler für
das Ventil anschließbar
ist, sodass eine Fluidverbindung über den Fluidbypasskanal bzw.
die Fluidbypasskanal-Anordnung zwischen dem Kombi-Anschluss und
dem Ventil herstellbar ist. Der Aufnahmeraum befindet sich im montierten
Zustand vorteilhafterweise zwischen dem Fluid-Anschluss und dem
Ventil bzw. dem Fluidverteiler. Eine vorteilhafte Variante der Erfindung sieht
vor, dass beispielsweise der Ventilantrieb, das Ventil oder der
Fluidverteiler eine Montageöffnung
im montierten Zustand verschließt.
Mit Hilfe der Montageöffnung
ist die elektrische bzw. optische Komponente in den Aufnahmeraum
einbringbar.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
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1a, 1b ein
erstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Ventils
in Gestalt eines Ventilmoduls, mit einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung
im montierten bzw. unmontierten Zustand, wobei ein modulares Konzept
verfolgt ist,
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2 eine
Ventilbatterie mit mehreren Ventilen gemäß 1a, 1b sowie
angeschlossenen Aktoren, die durch die Ventile gesteuert werden,
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3 ein
zweites Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung
bzw. eines erfindungsgemäßen Ventils,
in einer Bauform als Einzelventil,
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4 eine
Kombi-Leitung mit drei Signalleitern sowie einem Fluid-Kanal zum
Anschluss eines Aktors an ein Ventil gemäß den 1a bis 3 und
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5 ein
drittes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Ventils
mit einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung.
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Ein
in den 1a und 1b dargestelltes Ventil 10 ist
als Ventilmodul ausgestaltet. Es kann einen Bestandteil einer fluidtechnischen
Ventilbatterie 11 bilden. Die fluidtechnische Ventilbatterie 11 ist
vorliegend eine pneumatische Ventilbatterie. Die Ventile 10 sind
pneumatische Ventile. Mit Hilfe der Ventile 10 bzw. der
Ventilbatterie 11 sind fluidtechnische, insbesondere pneumatische,
Aktoren 12, vorliegend pneumatische Arbeitszylinder 13, 14,
mit Druckluft aus einer Druckluftquelle 15 mit Druckluft
beaufschlagbar bzw. entlüftbar,
so dass Aktorglieder in Gestalt von Kolben 16, 17 der
Arbeitszylinder 13, 14 auf und ab bzw. hin und
her bewegt werden. Mit Hilfe des Zylinders 13 kann beispielsweise
eine nicht dargestellte Last angehoben bzw. abgesenkt werden. Der
Arbeitszylinder 14 hat am vorderen Ende seiner durch den
Kolben 17 angetriebenen Kolbenstange einen Greifer 18 zum
Ergreifen von beispielsweise einem Gegenstand 19. Der Greifer 18 kann
ebenfalls fluidisch, das heißt
vorliegend pneumatisch, durch die Ventilbatterie 11 bzw.
deren Ventile betätigt
werden.
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Die
Aktoren 12 sind über
Kombi-Leitungen 20 mit den Ventilen 10 verbunden.
Die Kombi-Leitungen 20, die in den 2 und 3 schematisch
dargestellt sind, enthalten, wie in 4 besser
ersichtlich, einen Fluidkanal 21, der innerhalb einer Wandung 22 verläuft. Die
Kombi-Leitungen 20 sind flexible Schlauchleitungen, beispielsweise
aus Kunststoff, Gummi oder dergleichen. In der Wandung 22 sind beispielsweise
drei Signalleiter 23 angeordnet, die zur elektrischen und/oder
optischen Verbindung zwischen der Ventilbatterie 11 bzw.
den Ventilen 10 und aktorseitigen Steuer- und/oder Überwachungseinrichtungen
dienen, beispielsweise Sensoren 24 des Zylinders 13.
Die Sensoren 24 sind beispielsweise Endlagensensoren.
