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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft Saug- und Saugabschalt-Verbundventile und bezieht sich insbesondere auf ein Verbundventil, welches dazu eingerichtet ist, alternativ einen Unterdruck oder ein Druckfluid, das zur Abschaltung des Unterdrucks dient, an eine Last, beispielsweise in Form eines Saugkissens, zu liefern.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Wenn beispielsweise Werkstücke zu vordefinierten Positionen für die Weiterverarbeitung oder die Speicherung in verschiedenen Anlagen transportiert werden, sind üblicherweise Vakuumsysteme im Einsatz. Diese Vakuumsysteme umfassen ein Saugkissen, eine Vakuum-Zuführeinrichtung (Unterdruck-Zuführeinrichtung), beispielsweise in Form einer Saugpumpe, eine Druckfluid-Zuführeinrichtung, welche das Druckfluid für das Abschalten des Vakuums liefert, und eine Vakuum-Schalteinheit, welche mit der Vakuum-Zuführeinrichtung, der Druckfluid-Zuführeinrichtung und dem Saugkissen verbunden und zwischen diesen angeordnet ist. Die Vakuumsysteme saugen durch die Verbindung des Saugkissens mit der Vakuum-Zuführeinrichtung mittels der Vakuum-Schalteinheit die Werkstücke an und schalten das Vakuum nach der Beförderung der Werkstücke zu den definierten Positionen durch die Verbindung des Saugkissens mit der Druckfluid-Zuführeinrichtung mittels der Vakuum Schalteinheit ab, um die Saugwirkung zu unterbrechen. Hierdurch werden die Werkstücke an den definierten Positionen freigegeben.
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Die Vakuumschalteinheiten zur Verwendung in diesen Saugsystemen sind eine Kombination von Mehrfach-Magnetventilen oder Umschaltventilen, wie sie beispielsweise in
JP H0526367 A oder
JP H08-309684 A beschrieben werden. Die Magnetventile oder Umschaltventile sind mit dem Hauptteil der Einheit zusammen mit anderen zugeordneten Komponenten einschließlich einer Drosselklappe kombiniert.
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In bekannten Vakuumschalteinheiten sind die Mehrfach-Magnetventile oder Umschaltventile mit dem Hauptteil zusammen mit anderen zugeordneten Komponenten jedoch derart kombiniert, dass die Komponenten an verschiedenen Positionen und in verschiedenen Richtungen am Hauptteil der Einheit angeordnet sind. Entsprechend weisen diese Vakuum-Schalteinheiten eine enorme Größe auf und sind und kompliziert aufgebaut. Die Kanäle dieser Einheiten besitzen eine problembehaftete, komplizierte Struktur und eine große Länge.
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Aus der
US 5,924,439 A geht ein Zweiwegeelektromagnetventil hervor, das einen Ventilkörper für ein Fünfwegeelektromagnetventil nutzt. Zwei Ventilscheiben eines Zweiwegeventils sind in einem Fünfwegeventilkörper eingesetzt, der einen sich in der Mitte einer Ventilöffnung öffnenden Zufuhrkanal, Ausgangskanäle an den Seiten des Zufuhrkanals sowie Auslasskanäle an den Seiten der Ausgangskanäle aufweist. Ein Pilotventilabschnitt treibt die Ventilscheiben an. Fluiddruck in dem Zufuhrkanal wird dazu genutzt, die Ventilkörper zurückzustellen, wobei Dichtelemente vorgesehen sind, um den Abschnitt zwischen den Ausgangskanälen und den Auslasskanälen unabhängig von der Arbeitsposition der Ventilscheiben immer abzudichten. Außerdem sind Dichtelemente vorgesehen, um den Bereich zwischen dem Zufuhrkanal und den Ausgangskanälen zu öffnen und zu schließen. Eine Filterung der das Ventil durchströmenden Luft ist nicht vorgesehen.
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Aus dem
US-Patent 5,597,015 A ist ein Elektromagnetventil bekannt, bei welchem ein Ventilkörper, Endplatten und eine Steuerventileinheit die gleiche Breite aufweisen, so dass mehrere Elektromagnetventile einfach nebeneinander angeordnet werden können.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein kompakt aufgebautes Saug- und Saugabschalt-Verbundventil vorzuschlagen, bei dem eine zuverlässige Filterung der angesaugten und ausgegebenen Luft gewährleistet wird und gleichzeitig ein einfacher und kostengünstiger Aufbau erreicht wird.
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Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der unten angegebenen Beschreibung und den abhängigen Ansprüchen.
