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Die
Erfindung betrifft eine Ventilanordnung mit mindestens einer Ventileinheit,
die einen von Ventilkanälen
durchsetzten Kanalkörper
und zwei zur Steuerung der Fluidströmung in den Ventilkanälen dienende
Magnetventile aufweist, wobei die Magnetventile jeweils einen an
dem Kanalkörper
angeordneten Ventilsitz und eine an dem Kanalkörper fixierte elektromagnetische
Betätigungseinheit
mit einem ein mit dem Ventilsitz kooperierendes Ventilglied bildenden
oder antreibenden beweglichen Magnetanker umfassen, wobei die beiden
Betätigungseinheiten auf
einander entgegengesetzten Seiten eines zwischen sie eingreifenden
Zwischenabschnittes des Kanalkörpers
angeordnet sind.
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Bei
einer aus der
DE 44
13 657 C1 bekannten Ventilanordnung dieser Art sind mehrere
Ventileinheiten aneinandergereiht und zu einer Ventilbatterie zusammengefasst.
Jede Ventileinheit enthält unter
anderem zwei Magnetventile, die hier als Vorsteuerventile genutzt
werden und jeweils eine elektromagnetische Betätigungseinheit aufweisen. Die Magnetventile
dienen zur Steuerung der Fluidströmung in Ventilkanälen, die
in einem die Magnetventile tragenden Kanalkörper ausgebildet sind. Der
Kanalkörper
hat eine im Wesentlichen E-förmige
Querschnittskontur und nimmt die Betätigungseinheiten in den Zwischenräumen zwischen
den drei E-Schenkeln auf, wobei ein Zwischenabschnitt des Kanalkörpers zwischen
die beiden Betätigungseinheiten
eingreift und einen den Magnetventilen zugeordneten Entlüftungskanal
beinhaltet. An den Innenseiten der äußeren E-Schenkel sind einander
zugewandte Ventilsitze ausgebildet, die mit einem vom Magnetanker der
zugeordneten Betätigungseinheit
gebildeten Ventilglied kooperieren.
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Aus
der
EP 0 955 473 B1 ist
eine Ventilbatterie bekannt, die sich aus einer Mehrzahl von 2/2-Wegeventilen
zusammensetzt, die untereinander derart verknüpfbar sind, dass sich eine
höherwertige Schaltfunktion
realisieren lässt.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventilanordnung
der eingangs genannten Art zu schaffen, die unter anderem einen
kostengünstigen
und montagefreundlichen Aufbau besitzt.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist gemäß dem kennzeichnenden
Merkmalen des unabhängigen
Anspruches vorgesehen, dass bei den einzelnen Ventileinheiten die
beiden Ventilsitze mit vonein ander weg weisender Orientierung an
dem Zwischenabschnitt angeordnet sind und dass die beiden Betätigungseinheiten
jeweils einen eine Spulenanordnung umgreifenden Rückschlusskörper aufweisen,
der zu seiner Fixierung mit einem als Befestigungsschenkel fungierenden
Schenkel in den Zwischenabschnitt eingreift.
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Auf
diese Weise ergibt sich eine einfache und zugleich sichere Fixierung
der Rückschlusskörper am
Kanalkörper,
verbunden mit äußerst kompakten
Abmessungen in der Längsrichtung
der Ventileinheiten. Die Längsrichtung
ist hierbei als Achsrichtung einer Längsachse zu verstehen, die
sowohl die beiden Betätigungseinheiten
als auch den Zwischenabschnitt durchsetzt. Darüber hinaus können die
zu den zu steuernden Ventilsitzen führenden Ventilkanäle in dem
Zwischenabschnitt zusammengefasst werden, was kurze Kanalwege gestattet
und wegen der unmittelbaren Nachbarschaft zueinander eine eventuell angestrebte
fluidische Verknüpfung
der diversen Ventilkanälen
vereinfacht.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Der
Rückschlusskörper kann
ausschließlich mit
seinem Befestigungsschenkel an dem Kanalkörper befestigt sein, was die
not wendigen Befestigungsmaßnahmen
auf ein Minimum reduziert. Es ist insbesondere eine Bauform möglich, bei
der die Betätigungseinheiten
jenseits des Zwischenabschnittes unabgedeckt enden und nicht von
Bestandteilen des Kanalkörpers
flankiert werden. Dies ermöglicht
die Einhaltung besonders kurzer Längenabmessungen.
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Für die Rückschlusskörper empfiehlt
sich besonders eine U-förmige Gestaltung,
wobei zusätzlich zu
dem Befestigungsschenkel ein diesem mit Abstand gegenüberliegender
zweiter Schenkel vorhanden ist, der als Halteschenkel fungiert und
ein Polstück
festhält,
das in einen die Spulenanordnung tragenden Spulenträger eingesteckt
ist.