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Die
Kombi-Leitungen 20 enthalten vorliegend drei Signalleiter 23,
bei denen es sich um optische und/oder elektrische Leiter, zum Beispiel
Glasfasern oder Metallleiter, handeln kann. Es versteht sich, dass
auch nur ein Signalleiter 23 oder zwei Signalleiter 23 bzw.
auch mehr als drei Signalleiter 23 in einer Kombi-Leitung 20 enthalten
sein können.
Die Anzahl der Signalleiter hängt
unter anderem von der Anzahl der dem jeweiligen Aktor zugeordneten
Steuer- und/oder Überwachungseinrichtungen
ab. Es versteht sich, dass über
einen Signalleiter auch eine Busverbindung aufgebaut werden kann,
sodass beispielsweise ein Hin- und ein Rückleiter genügt, um zum
Beispiel einer serielle Bus-Übertragung
zu ermöglichen.
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Beim
Ausführungsbeispiel
enthält
die Kombi-Leitung 20 zwar nur einen einzigen Fluid-Kanal.
Es versteht sich, dass auch mehrere Fluid-Kanäle in einer Kombi-Leitung enthalten
sein können.
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Die
Kombi-Leitungen 20 ermöglichen
einen vereinfachten Anschluss der Aktoren 12 an die Ventilbatterie 11 bzw.
an die Ventile 10, weil sozusagen auf einen Schlag sowohl
fluidische Verbindungen als auch signaltechnische Verbindungen zwischen
dem jeweiligen Ventil und dem zugeordneten Aktor hergestellt werden
können.
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Kombi-Leitungen
und eine hierfür
geeignete Anschlusstechnik sind prinzipiell bekannt, beispielsweise
aus der
DE 10054561
A1 . Die bekannte Anschlusstechnik eignet sich beispielsweise
zum Anschluss der Aktoren
12 an die jeweils zugeordnete Kombi-Leitung
20.
Auf der Seite der Ventilbatterie
11 bzw. der Ventile
10 jedoch
sind erfindungsgemäß verbesserte
Maßnahmen
getroffen, die durch die erfindungsgemäße verbesserte Anschlusstechnik
bzw. die erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtungen,
die noch im Detail erläutert
werden, möglich
sind.
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Bei
der Ventilbatterie 11 bzw. den Ventilen 10 sind
die fluidtechnischen bzw. signaltechnischen Anschlüsse durch
Anschlussvorrichtungen 25 realisiert, in die die Kombi-Leitungen 20 eingesteckt
sind. Die Anschlussvorrichtungen 25 ermöglichen es, dass im Bereich
einer Anschlussseite 26 der Ventile 10, an der
die Kombi-Leitungen 20 an die Ventilbatterie 11 bzw.
die Ventile 10 angeschlossen sind, zusätzlich signaltechnische, insbesondere
elektrische, Steuer- und/oder Überwachungs-
und/oder Verbindungseinrichtungen in Gestalt mindestens einer elektrischen und/oder
optischen Komponente 27 angeordnet sind. Anders als beim
Stand der Technik werden die Signalleitungen nicht von den jeweiligen
Anschlüssen der
Kombi-Leitungen 20 an der Ventilbatterie 11 bzw. an
den Ventilen 10 zu der der Anschlussseite 26 entgegengesetzten
Rückseite 28 der
Ventile 10 bzw. der Ventilbatterie 11 geführt, sondern
unmittelbar an der Anschlussseite 26 mit der mindestens
einen elektrischen bzw. optischen Komponente 27 verbunden. Die
elektrischen bzw. optischen Komponenten, die zum Anschluss der aktorseitigen
Steuer- und/oder Überwachungseinrichtungen
dienen, sind bei den Ventilen 10 bzw. der Ventilbatterie 11 an
der Anschlussseite 26 konzentriert, sodass die Signalleitungswege
bei den Ventilen 10 bzw. der Ventilbatterie 11 kurz
sind. Eine Fluidverbindung zwischen den Fluid-Kanälen 21 der
Kombi-Leitungen 20 und den fluidtechnischen Einrichtungen
des jeweiligen Ventils 10 bzw. der Ventilbatterie 11 ist
durch einen oder mehrere Fluidbypasskanäle realisiert, die zumindest
teilweise einen Bestandteil der jeweiligen Anschlussvorrichtung 25 bilden.