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Um dieses Ziel zu erreichen, wird nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Verbundventil mit einer Hauptventileinheit einschließlich eines Sauganschlusses, der mit einer Vakuum-Zuführeinrichtung verbunden ist, eines Druckanschlusses, der mit einer Druckfluid-Zuführeinrichtung verbunden ist, eines vakuumseitigen Ventilglieds, welches den Vakuumkanal öffnet und schließt, um den Sauganschluss mit einem Verbindungsanschluss zu verbinden, und einem druckseitigen Ventilglied, welches einen Druckkanal öffnet und schließt, um den Druckanschluss mit dem Verbindungsanschluss zu verbinden; mit einem Kanalverbindungsabschnitt, der den Verbindungsanschluss mit einer Last bzw. Filterkammern verbindet, die in den Vakuumkanal bzw. dem Druckkanal eingefügt sind, und mit einem Filter, der lösbar in jeder der Filterkammern angeordnet ist; und mit einer Steuerventileinheit, welche zwei Steuerventile umfasst, die einzeln das vakuumseitige Ventilglied und das druckseitige Ventilglied der Hauptventileinheit steuern, angegeben. Die Hauptventileinheit, der Kanalverbindungsabschnitt und die Steuerventileinheit weisen hierbei die gleiche Breite auf. Der Kanalverbindungsabschnitt ist mit einem Ende der Hauptventileinheit in Richtung der Achse der Hauptventileinheit verbunden. Die Steuerventileinheit ist außerdem mit dem anderen Ende der Hauptventileinheit verbunden, so dass die Hauptventileinheit, der Kanalverbindungsabschnitt und die Steuerventileinheit miteinander in Reihe entlang der Achse verbunden sind.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Hauptventileinheit eine Ventilöffnung auf, die sich entlang der Achse erstreckt, wobei das vakuumseitige Ventilglied und das druckseitige Ventilglied in der Ventilöffnung angeordnet sind, wobei das vakuumseitige Ventilglied und das druckseitige Ventilglied jeweils separat gesteuert werden, wobei die Ventilglieder jeweils Rückkehr-Druckempfangsabschnitte mit kleinen Empfangsflächen an den Stirnflächen und jeweils Antriebs-Druckempfangsabschnitte mit großen Empfangsflächen an den gegenüber liegenden Stirnflächen aufweisen. Die Rückkehr-Druckempfangsabschnitte werden stets durch das Druckfluid von dem Druckanschluss beaufschlagt, während die Antriebs-Druckempfangsabschnitte stets durch das Steuerfluid beaufschlagt werden, das durch die Steuerventile geliefert wird.
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In dem Ausführungsbeispiel ist der Verbindungsanschluss an der vorderen Stirnfläche des Kanalverbindungsabschnitts angeordnet. Die beiden Filterkammern sind entlang der Achse an gegenüber liegenden Positionen des Verbindungsanschlusses in dem Kanalverbindungsabschnitt angeordnet; und wobei der Filter in jeder der Filterkammern mit einem Filterhalter lösbar befestigt ist, welcher von der vorderen Stirnfläche der jeweiligen Filterkammer lösbar ist.
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In dem Ausführungsbeispiel weist der Filter eine zylindrische Form auf, während der Filterhalter säulenartig geformt ist. In dem Filterhalter ist eine Kanalöffnung angeordnet, die einen Abschnitt des Vakuumkanals und einen Abschnitt des Druckkanals bildet, wobei ein Ende der Kanalöffnung durch eine Öffnung in der Seitenfläche des Filterhalters mit dem Verbindungsanschluss in Verbindung steht. Der Filter ist um den äußeren Umfang des Filterhalters befestigt, um die Öffnung zu bedecken.
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In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein Drosselklappenventil an der oberen Oberfläche der Hauptventileinheit befestigt, wobei das Drosselklappenventil die Durchflussrate des Druckfluids, das in den Druckkanal fließt, steuert.
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Vorzugsweise sind beide Seiten des Verbundventils im Wesentlichen als flache Verbindungsoberflächen für die Verbindung mit anderen Verbundventilen gestaltet, wobei der Druckanschluss und der Sauganschluss in Querrichtung durch die Hauptventileinheit hindurchgeführt werden, um eine Verbindung mit den Druckanschlüssen und den Sauganschlüssen der anderen Verbundventile zu ermöglichen.
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Gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung kann ein Verbundventil geschaffen werden, welches infolge eines einfachen und kostengünstigen Aufbaus eine mit Universalmagnetventilen vergleichbare Struktur aufweist, in welcher eine Hauptventileinheit, ein Kanalverbindungsabschnitt und ein Steuerventil in Reihe entlang der Achse des Ventils verbunden sind. Folglich kann ein kompakter und einfacher Aufbau erreicht werden, wobei auch die Anordnung der Vakuum- und Druckkanäle vereinfacht und die Länge der Kanäle reduziert werden kann.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine Schnittansicht eines Verbundventils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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2 zeigt eine vergrößerte Ansicht des wesentlichen Teils der Hauptventileinheit aus 1.
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3 zeigt eine vergrößerte Ansicht des wesentlichen Teils des Kanalverbindungsabschnitts aus 1.
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4 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung des Verbundventils aus 1.
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5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ventilanordnung in einem Zwischenstadium bei der Anordnung eines Vielfach-Verbundventils entsprechend eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.
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BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
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1 bis 4 zeigen ein Saug- und Abschalt-Verbundventil gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Verbundventil V weist eine Hauptventileinheit 1 auf, welche einen Vakuumkanal 6 zur Bereitstellung eines Unterdrucks für eine Last und einen Druckkanal 7 zur Bereitstellung eines Druckfluids (beispielsweise Luft) für das Abschalten des Vakuums aufweist, die jeweils separat geschaltet werden, mit einem vakuumseitigen Ventilglied 8 und einem druckseitigen Ventilglied 9. Das Verbundventil V weist außerdem einen Kanalverbindungsabschnitt 2, in dem der Vakuumkanal 6 und der Druckkanal 7 mit der Last durch einen Verbindungsanschluss 10 verbunden werden, und eine Steuerventileinheit 3 auf, welche die beiden Ventilglieder 8 und 9 mit den beiden Steuerventilen 11 und 12, die beispielsweise als Servoventile ausgebildet sind, einzeln (separat) schaltet. Die Hauptventileinheit 1, der Kanalverbindungsabschnitt 2 und die Steuerventileinheit 3 sind miteinander in Reihe verbunden.