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Zum
Festhalten des Polstückes
kann der Halteschenkel eine zu seinem freien Ende hin offene Aussparung
aufweisen, mit der voraus er bei der Montage auf das Polstück aufgesteckt
wird, so dass er dieses reiterähnlich übergreift.
Hierbei bildet er zweckmäßigerweise
ein das Herausziehen des Polstückes
aus dem Spülenträger verhinderndes
Anschlagglied. Da der Halteschenkel weniger stark beansprucht ist
als der Befestigungsschenkel, kann er kürzer als der Befestigungsschenkel
ausgebildet sein.
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Der
Kanalkörper
verfügt
zweckmäßigerweise
für jede
Betätigungseinheit über einen
einstückig an
den Zwischenabschnitt angeformten rohrförmigen Spulenträger, in
dem der zugehörige
Magnetanker axial beweglich aufgenommen ist und der die zugeordnete
Spulenanordnung trägt.
Zwischenabschnitt und Kanalkörper
bestehen insbesondere aus einem Kunststoffmaterial.
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Mit
vorzugsweise ebenfalls einstückiger
Verbindung schließt
sich an den Spulenträger
an der dem Zwischenabschnitt entgegengesetzten Stirnseite vorzugsweise
eine die Spulenanordnung flankierende Abschlussplatte an, die mit
elektrischen Anschlusskontaktelementen bestückt ist, die der elektrischen
Kontaktierung der Spulenanordnung dienen. Die Anschlusskontaktelemente
sind insbesondere stiftförmig
ausgebildet. Die Abschlussplatte ist an der dem Spulenträger entgegengesetzten
Stirnseite zweckmäßigerweise
von einem Schenkel des Rückschlusskörpers flankiert.
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Eine
besonders einfache und zuverlässige Befestigungsmaßnahme für die Rückschlusskörper sieht
vor, dass die Rückschlusskörper mit
ihrem Befestigungsschenkel in den Zwischenabschnitt eingesteckt
sind. Das Einstecken erfolgt insbesondere mit dem freien Ende des
Befestigungsschenkels voraus in einer Richtung rechtwinkelig zur
Längsachse
der Ventileinheit. Ist der Rückschlusskörper U-förmig ausgebildet,
kann bei diesem Ein steckvorgang sein als Halteschenkel fungierender
zweiter Schenkel in Eingriff mit einem Polstück gelangen, das zuvor in einen
rohrförmigen
Spulenträger
eingesteckt wurde.
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Vorzugsweise
ist der Befestigungsschenkel durch eine zu seinem freien Ende hin
offene Aussparung in zwei frei endende Befestigungsarme unterteilt.
Jeder dieser Befestigungsarme greift in eine im Zwischenabschnitt
ausgebildete schlitzartige Steckaufnahme ein, die sich zweckmäßigerweise
längs einer
Außenfläche des
Zwischenabschnittes erstreckt. Die schlitzartigen Steckaufnahmen
können
an der Oberseite durch einen im Zwischenabschnitt ausgebildeten
Querschlitz miteinander verbunden sein, in den der Befestigungsschenkel
mit einem Quersteg eintaucht, so dass sich eine zusätzliche
Abstützung zwischen
dem Befestigungsschenkel und dem Zwischenabschnitt einstellt.
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Prinzipiell
könnte
der Befestigungsschenkel stoffschlüssig oder kraftschlüssig im
Kanalkörper
fixiert sein, beispielsweise durch Verkleben oder durch Einpressen.
Besonders vorteilhaft wird eine alternativ oder zusätzlich realisierte
Rastverbindung angesehen, bei der der Befestigungsschenkel mit dem
Kanalkörper
verrastet ist. Hierbei kann bei entsprechender Ausgestaltung des
Befestigungsschenkels jeder Befestigungsarm über mit dem Kanalkörper in
Rasteingriff stehende Rastmittel verfügen, beispielsweise gebildet
durch eine hakenförmige
Kontur.
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Prinzipiell
könnte
der Kanalkörper
so ausgebildet sein, dass er aus dem Zwischenbereich zwischen den
beiden Betätigungsabschnitten
nicht herausragt. Zu Gunsten einer Vereinfachung notwendiger fluidischer
Verbindungsmaßnahmen
ist es allerdings von Vorteil, wenn sich an den Zwischenabschnitt
quer zur Längsachse
der Ventileinheit ein aus dem Zwischenbereich zwischen den beiden
Betätigungseinheiten
herausragender Anschlussfortsatz anschließt, der mindestens eine zur
Einspeisung und/oder zur Abfuhr von Fluid geeignete Anschlussöffnung aufweist.