Es können
auch zusätzliche
Fluidbypässe
neben den Anschlussvorrichtungen 25, beispielsweise unterhalb,
vorgesehen sein, was jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt ist.
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Die
pneumatischen Ventile 10 sind beispielsweise 5/2-Ventile,
wie in den 1a, 1b dargestellt.
Die Ventile 10 sind beispielsweise als Ventilscheiben realisiert,
die prinzipiell zwar einstückig ausgeführt sein
können,
beim Ausführungsbeispiel jedoch
modular aufgebaut sind.
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Ein
Ventil 10 enthält
beispielsweise eine zum Beispiel als Modul ausgestaltete Ventilkomponente 30,
die in Fluidverbin dung mit einem Fluid-Kanalmodul 31 steht.
Die Ventilkomponente 30 enthält ein bewegliches Ventilglied 34,
das beispielsweise ein einfach- oder doppeltwirkendes Ventilglied
ist. Das Ventilglied 34 kann ein direkt angetriebenes,
beispielsweise magnetisch angetriebenes Ventilglied sein. Im vorliegenden
Fall ist jedoch ein Ventilantrieb 35 vorhanden, der das
Ventilglied 34 mittels Vorsteuerdruckluft ansteuert. Der
Ventilantrieb 35 hat elektrische Antriebskomponenten, beispielsweise
ein Magnetantrieb 36, die nur schematisch angedeutet sind.
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Von
dem Ventilantrieb 35 kann Fluid, zum Beispiel Druckluft, über Kanäle 48 in
Kolbenkammern der Ventilkomponente 30 einströmen bzw.
aus diesen ausströmen,
um an entgegengesetzten Enden des Ventilglieds 34 angeordnete
Kolben und somit das Ventilglied 34 zu betätigen.
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Der
Ventilantrieb 35 ist an einer Antriebs-Montagefläche 37 der
Anschlussvorrichtung 25 angeordnet. Die Antriebs-Montagefläche 37 wird von
einem Gehäuse 38 der
Anschlussvorrichtung 25 gebildet und ist beispielsweise
an dessen Oberseite vorgesehen.
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An
der der Anschlussseite 26 entgegengesetzten Rückseite 39 der
Anschlussvorrichtung 25 ist ein Fluid-Montagebereich in
Gestalt einer Fluid-Montagefläche 40 vorhanden.
An die Fluid- Montagefläche 40 ist
das Fluid-Kanalmodul 31 angeschlossen. Der Fluidbypasskanal 29,
der im Ausführungsbeispiel
im unteren Bereich der Anschlussvorrichtung 25 verläuft, stellt
eine Fluid-Verbindung zwischen dem Fluid-Montagebereich 40 bzw.
dem daran angeschlossenen Fluid-Kanalmodul 31 und einem
Fluid-Anschluss 42 einer Kombi-Anschlusseinrichtung 41 an
der Anschlussseite 26 der Anschlussvorrichtung 25 her.
Wenn die Aktoren 12 über
die Kombi-Leitungen 20 an die Ventile 10 angeschlossen sind,
ist eine Verbindung vom jeweiligen Aktor 12 über den
Fluid-Kanal 21 der zugeordneten Kombi-Leitung 20 und
den Fluidbypasskanal 29 der Anschlussvorrichtung 25 zu
dem jeweiligen Fluid-Kanalmodul 31 hergestellt, das über einen
oder mehrere Fluid-Kanäle 43 eine
Fluid-Verbindung zur jeweiligen Ventilkomponente 30 herstellt.
An der Fluid-Montagefläche 40 können Dichtungen
vorgesehen sein, beispielsweise eine Dichtung 44 im Anschlussbereich
des Fluid-Kanals 43 am
Fluidbypasskanal 29.
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Über die
vorher erläuterte
Fluid-Verbindung zwischen der Ventilkomponente 30 und dem
von dem Ventil 10 abgesetzten Aktor 12 ist eine
Fluidbeaufschlagung bzw. eine Fluidentlastung des Aktors 12 möglich, sodass
dieser betätigt
wird. Beispielsweise kann Druckluft über ein Einspeisemodul bzw.