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In 5 ist gezeigt, dass das Verbundventil V mit anderen Verbundventilen V gleichen Aufbaus verbunden und auf einer Schiene 102 zusammen mit zugeordneten Komponenten, beispielsweise einer Rohrleitungseinheit 100 und einer Verteilereinheit 101, befestigt werden kann, um als Ventilanordnung genutzt zu werden. Entsprechend weist das Verbundventil V in seiner Gesamtheit eine annähernd feste Breite (Dicke) auf und beide Seiten der in Querrichtung verlaufenden Oberfläche des Verbundventils sind im Wesentlichen als ebene Flächen 13 für die Verbindung mit anderen Verbundventilen V und für die Verbindung mit zugeordneten Komponenten ausgebildet.
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Der konkrete Aufbau des Verbundventils V wird im Einzelnen nachfolgend beschrieben.
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Die Hauptventileinheit des Verbundventils V weist ein Hauptventileinheits-Gehäuse 16 mit einem in Längsrichtung rechteckigen Querschnitt auf. Das Gehäuse 16 der Hauptventileinheit ist aus mehreren Blöcken zusammengesetzt, nämlich einem zentralen Ventilblock 16a, einem Handblock 16b, der in Richtung der Achse L an einem Ende des Ventilblocks 16a angeordnet ist, und einem Anschlussblock 16c, der sich an der Unterseite des Ventilblocks 16a und des Handblocks 16b gegenüber dem Ventilblock 16a und dem Handblock 16b befindet.
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Der Ventilblock 16a weist eine Ventilöffnung 17 auf, die sich entlang der Achse L erstreckt. Das vakuumseitige Ventilglied 8 und das druckseitige Ventilglied 9, welche jeweils kolbenartig ausgebildet sind, sind in einer bzw. der anderen Hälfte der Ventilöffnung 17 angeordnet, so dass diese individuell gesteuert werden können. Die Ventilglieder 8 und 9 weisen Rückkehr-Druckempfangsabschnitte 8a bzw. 9a mit kleinen Empfangsbereichen an den Stirnflächen auf. An den gegenüber liegenden Stirnflächen sind an den Ventilgliedern 8 und 9 Antriebs-Druckempfangsabschnitte 8b bzw. 9b mit großen Empfangsbereichen angeordnet. Die Antriebs-Druckempfangsabschnitte 8b und 9b sind durch Kolben 18 und 19 gebildet, welche in Kontakt mit den jeweiligen Stirnflächen der Ventilglieder 8 bzw. 9 stehen. An der Außenseite der Kolben 18 und 19 sind Steuerdruck-Empfangskammern 21 bzw. 22 gebildet. Wenn das Druckfluid den entsprechenden Steuerdruck-Empfangskammern 21 bzw. 22 von den Steuerventilen 11 und 12 bereitgestellt wird, werden die Ventilglieder 8 bzw. 9 durch die Kolben 18 bzw. 19 zu einer entsprechenden Position innerhalb der Ventilöffnung 17 bewegt, wie beispielsweise das druckseitige Ventilglied 9 in 1 und 2. Wenn das Druckfluid aus den Steuerdruck-Empfangskammern 21 und 22 abgeführt wird, werden die Ventilglieder 8 und 9 durch das aus dem Druckanschluss 5 gelieferte Druckfluid angetrieben, das auf die Ventilglieder 8 und 9 einwirkt, um diese zu der sogenannten Abschaltposition an der Außenseite zurückzuführen, wie beispielsweise das vakuumseitige Ventilglied 8 in 1 und 2.
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Der Ventilblock 16a weist eine erste durchgehende Vakuumöffnung 6a und eine zweite durchgehende Vakuumöffnung 6b auf, die bei verschiedenen Positionen des vakuumseitigen Ventilglieds 8 in seinem Betriebsbereich der Ventilöffnung 17 geöffnet sind. Der Ventilblock 16a weist außerdem eine erste durchgehende Drucköffnung 7a und eine zweite durchgehende Drucköffnung 7b auf, die bei verschiedenen Positionen des druckseitigen Ventilglieds 9 in seinem Betriebsbereich der Ventilöffnung 17 geöffnet sind. Die erste durchgehende Vakuumöffnung 6a steht in Verbindung mit einem Sauganschluss 4 in dem Anschlussblock 16c, während die zweite durchgehende Vakuumöffnung 6b in Verbindung mit einer Vakuumverbindungsöffnung 6c steht, welche eine Öffnung in der Oberfläche der Hauptventileinheit bildet, die mit dem Kanalverbindungsabschnitt 2 verbunden ist. Die erste durchgehende Vakuumöffnung 6a, die Ventilöffnung 17, die zweite durchgehende Vakuumöffnung 6b und die Vakuumverbindungsöffnung 6c bilden einen Vakuumkanalabschnitt 6A auf der Seite der Hauptventileinheit, der Teil des Vakuumkanals 6 ist. Der Vakuumkanalabschnitt 6A auf der Seite der Hauptventileinheit ist derart geöffnet oder geschlossen, dass ein Ventilverschlussglied 24 des vakuumseitigen Ventilglieds 8 Kontakt mit einem Steg an der inneren Oberfläche der Ventilöffnung 17 zwischen der ersten durchgehenden Ventilöffnung 6a und der zweiten durchgehenden Ventilöffnung 6b hat oder an diesem Steg nicht anliegt.