In dem Anschlussfortsatz kann insbesondere ein Entlüftungskanal
verlaufen, über
den von einem anzusteuernden Verbraucher zurückströmende Druckluft zur Atmosphäre abgeführt wird,
wobei die Abluft entweder gefasst abgeführt werden kann, oder direkt
zur Umgebung ausströmen
kann, letzteres insbesondere durch einen Schalldämpfer hindurch, der an oder
in dem Anschlussfortsatz angeordnet ist.
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Der
Anschlussfortsatz und der Zwischenabschnitt können einstückig miteinander verbunden sein,
also aus einem einzigen Teil bestehen, vorzugsweise aus Kunststoffmaterial.
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Hiervon
abweichend kann der Anschlussfortsatz aber auch ein bezüglich dem
Zwischenabschnitt separater Körper
sein, der zweckmäßigerweise
derart an den Zwischenabschnitt angesteckt ist, dass in ihm verlaufende
Kanalabschnitte mit im Zwischenabschnitt verlaufenden Kanalabschnitten
kommunizieren. Zur Abdichtung können
Dichtelemente zwischengefügt
werden oder man greift auf eine Klebe- oder Schweißverbindung
zurück,
die von Hause aus eine fluiddichte Verbindung generiert.
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Die
Ausgestaltung des Anschlussfortsatzes als separater Körper ist
vor allem dann von Vorteil, wenn der Anschlussfortsatz einen sich
neben einer Spulenanordnung längs
dieser erstreckenden Verlängerungsabschnitt
aufweist, in dem sich ein Ventilkanal erstreckt. Dieser Verlängerungsabschnitt
würde das
Wickeln der Spulenanordnung behindern. Ein separat ausgebildeter
Anschlussfortsatz lässt
sich nachträglich
montieren, nachdem die Spulenanordnung bereits aufgewickelt worden
ist.
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Der
Befestigungsschenkel des Rückschlusskörpers greift
zweckmäßigerweise
durch den Zwischenabschnitt hindurch in den Anschlussfortsatz ein,
wobei er in dem Anschlussfortsatz insbesondere so verankert ist,
dass er den Anschlussfortsatz und den Zwischenabschnitt zusammenhält. Auf
diese Weise ist auch ohne eine zusätzliche Klebeverbindung oder
sonstige mechanische Verbindung ein fester Zusammenhalt von Zwischenabschnitt und
Anschlussfortsatz gewährleistet.
Der Befestigungsschenkel fungiert als Mittel zur Befestigung des Rückschlusskörpers selbst
und gleichzeitig auch zur gegenseitigen Fixierung von Zwischenabschnitt
und Anschlussfortsatz.
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Die
beiden Magnetventile sind zweckmäßigerweise
jeweils als 2/2-Wegeventile ausgebildet. Vorzugsweise sind sie durch
die Ventilkanäle
funktionell miteinander verknüpft,
so dass sich höherwertige Ventilfunktionalitäten realisieren
lassen. Besonders vorteilhaft ist eine Verknüpfung zum Erhalt einer 3/3-Funktionalität, wobei
ein mit einem Verbraucher verbindbarer Arbeitskanal wahlweise mit
einer Druckquelle oder einer Drucksenke verbindbar ist und darüber hinaus
auch absperrbar ist, um das in ihm enthaltene Fluid einzusperren.
Letzteres ist für Anwendungen
sinnvoll, in denen ein bestimmtes Fluidvolumen für längere Zeit eingeschlossen sein
soll, beispielsweise in einem dynamisch regulierbaren Fahrzeugssitz
eines Kraftfahrzeuges.
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Innerhalb
der Ventilanordnung kann eine Mehrzahl von Ventileinheiten zu einer
Ventilbatterie zusammengefasst sein. Hierbei sind die Ventileinheiten
insbesondere in einer zu ihren Längsachsen rechtwinkeligen
Aufreihungsrichtung aneinandergereiht und zugleich fluidisch miteinander
verbunden. Die miteinander verbundenen Ventilkanäle können mindestens einen sämtliche
Ventileinheiten durchsetzenden Sammelkanal bilden, der zur gemeinsamen
Fluidversorgung und/oder Fluidentsorgung nutzbar ist.
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Die
Ventileinheiten der Ventilbatterie sind zweckmäßigerweise, insbesondere lösbar, zusammengesteckt.
Zur Herstellung der Fluidverbindung können Anschlussstutzen und Anschlussöffnungen der
jeweils benachbarten Ventileinheiten ineinander eingreifen. Hierbei
verfügt
jede Ventileinheit an ihrem Kanalkörper auf einer Seite über mindestens
einen Anschlussstutzen und auf der entgegengesetzten Seite über mindestens
eine Anschlussöffnung.