Auslassmodul 45 der Ventilbatterie 11, beispielsweise
einen Schalldämpfer,
von der Druckluftquelle 15 in einen Speisekanal 32 einströ men. Der
Speisekanal 32 verläuft
im hinteren Bereich der Ventilbatterie 11 und wird durch
Speisekanalsegmente bzw. Fluid-Kanalabschnitte
der Fluid-Kanalmodule 31 gebildet, wenn die Ventile 10 aneinandergereiht
in der Ventilbatterie 11 montiert sind. Aus dem Speisekanal 32 kann Druckluft,
abhängig
von der Stellung des Ventilglieds 34, in die Kombi-Leitung 20 einströmen, um
den jeweils angeschlossenen Aktor 12 zu betätigen. Bei
einer anderen Ventilstellung des Ventilglieds 34, die der
Ventilantrieb 35 oder eine Rückstelleinrichtung in Gestalt
einer Feder 47 bewirkt (bei einer einfachwirkenden Variante
des Ventils 10), kann Luft in umgekehrter Richtung vom
Aktor 12 weg zurück
zur Ventilbatterie 11 in Abluft-/Entlastungskanäle 33 strömen, sodass
der jeweilige Aktor 12 in umgekehrter Richtung betätigt wird.
Aus den Entlastungskanälen 33 strömt die Luft
beispielsweise über
nicht dargestellte Auslässe
an dem Einspeise-/Auslassmodul 45 aus.
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Die
Kombi-Leitung
20 ist in die Kombi-Anschlusseinrichtung
41 beispielsweise
ein- oder aufgesteckt. Zum Beispiel dringt ein rohrförmiger bzw. hülsenförmiger Kanalabschnitt
zumindest teilweise in den Fluid-Kanal
21 der Leitung
20 ein.
Der Kanalabschnitt bzw. das Rohr
49 steht vor eine Anschlagfläche
50 vor,
wobei die Leitung
20 auf das Rohr
49 aufgeschoben
wird, bis es gegen die Anschlagfläche
50 anschlägt. Eine
Halterung und/oder Klemmeinrichtung in Gestalt einer Überwurf mutter
oder -hülse
51 klemmt
die Leitung
20 am Fluid-Anschluss
42.
Die Überwurfmutter
51 ist
beispielsweise an das Gehäuse
38 angeschraubt.
Die Leitung
20 ist zwischen den vorstehenden Kanalabschnitt
49 und
die Überwurfmutter
51 bzw.
die Klemmhülse
51 geklemmt.
Zwischen der Überwurfmutter
51 und
der Leitung
20 kann eine Dichtung
52 vorgesehen
sein. Jedenfalls ist die Leitung
20 fluid- bzw. druckluftdicht
an die Anschlussvorrichtung
25 angeschlossen. Es versteht sich,
dass auch andere Anschlusstechniken bei einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung
realisiert sein können,
beispielsweise eine der in der
DE 10054561 A1 beschriebenen Anschlusstechniken. Ferner
ist es möglich,
dass die Kombi-Anschlusseinrichtung
beispielsweise in die Anschlussvorrichtung
25 eingeschraubt
ist, wobei beispielsweise eine der Lösungen der
DE 10054561 A1 zum Einsatz
kommen kann. Diese Schrift ist, soweit es möglich ist, per Referenz in
die vorliegende Patentanmeldung einbezogen.
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Zusätzlich zu
der fluidtechnischen Verbindung ermöglicht die Kombi-Anschlusseinrichtung 41 eine
signaltechnische Verbindung der Kombi-Leitung 20 mit der
Anschlussvorrichtung 25. Die Kombi-Anschlusseinrichtung 41 enthält einen
oder mehrere Signalleiteranschlüsse 53,
zum Beispiel in Gestalt von Eindringkontakten, sogenannten Piercing-Kontakten, die
in die Wandung 22 der Kombi-Leitung 20 eindringen
und so einen e lektrischen bzw. optischen Kontakt zu den dort vorhandenen
Signalleitern 23 herstellen. Wenn nur ein Signalleiter 23 kontaktiert
werden soll, genügt
ein einziger Signalleiteranschluss 53. Wenn mehrere Signalleiter
zu kontaktieren sind, sind in entsprechender Weise mehrere Signalleiteranschlüsse 53 vorhanden.