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Der Vakuumkanalabschnitt 6A auf der Seite der Hauptventileinheit ist verbunden mit einem verbindungsseitigen Vakuumkanalabschnitt 6B des unten beschriebenen Kanalverbindungsabschnitts 2, wobei der Vakuumkanalabschnitt 6A auf der Seite der Hauptventileinheit und der verbindungsseitige Vakuumkanalabschnitt 6B zusammen den Vakuumkanal 6 bilden.
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Eine erste durchgehende Drucköffnung 7a steht in Verbindung mit dem Druckanschluss 5 des Anschlussblocks 16c, während eine zweite durchgehende Drucköffnung 7b durch das Drosselklappenventil 27 und eine dazwischen liegende durchgehende Öffnung 7d führt, um mit einer Druckverbindungsöffnung 7c in Verbindung zu stehen. Die Druckverbindungsöffnung 7c bildet eine Öffnung in der Oberfläche der Hauptventileinheit 1, die mit dem Kanalverbindungsabschnitt 2 verbunden ist. Die erste durchgehende Drucköffnung 7a, die Ventilöffnung 17, die zweite durchgehende Drucköffnung 7b, das Drosselventil 27, die dazwischen liegende durchgehende Öffnung 7d und die Druckverbindungsöffnung 7c bilden einen Druckkanalabschnitt 7A auf der Seite der Hauptventileinheit, welcher einen Teil des Druckkanals 7 bildet. Der Druckkanalabschnitt 7A auf der Seite der Hauptventileinheit ist derart geöffnet oder geschlossen, dass ein Ventilverschlussglied 26 des druckseitigen Ventilglieds 9 Kontakt mit einem Steg an der inneren Oberfläche der Ventilöffnung 17 zwischen der ersten durchgehenden Drucköffnung 7a und der zweiten durchgehenden Drucköffnung 7b hat oder an diesem Steg nicht anliegt.
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Der Druckkanalabschnitt 7A auf der Seite der Hauptventileinheit ist verbunden mit einem verbindungsseitigen Druckkanalabschnitt 7B des unten beschriebenen Kanalverbindungsabschnitts 2, wobei der Druckkanalabschnitt 7A auf der Seite der Hauptventileinheit und der verbindungsseitige Druckkanalabschnitt 7B zusammen den Druckkanal 7 bilden.
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Die erste durchgehende Drucköffnung 7a, die mit dem Druckanschluss 5 in Verbindung steht, ist mit der Ventilöffnung 17 im Bereich zwischen den entsprechenden Rückkehr-Druckempfangsabschnitten 8a und 9a der beiden Ventilglieder 8 und 9 verbunden. Das Druckfluid, das von dem Druckanschluss 5 durch die erste durchgehende Drucköffnung 7a in die Ventilöffnung 17 gelangt, beaufschlagt stets die Rückkehr-Druckempfangsabschnitte 8a und 9a der beiden Ventilglieder 8 bzw. 9.
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Der Sauganschluss 4 und der Druckanschluss 5 sind durch den Anschlussblock 16c über seine Breite geführt und weisen ein Verbindungsrohr 29, das an einem Ende von der Verbindungsoberfläche 13 nach außen gerichtet ist, und eine (nicht gezeigte) Verbindungsöffnung auf, an der am anderen Ende ein ringförmiges Dichtglied angeordnet ist. Wenn die anderen Verbundventile V an die Verbindungsflächen 13 an beiden Seiten des Verbundventils V angeschlossen werden, dann gelangen das Verbindungsrohr 29 und die Verbindungsöffnung in Eingriff mit einer Verbindungsöffnung und einem Verbindungsrohr 29 des jeweils anliegenden Verbundventils V, um eine luftdichte Verbindung der Anschlüsse zu erreichen.
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Der Sauganschluss 4 ist mit der Zuführeinrichtung für das Vakuum, beispielsweise einer Saugpumpe, und der Druckanschluss 5 ist mit der Zuführeinrichtung für das Druckfluid verbunden, welche beispielsweise Druckluft oder dergl. über die Rohrleitungseinheit 100, wie in 5 gezeigt, liefert.
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Der Anschlussblock 16c weist ferner einen Steuerabführanschluss 31 auf, der über die Breite dieses Blocks verläuft. Der Steuerabführanschluss 31 steht in Verbindung mit den zwei Steuerventilen 11 und 12 der Steuerventileinheit 3 über eine (nicht gezeigte) Steuerverbindungsöffnung. Auf beiden Seiten des Steuerabführanschlusses 31 sind ein Verbindungsrohr und eine Verbindungsöffnung vorgesehen, um den Steuerabführanschluss 31 mit den Steuerabführanschlüssen der anderen Verbundventile V zu verbinden.