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Tritt
keine besondere Beanspruchung auf, können die zur Herstellung der
Fluidverbindungen genutzten Mittel gleichzeitig zur gegenseitigen
mechanischen Fixierung benachbarter Ventileinheiten genutzt werden,
ohne dass auf zusätzliche
mechanische Verbindungsmittel zurückgegriffen werden müsste. Vorteilhafter
wird allerdings eine Bauform angesehen, bei der die Ventileinheiten
an den Kanalkörpern über zusätzlich zu
den für
die fluidische Verbindung verantwortlichen Mitteln vorhandene Steckverbindungsmittel
verfügen,
die beim Aneinanderreihen der Ventileinheiten ineinander eingreifen,
um eine mechanische Fixierung zu erhalten. Bei den Steckverbindungsmitteln
handelt es sich insbesondere um Rastverbindungsmit tel, was einen
besonders sicheren Zusammenhalt der zusammengesteckten Ventileinheiten
gewährleistet.
Wenn die Ventileinheiten jedoch, wie es eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung
vorsieht, im zu einer Batterieeinheit zusammengefassten Zustand
auf einer Platine befestigt werden, die einen festen Zusammenhalt der
einzelnen Ventileinheiten gewährleistet,
können die
Steckverbindungsmittel beispielsweise auch zum rein kraftschlüssigen Ineinandergreifen
ausgebildet sein.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In
dieser zeigen:
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1 eine
bevorzugte Bauform der erfindungsgemäßen Ventilanordnung in perspektivischer Darstellung,
wobei mehrere Ventileinheiten zu einer Ventilbatterie zusammengefasst
sind, die auf einer nur strichpunktiert angedeuteten Platine fixiert
ist,
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2 eine
perspektivische Unteransicht der Ventilanordnung aus 1,
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3 eine
Einzeldarstellung einer Ventileinheit der aus 1 und 2 hervorgehenden
Ventilanordnung in einer perspektivischen Vorderansicht,
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4 die
Ventileinheit aus 3 in einer perspektivischen
Rückansicht,
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5 eine
frontale Vorderansicht der Ventileinheit aus 3 mit Blickrichtung
gemäß Pfeil
V,
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6 einen
Querschnitt durch die Ventileinheit gemäß Schnittlinie VI-VI aus 5,
wobei eine weitere, angesteckte Ventileinheit strichpunktiert angedeutet
ist,
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7 einen
Längsschnitt
durch die Ventileinheit gemäß Schnittlinie
VII-VII aus 6,
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8 eine
Explosionsdarstellung der aus 3 bis 7 hervorgehenden
Ventileinheit,
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9 eine
modifizierte Bauform der Ventileinheit in einer perspektivischen
Vorderansicht,
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10 die
Ventileinheit aus 9 in einer perspektivischen
Rückansicht
bei zerlegtem Kanalkörper,
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11 eine
weitere Ausführungsform
der Ventileinheit in einer perspektivischen Vorderansicht,
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12 die
Ventileinheit der 11 in einer perspektivischen
Rückansicht,
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13 einen
Längsschnitt
durch die Ventileinheit aus 11 gemäß Schnittlinie
XIII-XIII und
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14 einen
Querschnitt durch die Ventileinheit aus 13 gemäß Schnittlinie
XIV-XIV.
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Die 1 und 2 zeigen
eine Ventilanordnung 1, die eine strichpunktiert angedeutete
Platine 2 sowie eine auf einer der beiden großflächigen Seiten
der Platine 2 montierte Ventilbatterie 3 enthält. Die
Platine 2 ist insbesondere eine Leiterplatte und enthält nicht
weiter abgebildete, mit der Ventilanordnung 1 kontaktierte
elektrische Leiter sowie eine Anschlussvorrichtung 4 zur
Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einer nicht weiter
abgebildeten externen elektronischen Steuereinrichtung.
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Die
Ventilbatterie 3 enthält
mehrere in einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten Aufreihungsrichtung 5 aufeinanderfolgend
angeordnete Ventileinheiten 6. Die Ventileinheiten 6 haben
jeweils eine längliche
Gestalt und sind derart längsseits
aneinander gereiht, dass ihre Längsachsen 7 parallel
zueinander und zugleich rechtwinkelig zu der Aufreihungsrichtung 5 ausgerichtet
sind. Einander jeweils unmittelbar be nachbarte Ventileinheiten 6 sind
zusammengesteckt und mechanisch miteinander verbunden, insbesondere
in lösbarer
Weise. Die 3 bis 14 zeigen,
in verschiedenen Ausführungsformen,
jeweils eine der Ventileinheiten 6, wobei an dieser Stelle
zu erwähnen
ist, dass die Ventilanordnung 1 prinzipiell auch nur eine
Ventileinheit 6 aufweisen könnte.