Vom Signalleiteranschluss 53 führt eine Verbindungsleitung 54 zu
einem Aufnahmeraum 55 im Innern der Anschlussvorrichtung 25.
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Der
Aufnahmeraum 55 dient zur Aufnahme einer oder mehrerer
elektrischer und/oder optischer Komponenten 27, die unmittelbar
an die Verbindungsleitung 54 angeschlossen oder anschließbar sind
und somit signaltechnisch mit den Steuer- und/oder Überwachungseinrichtungen der
Aktoren 12, beispielsweise der Sensoren 24, verbindbar
oder verbunden sind. Der Aufnahmeraum 55 ist nahe bei der
Kombi-Anschlusseinrichtung 41 angeordnet. Der oder die
Fluidbypasskanäle 29 führen an
dem Aufnahmeraum 55 vorbei. Somit sind die fluidischen, vorliegend
pneumatischen, Bestandteile des Ventils 10 weiter von der
Kombi-Anschlusseinrichtung 41 entfernt als der Aufnahmeraum 55.
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Der
Aufnahmeraum 55 ist beim Ausführungsbeispiel oberhalb des
Fluidbypasskanals 29 angeordnet. Das Gehäuse 38 begrenzt
den Aufnahmeraum 55 nach unten, zum Fluidbypasskanal 29 hin, nach oben
zur Antriebs-Montagefläche 37 sowie vorn,
das heißt
an der Anschlussseite 26. Auf der Rückseite 39 der Anschlussvorrichtung 25 hingegen, das
heißt
im Bereich der Fluid-Montagefläche 40,
ist der Aufnahmeraum 55 offen. Dort ist eine Montageöffnung 56 vorhanden,
durch die die Komponente(n) 27, z.B. eine Platine 73,
in den Aufnahmeraum 55 eingebracht werden können. Ferner
ist der Aufnahmeraum 55 seitlich, zu benachbarten Anschlussvorrichtungen 25 bzw.
Ventilen 10 hin, offen, sodass eine Verkettung der Anschlussvorrichtungen 25 bzw. der
Ventile 10 miteinander möglich ist. Insofern bildet die
Anschlussvorrichtung 25 ein Verkettungsmodul. Es versteht
sich, dass der Aufnahmeraum 55 seitlich auch durch Seitenwände verschlossen
sein kann. An den Seitenwänden
können
mit dem Aufnahmeraum 55 verbundene Steckkontakte vorgesehen
sein.
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Die
Komponente 27 kann eine schlichte elektrische oder optische
Verbindungskomponente sein, die z.B. zur Verbindung der Signalleiter 23 der
angeschlossenen Kombi-Leitung 20 mit einer übergeordneten
Steuerungsvorrichtung dient, zum Beispiel einer Steuerungsvorrichtung 57.
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Die
Steuerungsvorrichtung 57, zum Beispiel eine speicherprogrammierbare
Steuerung, ist beispielsweise eine von der Ventilbatterie 11 abgesetzte Einrichtung,
wobei auch eine integrierte Lösung
möglich
ist, bei der die Steuerungsvorrichtung einen Bestandteil einer erfindungsgemäß ausgestalteten
Ventilbatterie bildet. Die Steuerungsvorrichtung 57, die vorliegend
durch einen Zentralrechner 58 gesteuert und/oder überwacht
wird, ist über
eine Verbindungsleitung 59 mit einem Basismodul 60 der
Ventilbatterie 11 verbunden.
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Die
Leitung 59 ist beispielsweise in eine Steckvorrichtung 61 des
Basismoduls 60 eingesteckt. Die Steckvorrichtung 61,
die eine Schnittstelle der Ventilbatterie 11 bildet, dient
als Schnittstelle eines Busses 62 der Ventilbatterie 11.