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Der Handblock 16b weist zwei manuell bedienbare Abschnitte 32 und 33 auf. Die manuell zu bedienenden Abschnitte 32 und 33 sind dafür vorgesehen, die beiden Steuerventile 11 und 12 manuell zu schalten. Hierfür weisen die manuell zu bedienenden Abschnitte 32 und 33 zwei manuell bedienbare Knöpfe 32a und 33a auf, die entlang ihrer oberen Oberfläche angeordnet sind. Der erste manuell bedienbare Knopf 32a steht mit dem ersten Steuerventil 11 in Verbindung, um das vakuumseitige Ventilglied 8 zu betätigen. Der zweite manuell bedienbare Knopf 33a korrespondiert mit dem zweiten Steuerventil 12, um das druckseitige Ventilglied 9 zu betätigen. Wenn der erste manuell bedienbare Knopf 32a gedrückt wird, gelangt das Steuerfluid direkt zur vakuumseitigen Druckempfangskammer 21, um das vakuumseitige Ventilglied 8 zu der entsprechenden Position zu bewegen und hierdurch zu schalten. Wenn der zweite manuell bedienbare Knopf 33a gedrückt wird, gelangt das Steuerfluid direkt zu der druckseitigen Druckempfangskammer 22, um das druckseitige Ventilglied 9 in die entsprechende Position zu bewegen und hierdurch zu schalten. Der Aufbau und der Betrieb der manuell bedienbaren Abschnitte 32 und 33 sind bekannt.
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Das Gehäuse 16 der Hauptventileinheit weist einen oberen, zurückgesetzten Abschnitt auf, in dem ein Drosselklappenventil-Körper 35 über ein Abstandsstück 34 mittels Schrauben 36 befestigt ist. Das Drosselklappenventil 27 ist an dem Drosselklappenventil-Körper 35 angebracht. Das Drosselklappenventil 27 ist derart gestaltet, dass es den Durchgang einer Drosselöffnung 38 durch Hin- und Herbewegung eines Ventilstabs 37 steuert. Der Ventilstab 37 ist in einem zylindrischen Abschnitt 35a angeordnet, welcher sich ausgehend von der Oberseite des Drosselklappenventil-Körpers 35 über ein Dichtglied 39 derart entlang des Ventilstabs 37 erstreckt, dass der Ventilstab 37 in einer Bohrung diese Abschnitts 35a rotieren und sich hin- und herbewegen kann. Eine männliche Schraube 40 an dem oberen Ende des Ventilstabs 37 und eine weibliche Schraube 41 (Mutter) in dem benachbarten zylindrischen Abschnitt 35a befinden sich in Eingriff miteinander. Wenn der Ventilstab 37 gedreht wird, bewegt sich der Ventilstab 37 vertikal oder in die Richtung senkrecht zur Achse L des Ventils, so dass ein Steuerabschnitt 37a am unteren Ende des Ventilstabs 37 die Größe des Durchgangsbereichs der Drosselöffnung 38 steuert, die in dem Kanal zwischen der zweiten durchgehenden Drucköffnung 7b und der Druckverbindungsöffnung 7c angeordnet ist.
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Wenn das Abstandsstück 34 in den Ventilblock 16a integriert ist, kann in einem weiteren Ausführungsbeispiel dieses Abstandsstück 34 entfallen.
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Der Kanalverbindungsabschnitt 2 weist ein Verbindungsabschnitts-Gehäuse 45 auf, welches mit der Verbindungsfläche des Gehäuses 16 der Hauptventileinheit 1 verbunden ist. Das Verbindungsabschnitts-Gehäuse 45 hat etwa dieselbe Höhe und Breite (Dicke) wie das Gehäuse 16 der Hauptventileinheit 1 und weist einen Verbindungsanschluss 10 auf, um eine Last im Wesentlichen in der Mitte der vorderen Stirnfläche 45a in Richtung der Achse L anzuschließen. Der Verbindungsanschluss 10 ist an einer Position vorgesehen, welche im Wesentlichen koaxial mit der Ventilöffnung 17 der Hauptventileinheit 1 ist, wobei der Verbindungsanschluss 10 mit der Vakuumverbindungsöffnung 6c und der Druckverbindungsöffnung 7c über zwei durchgehende Zweigöffnungen 46 bzw. 47 sowie vakuumseitige bzw. druckseitige Filterkammern 48 bzw. 49 verbunden ist. Folglich bilden die durchgehende Zweigöffnung 46 und die vakuumseitige Filterkammer 48 den verbindungsseitigen Vakuumkanalabschnitt 6B sowie die durchgehende Zweigöffnung 47 und die druckseitige Filterkammer 49 den verbindungsseitigen Druckkanalabschnitt 7B.
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Lasten, die mit dem Verbindungsanschluss 10 verbunden sind, können beispielsweise als Saugkissen ausgebildet sein, welches Werkstücke ansaugt und diese befördert.
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Die Filterkammern 48 und 49 haben die Form einer länglichen Öffnung mit einem kreisförmigen Querschnitt. Die beiden Filterkammern 48 und 49 sind an den vertikal gegenüber liegenden Seiten (Positionen) des Verbindungsanschlusses 10 ausgehend von der vorderen Stirnfläche 45a des Verbindungsabschnitts-Gehäuses 45 parallel zur Achse L und parallel zueinander angeordnet. Einerseits stehen die Enden der Filterkammern 48 und 49 mit der Vakuumverbindungsöffnung 6c und der Druckverbindungsöffnung 7c der Hauptventileinheit 1 über Verbindungsöffnungen 48a bzw. 49a und andererseits stehen die durchgehenden Zweigöffnungen 46 und 47 mit den Seiten der Zylinderkammern 48 bzw. 49 etwa mittig an diesen in Verbindung.