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Jede
Ventileinheit 6 beinhaltet einen von mehreren Ventilkanälen 8 durchsetzten,
vorzugsweise aus Kunststoffmaterial bestehenden Kanalkörper 12.
Außerdem
verfügt
jede Ventileinheit 3 über
zwei mit dem Kanalkörper 12 zu
einer Baugruppe zusammengefasste, elektrisch betätigbare Magnetventile 13.
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Jedes
Magnetventil 13 beinhaltet eine bestrombare, insbesondere
hohlzylindrische Spulenanordnung 14, die koaxial auf einem
rohrförmigen
Spulenträger 15 sitzt,
auf den sie bei der Herstellung des Magnetventils 13 zweckmäßigerweise
direkt aufgewickelt wird.
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Die
beiden Spulenträger 15 gehören zum Kanalkörper 12 und
ragen in Achsrichtung der Längsachse 7 mit
koaxialer Ausrichtung in einander entgegengesetzten Richtungen von
einem zwischen ihnen angeordneten Zwischenabschnitt 16 des
Kanalkörpers 12 weg.
Sie sind insbesondere einstückig
mit dem Zwischenabschnitt 16 ausgebildet.
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In
jedem Spulenträger 15 ist
ein Magnetanker 17 axial verschiebbar aufgenommen, der
zugleich ein Ventilglied 18 bildet, das an der dem Zwischenabschnitt 16 zugewandten
Stirnseite eine Schließfläche aufweist,
die einem an dem Zwischenabschnitt 16 ausgebildeten Ventilsitz 22 gegenüberliegt.
Jedes Magnetventil 13 verfügt über einen solchen Ventilsitz 22,
wobei sich aus der geschilderten Anordnung ergibt, dass die Ventilsitze 22 der
beiden Magnetventile 13 ein und derselben Ventileinheit 6 mit
einander entgegengesetzter Ausrichtung an dem Zwischenabschnitt 16 angeordnet
sind. Die Ventilsitze 22 begrenzen jeweils stirnseitig
eine vom zugeordneten Spulenträger 15 umschlossene
Ventilkammer 23, in der auch ein Ventilglied 18 axial
bewegbar angeordnet ist.
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Abweichend
vom Ausführungsbeispiel
könnte
das Ventilglied 18 auch ein bezüglich des Magnetankers 17 separates
Bauteil sein, das aber mit dem Magnetanker 17 in Antriebsverbindung
steht.
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Die
beiden Ventilsitze 22 weisen in Achsrichtung der Längsachse 7 in
einander entgegengesetzte Richtungen, wobei sie zweckmäßigerweise
koaxial zu dieser Längsachse 7 angeordnet
sind, was insbesondere auch für
die beiden Spulenträger 15 und
die darauf sitzenden Spulenanordnungen 14 gilt.
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Die
Magnetventile 13 des Ausführungsbeispiels sind vom Typ „Normalerweise
Geschlossen”. Das
Ventilglied 18 wird durch eine im Innern des Spulenträgers 15 angeordnete
Rückstellfeder 24 gegen den
zugeordneten Ventilsitz 22 vorgespannt, wobei sich die
Rückstellfeder 24 an
einem ferromagnetischem Polstück 25 abstützt, das
von der dem Zwischenabschnitt entgegengesetzten Stirnseite her in den
Spulenträger 15 unter
Abdichtung eingesteckt und axial unbeweglich fixiert ist.
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Die
Spulenanordnung 14, der Magnetanker 17 und das
Polstück 25 sind
jeweils Bestandteil einer elektromagnetischen Betätigungseinheit 26 des
jeweiligen Magnetventils 13. Zu dieser Betätigungseinheit 26 gehört jeweils
auch noch ein ferromagnetischer Rückschlusskörper 27, der so am
Kanalkörper 12 fixiert
ist, dass er die Spulenanordnung 14 außen umgreift und einen magnetisch
leitenden Kontakt zu dem Polstück 25 herstellt.
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Die
beiden Rückschlusskörper 27 sind
jeweils vorzugsweise U-förmig gestaltet
und haben insbesondere die Form eines Bügels. Sie weisen einen im Folgenden
als Befestigungsschenkel 32 bezeichneten ersten Schenkel
und einen diesbezüglich
beabstandeten, im Folgenden als Halteschenkel 33 bezeichneten
zweiten Schenkel auf, die über
einen Verbindungssteg 34 miteinander verbunden sind.