Der Bus 62, beispielsweise ein Feldbus oder ein proprietärer Bus, wird
durch die Anschlussvorrichtungen 25 gebildet, das heißt durch
deren elektrische Komponenten 27, die miteinander verkettet
sind.
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Die
Komponenten 27 enthalten beispielsweise Steckvorrichtungen 63 oder
sonstige Verbindungseinrichtungen, die mit der jeweiligen benachbarten
Steckvorrichtung bzw. Verbindungseinrichtung der benachbarten Anschlussvorrichtung 25 im montierten
Zustand verbunden sind, beispielsweise in diese eingesteckt sind.
Die Verbindungsleitung(en) 54 sind beispielsweise unmittelbar
mit der Steckvorrichtung 63 verbunden, wobei beispielsweise
jeweils eine Verbindungsleitung 54 zu einem Kontakt der Steckvorrichtung 63 führt, sodass
die Steuer- und/oder Überwachungseinrichtungen,
z.B. die Sensoren 24, je weils individuell mit separaten
Leitungen des Busses 62 verbunden sind. Insbesondere wenn viele
Steuer-/Überwachungseinrichtungen
der Aktoren 12 zu kontaktieren sind, sind bei einem parallel ausgestalteten
Bus 62 verhältnismäßig viele
Busleitungen erforderlich. Deshalb ist es bevorzugt, dass ein Buscontroller 64 zum
Senden und Empfangen von Daten auf dem Bus 62 bei der Komponente 27 vorhanden
ist. Jedenfalls ist es möglich,
dass die von der Ventilbatterie 11 entfernten Steuer-/Überwachungseinrichtungen,
die den Aktoren 12 zugeordnet sind, mit Hilfe der Anschlussvorrichtung 25 zumindest
mittelbar mit einer übergeordneten
Steuerungsvorrichtung 57 und/oder dem Zentralrechner 58 verbindbar
bzw. verbunden sind.
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Die
Komponente 27 kann auch weitere elektrische und/oder optische
Bauteile enthalten, beispielsweise Steuerungsbauteile zur Ansteuerung
des Ventilantriebs 35. Diese in der Zeichnung nicht näher dargestellten
Steuerungsbauteile, beispielsweise integrierte Schaltkreise, Kondensatoren
oder dergleichen, können
fest oder lösbar
mit dem Ventilantrieb 35, insbesondere dem Magnetantrieb 36,
verbunden sein. Beim Ausführungsbeispiel
ist eine lösbare
Verbindung gewählt,
bei der der Ventilantrieb 35, das heißt vorliegend das Ventil-Antriebsmodul 35,
in eine Steckvorrichtung 65 eingesteckt werden kann. Eine Steckvorrichtung 74 durchdringt
eine obere Wandung 66 des Ge häuses 38 und tritt
mit der beispielsweise oben an der Platine 73 angeordneten
Steckvorrichtung 65 in Verbindung, sodass der Ventilantrieb 35 bei
der Montage an der Antriebs-Montagefläche 37 von
oben in die Steckvorrichtung 65 eingesteckt werden kann.
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Prinzipiell
wäre es
auch möglich,
die Komponente 27 fest, beispielsweise durch eine Lötverbindung,
mit der Verbindungsleitung bzw. den Verbindungsleitungen 54 zu
verbinden. Vorliegend ist jedoch eine Steckmontage vorgesehen, bei
der eine Steckvorrichtung 67 in die Verbindungsleitung 54 oder
einen komplementären
Steckverbinder (nicht dargestellt) eingesteckt ist. Somit kann die
Komponente 27, d.h. z.B. die Platine 73, auf einfache
Weise von der Seite her durch die Montageöffnung 56 hindurch
in den Aufnahmeraum 55 eingebracht und mit der bzw. den
Verbindungsleitungen 54 verbunden werden. Die Steckvorrichtung 67 ist
beispielsweise an der Unterseite der Komponente 27 angeordnet.