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Jede der Filterkammern 48 und 49 weist einen lösbaren Filter 51 auf. Der Filter 51 ist mit einem Filterhalter 52 verbunden, so dass eine Filtereinheit 50 gebildet wird. Die Filtereinheit 50 ist lösbar in jeder der Filterkammern 48 und 49 angebracht. Im Detail weist der Filterhalter 52 eine säulenartige Form auf, in der eine Kanalöffnung 53 vorgesehen ist, welche sich entlang der Länge des Filterhalters 52 erstreckt. Die Kanalöffnung 53 bildet jeweils einen Abschnitt der Kanalabschnitte 6B und 7B. Ein Ende der Kanalöffnung 53 bildet eine Öffnung am Ende des Filterhalters, während das andere Ende der Kanalöffnung 53 die Mitte der Länge des Filterhalters 52 erreicht und mit einer Öffnung oder einer Vielzahl von Öffnungen 53a in der Seite des Filterhalters 52 in Verbindung steht.
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Am entfernten (distalen) Ende des Filterhalters 52 ist ein Außengewinde 52a vorgesehen, während am gegenüber liegenden Basisende ein Abschnitt 52b für eine rotierende Bewegung vorgesehen ist, an dem eine Eingriffskerbe 52c für den Eingriff eines Werkzeugs, wie beispielsweise eines Schraubendrehers, angeordnet ist.
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Der Filter 51 weist die Form eines Zylinders auf, der an den Filterhalter 52 derart angepasst ist, dass er die Öffnung 53a an dem äußeren Umfang des Filterhalters 52 abdeckt. Der Filter 51 ist an den Filterhalter 52 derart angepasst, dass er an diesem durch einen Haltering 54 am Ende des Filters 51 gehalten wird, der an ein Gewinde 52a angeschraubt ist.
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Der Filterhalter 52 wird in jede der Filterkammern 48 und 49 ausgehend von der vorderen Stirnfläche 45a des Verbindungsabschnitts-Gehäuses 45 eingeführt. Das Gewinde 52a am entfernten Ende des Filterhalters 52 wird in eine Schraubenaufnahme 55 eingeschraubt, die an jeder Filterkammern 48 und 49 befestigt ist. Somit ist die Filtereinheit 50 lösbar in den Filterkammern 48 und 49 befestigt. Die durchgehenden Zweigöffnungen 46 und 47 stehen in Verbindung mit den Filterkammern 48 bzw. 49 im Bereich der äußeren Umfangsfläche des Filters 51, um mit der Öffnung 53a des Filterhalters 52 über den Filter 51 verbunden zu sein. Somit stehen der Verbindungsanschluss 10 und der Vakuumkanalabschnitt 6A bzw. der Druckkanalabschnitt 7A der Hauptventileinheit 1 miteinander über den Filter 51 in Verbindung.
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In den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 56 ein Dichtglied, das dafür vorgesehen ist, den Raum zwischen der äußeren Oberfläche des Filterhalters 52 und der inneren Oberfläche der Filterkammern 48 und 49 abzudichten.
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Ein Sensoranschluss 60, der mit der druckseitigen Filterkammer 49 in Verbindung steht, ist an der Oberseite des Verbindungsabschnitts-Gehäuses 45 vorgesehen. Der Sensoranschluss 60 ist mit einem Drucksensor 61 verbunden, um den Druck des Druckfluids mit dem in einem Sensorhalter 62 angeordneten Drucksensor 61 aufzunehmen. Der Sensorhalter 62 weist einen zylinderförmigen Schenkel 62a auf, welcher in den Sensoranschluss 60 eingeschraubt ist. Der Drucksensor 61 ist an einem Befestigungsabschnitt 62b am oberen Ende des Schenkels 62a befestigt. Durch eine Sensoröffnung 62c im Schenkel 62a wird das Druckfluid in den Sensorabschnitt des Drucksensors 61 eingeführt.
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Der Sensoranschluss 60 steht mit der Filterkammer 49 in dem Bereich, der die äußere Oberfläche des Filters 51 umgibt, in Verbindung. Anders ausgedrückt steht der Sensoranschluss 60 mit der Filterkammer 49 in dem Bereich in Verbindung, welcher mit der Öffnung 53a des Filterhalters 52 über den Filter 51 in Verbindung steht. Folglich wird das durch den Filter 51 gefilterte Druckfluid in den Drucksensor 61 eingeführt.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Sensoröffnung 60 und der Drucksensor 61 auch am Hauptventileinheits-Gehäuse 16 der Hauptventileinheit 1 vorgesehen sein. Alternativ kann der Drucksensor als einzelne Einheit, separat von dem Hauptventileinheits-Gehäuse 16 oder dem Verbindungsabschnitts-Gehäuse 45 vorgesehen und mit dem Kanal verbunden sein.
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Obwohl das Verbindungsabschnitts-Gehäuse 45 gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer einzigen Einheit besteht, kann es in einem weiteren Ausführungsbeispiel aus einer Vielzahl von Einheiten bestehen.
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Die Steuerventileinheit 3 weist zwei Steuerventile 11 und 12 im oberen und unteren Bereich eines Steuergehäuses 65 auf. An der Steuerventileinheit 3 ist außerdem an dem unteren Ende des Steuergehäuses 65 ein elektrischer Verbinder 66, der als integrierter Anschluss für eine Sammelleitung gestaltet ist, und ein Steuerzuführanschluss 67 mittig am Steuergehäuse 65 angeordnet.