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Die
Rückschlusskörper 27 sind
so installiert, dass sie vor die beiden Stirnflächen der zugeordneten Spulenanordnung 14 ragen,
wobei sich der Verbindungssteg 34 parallel zur Längsachse 7 erstreckt. Die
Montage am Kanalkörper 12 erfolgt
dadurch, dass der Rückschlusskörper 27 mit
den freien Enden seiner beiden Schenkel 32, 33 voraus
auf die Spulenanordnung 14 aufgesetzt wird, wobei der Befestigungsschenkel 32 in
dafür ausgebildete
Aussparungen 35 des Zwischenabschnittes 16 eingreift.
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Auf
diese Weise ergibt sich eine Anordnung, bei der in Achsrichtung
der Längsachse 7 beidseits des
Zwischenabschnittes 16 je eine Betätigungseinheit 26 angeordnet
ist und der zugeordnete Rückschlusskörper 27 vorzugsweise
ausschließlich über den
Befestigungsschenkel 32 am Kanalkörper 12 fixiert ist.
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Der
Rückschlusskörper 27 dient
außerdem als
Halter zur Fixierung des zugeordneten Polstückes 25, so dass auf
zusätzliche
spezielle Befestigungsmittel verzichtet werden kann. In diesem Zusammenhang
ist der Halteschenkel 33 mit einer zu seinem freien Ende
hin offenen Aussparung 36 versehen, mit der er von der
Seite her auf das Polstück 25 aufgesteckt
ist, so dass er dieses reiterähnlich übergreift.
Beim Ausführungsbeispiel
der 3 bis 8 greift der Halteschenkel 33 mit
der Aussparung 36 in eine Umfangsnut 37 des Polstückes 25 ein
und hält
dieses in beiden axialen Richtungen fest. Bei den anderen Ausführungsbeispielen
ragt der Halteschenkel 33 vor eine Stirnfläche des
Polstückes 25,
die im Querschnitt größer ist
als diejenige der Aussparung 36, so dass das Polstück 25 auch
an einem Herausfallen gesichert ist. Nach axial innen hin stützt sich das
Polstück 25 hier
mit einem Ringbund 38 am Spulenträger 15 ab.
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Bei
seiner Montage wird der Rückschlusskörper 27 zweckmäßigerweise
gleichzeitig zum einen auf das Polstück 25 aufgesteckt
und zum anderen in den Zwischenabschnitt 16 eingesteckt.
Der Befestigungsschenkel 32 kann hierbei eine größere Länge als
der Halteschenkel 33 aufweisen.
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Jeder
Spulenträger 15 ist
an seiner vom Zwischenabschnitt 16 wegweisenden Stirnseite
zweckmäßigerweise
mit einer insbesondere einstückig
angeformten Abschlussplatte 42 versehen, die vom Polstück 25 durchsetzt
ist. Die Abschlussplatte 42 begrenzt den Aufnahmeraum für die Spulenanordnung 14 nach
axial außen
hin. Der Halteschenkel 33 greift zweckmäßigerweise axial außen an der
Abschlussplatte 42 vorbei.
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Die
Abschlussplatte 42 fungiert vorzugsweise als Träger für beim Ausführungsbeispiel
stiftförmige
Anschlusskontaktelemente 43, die der elektrischen Kontaktierung
der zugeordneten Spulenanordnung 14 dienen. Der Spulendraht
ist beispielsweise bei 44 (5) an die
Anschlusskontaktelemente 43 angeschlossen und kann auf
diese Weise mit elektrischen Leitern der Platine 2 kontaktiert
werden. Bei der Montage der Ventilbatterie 3 an der Platine 2 tauchen
die Anschlusskontaktelemente 43 zweckmäßigerweise in Durchbrechungen
der Platine 2 ein und werden dort angelötet.
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Die
Anschlusskontaktelemente 43 – beim Ausführungsbeispiel zwei Stück pro Abschlussplatte 42 – ragen
nach unten vom Kanalkörper 12 weg.
Die Rückschlusskörper 27 sind
so installiert, dass ihre beiden Schenkel 32, 33 auch
nach unten weisen, wobei die Spulenanordnung 14 an der
der Platine 2 entgegengesetzten Oberseite vom Verbindungssteg 34 des
Rückschlusskörpers 27 überbrückt ist.
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Durch
Anlegen einer Spannung an die Anschlusskontaktelemente 43 lässt sich
die jeweilige Spulenanordnung 14 bestromen, um ein Magnetfeld zu
erzeugen, durch das der Magnetanker 17 an das Polstück 25 herangezogen
wird, so dass das Ventilglied 18 eine vom zugeordneten
Ventilsitz 22 abgehobene Offenstellung einnimmt. Bei Wegnahme
der elektrischen Spannung wird das Ventilglied 18 durch die
Rückstellfeder 24 wieder
in die am Ventilsitz 22 dicht anliegende Schließstellung
zurück
bewegt. Auf diese Weise kann die Fluidströmung in den Ventilkanälen 8 gesteuert
werden. Die beiden Magnetventile 13 arbeiten hierbei jeweils
als 2/2-Wegeventil.