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Die
Komponente 27 kann auch weitere elektrische und/oder optische
Komponenten enthalten, beispielsweise einen oder mehrere Sensoren,
zum Beispiel einen Drucksensor 68, zur Ermittlung der Druckverhältnisse
im Fluidbypasskanal 29. Vom Fluidbypasskanal 29 führt ein
Abzweig 69 zum Drucksensor 68, der vorliegend
an der Unterseite der Komponente 27 angeordnet ist. Der
Abzweig 69, ein Fluidkanal, verläuft zwischen dem Fluidbypasskanal 29 und
dem Aufnahmeraum 55, das heißt, der Abzweig 69 verläuft in einer
unteren Wandung 70 des Aufnahmeraums 55. Zur Abdichtung
des Abzweigs 69 kann eine Dichtung 71 vorgesehen
sein, die beispielsweise zwischen dem Sensor 68 und dem
Abzweig 69 angeordnet ist.
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Wenn
die elektrische Komponente 27 in dem Aufnahmeraum 55 montiert
ist, kann dieser beispielsweise vergossen werden, sodass die elektrischen Komponenten
vor eindringendem Fluid geschützt sind.
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Die
Anschlussvorrichtung 25 wird beim Ausführungsbeispiel seitlich an
das Fluid-Kanalmodul 31 angesetzt, sodass die Montageöffnung 56 verschlossen
ist. Am Randbereich der Montageöffnung 56,
das heißt
im Bereich der Fluid-Montagefläche 40,
kann eine Dichtung 72 vorgesehen sein.
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Das
Gehäuse 38 ist
vorliegend ein einstückiges
Gehäuse.
Es ist bevorzugt, dass das Gehäuse 38 aus
elektrisch isolierendem Material besteht, beispielsweise aus Kunststoff.
Prinzipiell wäre
es aber auch möglich,
dass das Gehäuse 38 zumindest
teilweise aus einem elektrisch leitenden Material besteht, beispielsweise
aus Metall, wobei dann auf eine entsprechende elektrische Isolierung
von elektrischen Komponen ten gegenüber diesem Gehäuse 38 zweckmäßigerweise
vorgesehen ist.
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Eine
besonders bevorzugte Variante der Erfindung sieht vor, dass das
Gehäuse 38 zumindest teilweise
einen dreidimensionalen Leitungsträger bildet, sodass elektrische
Bauteile, beispielsweise der Buscontroller 64, auf Leiterbahnen,
die unmittelbar an dem Gehäuse 38 ausgebildet
sind, anordenbar sind. Dreidimensionale Schaltungsträger werden auch
als Moulded Interconnected Devices (MID) bezeichnet.
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Die
Montage des Ventils 10 gestaltet sich sehr einfach, weil
lediglich die Modulkomponenten 30, 35, 31 und 25 aneinandergesetzt
werden. Es versteht sich, dass auch alternative Bauformen möglich sind,
bei denen beispielsweise die Module bzw. Modulkomponenten 30 und 31 zusammengefasst
sind und/oder bei denen beispielsweise der Ventilantrieb einen integralen
Bestandteil einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung
bildet. Beispielsweise könnten
die Module 25, 35 in einem einzigen Gehäuse zusammengefasst
sein.
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Ferner
ist eine Bauform denkbar, bei der das Ventil 10 die Komponenten 30, 35 und 25 enthält, die nach
Bedarf an eine Basisplatte einer entsprechend ausgestalteten Ventilbatterie
anschließbar
sind. Eine solche Basisplatte dient zur Fluid versorgung bzw. -entsorgung
mehrerer Ventile und hat entsprechende Fluidkanalanordnungen.
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Ferner
ist eine Bauform denkbar, bei der eine erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung
zur fluidtechnischen bzw. signaltechnischen Ankopplung mehrerer
Kombi-Leitungen 20 dient und mehreren Ventilen zugeordnet
ist. Man könnte
sich eine derartige Anschlussvorrichtung als eine Aneinanderreihung
fest oder lösbar
miteinander gekoppelter Anschlussvorrichtungen 25 vorstellen.
Dabei ist auch eine einstückige
Bauweise der entsprechenden Anschlussvorrichtung prinzipiell möglich.