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Die beiden Steuerventile 11 und 12 stehen mit dem Steuerzuführanschluss 67 gemeinsam über Vielfachsteuerkanäle (nicht gezeigt) in Verbindung und sind mit der vakuumseitigen Druckempfangskammer 21 und der druckseitigen Druckempfangskammer 22 einzeln und außerdem mit dem Steuerabführanschluss 31 verbunden. Die Steuerventile 11 und 12 sind elektrisch mit dem elektrischen Verbinder 66 über eine elektrisch leitende Einrichtung verbunden, die in das Steuergehäuse 65 eingebaut ist. Wenn eines der beiden Steuerventile 11 und 12 angesteuert wird, dann wird das Steuerfluid den entsprechenden Druckempfangskammern 21 und 22 zugeführt, um die Ventilglieder 8 bzw. 9 in die entsprechende Position zu bewegen. Wenn die Erregung des Steuerventils unterbrochen wird, dann wird das Steuerfluid aus den Empfangskammern 21 und 22 abgeführt, so dass die Ventilglieder 8 und 9 zu der entsprechenden Abschaltposition zurückkehren.
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Da der Aufbau und die Arbeitsweise der Steuerventile 11 und 12 bekannt sind, wird auf eine weitere detaillierte Beschreibung dieser verzichtet.
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Der Steuerzuführanschluss 67 weist an beiden Enden ein Verbindungsrohr und eine Verbindungsöffnung auf, um den Steuerzuführanschluss 67 mit Steuerzuführanschlüssen anderer Verbundventile V zu verbinden. Gleiches gilt auch für den Steuerzbführanschluss 31.
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Der elektrische Verbinder 66 weist auch einen Buchsenabschnitt auf einer Seite der Verbindungsfläche 13 auf, um einen elektrischen Verbinder eines anderen Verbundventils V darin einzustecken, an dem wiederum einen Buchsenabschnitt auf der anderen Seite angeordnet ist.
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In den Zeichnungen sind mit den Bezugszeichen 69a und 69b Verbindungsabschnitte bezeichnet, die vom Hauptventileinheits-Gehäuse 16 bis zum Verbindungsabschnitts-Gehäuse 45 reichen und dazu vorgesehen sind, das Verbundventil V in Eingriff mit einem Flansch 102a der Schiene 102 zu bringen (siehe 5). Der Verbindungsabschnitt 69a kann elastisch relativ zu dem anderen Verbindungsabschnitt 69b geöffnet oder geschlossen werden.
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Die 1 und 2 zeigen den Abschaltzustand des Verbundventils V mit einem oben beschriebenen Aufbau, bei dem das zweite Steuerventil 12 der Steuerventileinheit 3 angesteuert ist und das erste Steuerventil 11 nicht angesteuert ist. In diesem Zustand wird das Steuerfluid vom zweiten Steuerventil 12 der druckseitigen Druckempfangskammer 22 zugeführt, so dass sich das druckseitige Ventilglied 9 mittels des Kolbens 19 zu der entsprechenden gezeigten Position bewegt. Folglich stehen die erste durchgehende Drucköffnung 7a und die zweite durchgehende Drucköffnung 7b miteinander über die Ventilöffnung 17 in Verbindung, um den Druckkanal 7 zu öffnen. Entsprechend gelangt das Druckfluid von dem Druckanschluss 5 über die erste durchgehende Drucköffnung 7a zur zweiten durchgehenden Drucköffnung 7b, wird durch das Drosselventil 27 gedrosselt und gelangt dann durch die Druckverbindungsöffnung 7c in den Druckkanalabschnitt 7B des Kanalverbindungsabschnitts 2, wo es durch den Filter 51 in dem Druckkanalabschnitt 7B gefiltert wird und schließlich den Verbindungsanschluss 10 erreicht und der Last zugeführt wird.
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Andererseits befindet sich das vakuumseitige Ventilglied 8 in diesem Zustand in der gezeigten Rückkehrposition, die durch das Druckfluid bewirkt wird, das den Rückkehr-Druckempfangsabschnitt 8a beaufschlagt, um die erste durchgehende Vakuumöffnung 6a und die zweite durchgehende Vakuumöffnung 6b voneinander zu trennen und dadurch den Vakuumkanal 6 zu blockieren.
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Entsprechend wird in diesem Zustand ein Werkstück, wenn dieses durch ein Saugkissen angesaugt ist, das an den Verbindungsanschluss 10 angeschlossen ist, freigegeben, das heißt die Saugwirkung abgeschaltet.
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Der Druck des Druckfluids, das am Verbindungsanschluss 10 anliegt, kann mittels des Drucksensors 61 gemessen werden, welcher am Sensorausgang 60 befestigt ist.
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Wenn ausgehend von diesem Zustand das erste Steuerventil 11 angesteuert wird und die Ansteuerung des zweiten Steuerventils 12 unterbrochen wird, so wird Steuerfluid vom ersten Steuerventil 11 der vakuumseitige Druckempfangskammer 21 zugeführt, so dass das vakuumseitige Ventilglied 8 mittels des durch den Kolben 18 ausgeübten Drucks in eine entsprechende Position geschaltet wird, die entgegen zu der in den Zeichnungen dargestellten Position liegt. Hierdurch werden die erste durchgehende Vakuumöffnung 6a und die zweite durchgehende Vakuumöffnung 6b über die Ventilöffnung 17 verbunden und damit der Vakuumkanal 6 geöffnet. Entsprechend wird das an der Last anliegende Druckfluid vom Verbindungsanschluss 10 durch die durchgehende Zweigöffnung 46, den Filter 51 in die Kanalöffnung 53 des Filterhalters 52 gesaugt und passiert weiter die Vakuumverbindungsöffnung 6c der Hauptventileinheit 1, die zweite durchgehende Vakuumöffnung 6b, die Ventilöffnung 17 und die erste durchgehende Vakuumöffnung 6a bis es schließlich durch den Sauganschluss 4 abgesaugt wird.