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Es
wäre prinzipiell
möglich,
die Magnetventile 13 einer oder mehrerer Ventileinheiten 6 unabhängig vom
zweiten Magnetventil 13 der zugeordneten Ventileinheit 6 zu
betreiben. Dies würde
es beispielsweise ermöglichen,
mittels jeder Ventileinheit 6 zwei gesonderte, mit Verbrauchern
verbindbare Arbeitsanschlösse
unabhängig
voneinander zu steuern. Hiervon abweichend zeichnet sich das Ausführungsbeispiel
dadurch aus, dass die Ventilkanäle 8 innerhalb
des Kanalkörpers 12 funktionell
miteinander verknüpft
sind, so dass die Schaltstellungen der Magnetventile 13 die
Strömungs-
und Druckverhältnisse
an ein und demselben Arbeitsanschluss 44 beeinflussen.
Durch aufeinander abgestimmte Betätigung der beiden Magnetventile 13 lassen
sich die Ventileinheiten 6 somit insbesondere mit der Funktionalität eines 3/3-Wegeventils
betreiben. Denkbar wären
allerdings auch anderweitige Kanalverschaltungen, und es besteht
darüber
hinaus die Möglichkeit,
mehrere Ventileinheiten 6 derart auszubilden, dass sie
sich in der resultierenden Funktionalität voneinander unterscheiden.
So könnte
man mindestens eine Ventileinheit 6 mit zwei voneinander
unabhängigen 2/2-Schaltfunktionen
ausstatten, mindestens eine Ventileinheit 6 mit einer 3/3-Schaltfunktion
und/oder mindestens eine weitere Ventileinheit mit einer 3/2-Schaltfunktion.
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Beim
Ausführungsbeispiel
ist bei mindestens einer Ventileinheit 6 ein Ventilkanal 8 als
Arbeitskanal 8a ausgebildet, der gleichzeitig an den Ventilsitz 22 des
einen Magnetventils 13 und an die Ventilkammer 23 des
anderen Magnetventils 13 angeschlossen ist. Er mündet mit
dem schon erwähnten
Arbeitsanschluss 44, an dem sich ein nicht weiter abgebildeter Verbraucher
anschließen
lässt,
zu einer Außenfläche des
Kanalkörpers 12 aus.
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Ein
weiterer Ventilkanal 8 ist als Speisekanal 8b ausgebildet, über den
das zu steuernde Druckmedium, insbesondere Druckluft, zugeführt wird.
Er mündet
in diejenige Ventilkammer 23, der der mit dem Arbeitsanschluss 44 kommunizierende
Ventilsitz 22 zugeordnet ist. Der Speisekanal 8b mündet mit
einem Speiseanschluss 45, der die Einspeisung des Druckmediums
ermöglicht,
zur Außenfläche des Kanalkörpers 12 aus.
Insbesondere für
die beim Ausführungsbeispiel
angestrebte Aneinanderreihung von Ventileinheiten 6 ist
es von Vorteil, wenn der Speiseanschluss 45 an einer der
beiden in der Aufreihungsrichtung 5 orientierten Seiten
des Kanalkörpers 12 angeordnet
ist, die im Folgenden als Vorderseite 47 bezeichnet sei.
Vorzugsweise ist der Speiseanschluss 45 Bestandteil eines
von der Vorderseite des Kanalkörpers 12 weg
ragenden Anschlussstutzens 52.
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Ein
weiterer Ventilkanal 8 der Ventileinheit 6 bildet
einen Entlüftungskanal 8c.
Er kommuniziert einenends mit demjenigen Ventilsitz 22,
der der mit dem Arbeitskanal 8a kommunizierenden Ventilkammer 23 zugeordnet
ist. Anderseits mündet
er mit einer Entlüftungsöffnung 46 zu
einer Außenfläche des Kanalkörpers 12 aus.
Diese Entlüftungsöffnung 46 ist quer
zur Aufreihungsrichtung 5 orientiert und befindet sich
vorzugsweise an der Unterseite 53 des Kanalkörpers 12,
so dass auch bei aneinandergereihten Ventileinheiten 6 die
Abluft direkt zur Atmosphäre
abströmen
kann.
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Zweckmäßigerweise
ist die Entlüftungsöffnung 46 mit
einem Schalldämpfer 54 bestückt, der das
Ausströmgeräusch der
Druckluft vermindert. Er kann in den Kanalkörper 12 insbesondere
komplett versenkt sein. Beim Ausführungsbeispiel hat er die Form
eines in einer Erweiterung der Entlüftungsöffnung 46 eingesetzten
Klötzchens,
das aus einem schalldämpfenden
Material besteht.