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In 3 ist
ein erfindungsgemäß ausgestaltetes
Ventil 80 in Gestalt eines Einzelventils gezeigt. Das Ventil 80 ist
mit einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung 81 ausgestattet,
die prinzipiell der Anschlussvorrichtung 25 ähnelt, allerdings
ein seitlich geschlossenes Gehäuse 82 aufweist.
Das Ventil 80 kann beispielsweise von der Steuerungsvorrichtung 57 gesteuert
und/oder überwacht
werden und dient zur fluidtechnischen Ansteuerung des Arbeitszylinders 13.
Die Anschlussvorrichtung 81 stellt eine Signalverbindung über eine
Leitung 83 zu der Steuerungsvorrichtung 57 her,
sodass eine Signalverbindung zwischen den Sensoren 24 am
Aktor 12/Arbeitszylinder 13 über die Kombi-Leitung 20 und
die Anschlussvorrichtung 81 hergestellt ist.
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Bei
den Ventilen 10 gemäß 1a und 1b ist
ein zweiter, zum Fluid-Kanal 43 paralleler Fluid-Kanal
des Fluid-Kanalmoduls 31 beispielsweise
in einer zweiten Ebene, vor oder hinter der Zeichenebene, nach vorn
zu der Anschlussvorrichtung 25 geführt, sodass ein doppeltwirkender
Aktor, beispielsweise der Arbeitszylinder 13, mit Hilfe
zweier Fluid-Verbindungen
in Vorwärts-
und Rückwärtsrichtung
bzw. Aufwärts-
und Abwärtsrichtung
aktiv fluidisch bzw. pneumatisch ansteuerbar ist.
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In 5 ist
ein Ventil 101 gezeigt, das im Wesentlichen dem Ventil 10 gleicht.
Soweit Komponenten und Bestandteile des Ventils 101 denen
des Ventils 10 gleichen, sind sie mit denselben Bezugszeichen
versehen und werden nicht näher
erläutert. Abweichende
Bauteile sind, soweit erforderlich, mit Bezugszeichen versehen,
die um die Zahl 100 gegenüber den Bezugszeichen gemäß 1a, 1b erhöht sind.
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Eine
gegenüber
der Anschlussvorrichtung 25 modifizierte Anschlussvorrichtung 125 weist
einen zweiten Fluid-Bypasskanal 129 auf, der unterhalb des
Bypasskanals 29 verläuft.
Der Bypasskanal 129 ist mit einem Fluid-Kanal 143 eines
gegenüber
dem Fluid-Kanalmodul 31 modifizierten Fluid-Kanalmoduls 131 verbunden
bzw. vorteilhafterweise lösbar verbindbar.
Zwischen den Kanälen 143 und 129 kann eine
Dichtung ähnlich
der Dich tung 44 angeordnet sein. Der Fluid-Kanal 143 wird
in Abhängigkeit
von der Stellung des Ventilglieds 34 mit Druckluft beaufschlagt
bzw. entlüftet.
An der Anschlussseite 26 ist neben, beispielsweise unterhalb,
der Kombi-Anschlusseinrichtung 41 eine konventionelle Anschlusseinrichtung 144 angeordnet,
an die eine Fluid-Leitung 145, beispielsweise eine flexible
Druckluftleitung, anschließbar
bzw. in der Figur dargestellt angeschlossen ist. Die Fluid-Leitung 145 enthält keine
Signalleiter wie die Kombi-Leitung 20. Dementsprechend
ist auch keine Signalverbindung zwischen dem Anschluss 144 und
dem Aufnahmeraum 55 hergestellt. Es ist prinzipiell aber
möglich,
dass eine derartige Verbindung besteht. Jedenfalls bilden die Fluidbypasskanäle 29, 129 eine
Art Fluidbypasskanal-Anordnung,
die eine fluidtechnische Verbindung zwischen der Anschlussseite 26 der
Anschlussvorrichtung 125 und der Ventilkomponente 30 bzw.
dem Fluid-Kanalmodul 131 herstellt.