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Da die druckseitige Druckempfangskammer 22 in den Entlastungszustand gelangt, kehrt andererseits das druckseitige Ventilglied 9 durch Einwirkung des Druckfluids, das den Rückkehr-Druckempfangsabschnitt 9a beaufschlagt, in die Rückkehrposition zurück, um die erste durchgehende Drucköffnung 7a und die zweite durchgehende Drucköffnung 7b voneinander zu trennen und hierdurch den Druckkanal 7 zu schließen.
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Folglich wird ein Unterdruck an das Saugkissen, das an den Verbindungsanschluss 10 angeschlossen ist, übertragen, so dass dieses das Werkstück ansaugt.
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Wenn das Druckfluid aus dem Druckanschluss 5 durch den Druckkanal 7 und den Verbindungsanschluss 10 zu der Last geleitet wird, um, wie oben beschrieben, das Vakuum abzuschalten, wird verunreinigendes Material, das in dem Druckfluid enthalten sein kann, durch den Filter 51 im Druckkanal 7 beseitigt und verschmutzt somit nicht das Werkstück. Wenn ein Unterdruck von dem Sauganschluss 4 über den Vakuumkanal 6 und den Verbindungsanschluss 10 an die Last übertragen wird, d. h. Luft von dem Verbindungsanschluss 10 eingesaugt wird, dann wird verunreinigendes Material, welches mit der Luft eingesaugt werden kann, durch den Filter 51 beseitigt, so dass es nicht in die Hauptventileinheit 1 gelangen kann.
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Der verunreinigte Filter 51 kann einzeln durch Entfernen der gesamten Filtereinheit 50 aus der Filterkammer 48 oder 49 ersetzt werden.
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Folglich ist das Verbundventil V als ein zusammengesetztes Ventil gestaltet, das mit einem Universalmagnetventil infolge seines einfachen und kostengünstigen Aufbaus vergleichbar ist, bei dem eine Hauptventileinheit 1, ein Kanalverbindungsabschnitt 2 und eine Steuerventileinheit 3 in Reihe entlang einer Achse L des Ventils V verbunden sind. Somit kann ein einfacher und kompakter Aufbau des Ventils erreicht und außerdem die Anordnung der Vakuumkanäle und Druckkanäle vereinfacht werden, so dass die Länge der Kanäle reduziert wird.
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Da beide Seiten des Verbundventils in Querrichtung im Wesentlichen eben gestaltete Verbindungsflächen 13 sind, kann das Verbundventil mit anderen Verbundventilen in einer Ventileinheit kombiniert werden. 5 zeigt eine Ventilanordnung aus mehreren Ventilen mit halber Bestückung, bei der mehrere Verbundventile V auf einer Schiene 102 zusammen mit zugeordneten Komponenten einschließlich der Rohrleitungseinheit 100 und der Verteilereinheit 101 befestigt sind. In vollständigem Zustand ist das Verbundventil V, das am rechten Ende der Zeichnung einzeln angeordnet ist, mit der Außenseite der vier miteinander verbundenen Verbundventile V verbunden und an der Außenseite dieses einzelnen Verbundventils ist eine Endeinheit (nicht gezeigt) angeordnet.
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Die Verbundventile V sind auf der Schiene 102 derart befestigt, dass die Befestigungsabschnitte an der unteren Fläche mit dem Flansch 102a und der Schiene 102 in Eingriff sind. Die Rohrleitungseinheit 100, die Verteilereinheit 101 und die Endeinheit sind in gleicher Weise befestigt. Die Verteilereinheit 101 und die Endeinheit sind an beiden Enden mit der Schiene 102 mittels Schrauben oder dergl. verbunden.
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Die Rohrleitungseinheit 100 weist einen Vakuumrohranschluss 104 und einen Druckrohranschluss 105 auf, an welchen jeweils Kupplungen 103 vorgesehen sind, mittels welchen der Vakuumrohranschluss 104 mit einer Vakuumzuführeinrichtung, wie beispielsweise eine Saugpumpe, und der Druckrohranschluss 105 mit eine Druckzuführeinrichtung verbunden wird, so dass der Unterdruck und das Druckfluid an die Verbundventile V nur an einer Stelle über die Rohrleitungseinheit 100 angeschlossen sind.
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Der Verteilerblock 101 weist einen mittig angeordneten Basisverbinder 106 auf, der als Basis für eine Sammelleitung dient. Der Basisverbinder 106 ist mit dem elektrischen Verbinder 66 des Verbundventils V verbunden. So wird ausgehend von dem Basisverbinder 106 als Basisstation die Energie gleichzeitig an jedes Verbundventil V übertragen.
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Das Verbundventil V hat den Aufbau eines Verbundventils, das mit anderen Verbundventilen verbunden werden kann, bei dem ein Sauganschluss, ein Druckanschluss, ein Steuerzuführanschluss und ein Steuerabführanschluss an die Anschlüsse der anderen Verbundventile als gemeinsame Anschlüsse angeschlossen werden können. Alternativ ist der Einsatz eines einzigen Verbundventils möglich. In diesem Fall sind die Anschlüsse als unabhängige Anschlüsse gestaltet.