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Der
Arbeitsanschluss 44 ist beim Ausführungsbeispiel der 3 bis 7 an
der Oberseite des Kanalkörpers 12 an
dem Zwischenabschnitt 16 angeordnet. Hier lässt sich
eine zu einem Verbraucher führende
Fluidleitung bequem anschließen.
Bei dem Ausführungsbeispiel
der 9 bis 13 hingegen befindet sich der
Arbeitsanschluss 44 unterhalb der Ebene der Be tätigungseinheiten 26 und
ist zweckmäßigerweise
rechtwinkelig zur Aufreihungsrichtung 5 orientiert, insbesondere
mit gleicher Ausrichtung wie die Längsachse 7. Bei diesem
Ausführungsbeispiel
kann stattdessen der Entlüftungskanal 8c,
abweichend zum Ausführungsbeispiel
der 3 bis 8, zur Oberseite 55 des
Zwischenabschnittes 16 ausmünden. Auch hier kann ein Schalldämpfer 54 installiert
sein.
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Innerhalb
der Ventilbatterie 3 stehen unmittelbar benachbarte Ventileinheiten 6 miteinander
in fluidischer Verbindung. Die Fluidverbindung beschränkt sich
hierbei auf die in den einzelnen Kanalkörpern 12 ausgebildeten
Speisekanäle 8b,
die nach dem Vorbild der 6 derart miteinander kommunizieren,
dass sich ein die Kanalkörper
sämtlicher
Ventileinheiten 6 durchsetzender Speise-Sammelkanal 56 ergibt. Über den
Speise-Sammelkanal können alle
Ventileinheiten 6 gemeinsam mit dem zu steuernden Druckmedium
versorgt werden.
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Zur
einfachen Realisierung des Speise-Sammelkanals sind die Speisekanäle 8b gemäß 6 innerhalb
des Kanalkörpers 12 derart
verzweigt, dass sie zusätzlich
zur Vorderseite 47 auch zur entgegengesetzten Rückseite 48 ausmünden, dort
zweckmäßigerweise
mit einer zu dem Anschlussstutzen 52 komplementär gestalteten
Anschlussöffnung 57.
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Zueinander
unmittelbar benachbarte Ventileinheiten 6 können beim
Zusammenbau der Ventilbatterie 3 gemäß Pfeil 58 in 6 in
der Aufreihungsrichtung 5 zusammengesteckt werden, wobei
der Anschlussstutzen 52 der jeweils einen Ventileinheit 6 in die
rückseitige
Anschlussöffnung 57 der
benachtbarten Ventileinheit 6 eintaucht, so dass eine durchgehende
Fluidverbindung, mit anderen Worten der Speise-Sammelkanal 56,
hergestellt wird. Eine auf dem Anschlussstutzen 52 sitzende
Dichtung 59 (3) verhindert Leckage.
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In
der gleichen Weise könnten
auch die Entlüftungskanäle 8c zu
einem Entlüftungs-Sammelkanal
zusammengeschlossen werden, um die Abluft sämtlicher Ventileinheiten 6 gesammelt
abzuführen.
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Um
bis zur Montage der Ventilbatterie 3 an der Platine 2 einen
sicheren Zusammenhalt der Ventileinheiten 6 zu ermöglichen,
sind diese zweckmäßigerweise
mit zueinander komplementären
ersten und zweiten Steckverbindungsmitteln 62, 63 ausgestattet,
die beim Zusammenstecken (Pfeil 58) der Ventileinheiten 6,
insbesondere lösbar,
ineinander eingreifen. Diese Steckverbindungsmittel 62, 63 sind
vorzugsweise zusätzlich
zu den die fluidische Verbindung bewirkenden Verbindungsmitteln 52, 57 vorhanden
und quer zu der Aufreihungsrichtung 5 mit Abstand zu diesen
angeordnet. Auf diese Weise ergibt sich ei ne mehrfache Abstützung und
zugleich auch eine Verdrehsicherung der zusammengesteckten Ventileinheiten 6,
was die Montage an der Platine 2 erleichtert.
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Wenn
die einzelnen Ventileinheiten 6 auf einem Grundkörper montiert
werden, beispielsweise die Platine 2, ist für die zum
Zusammenstecken getroffenen Maßnahmen
keine besondere hohe Festigkeit erforderlich. Es würde prinzipiell
genügen,
die ineinander einsteckbaren Bestandteile so auszubilden, dass sich
ein allein auf Reibschluss basierender Halt ergibt. Gleichwohl ist
es zur Erhöhung
der Montagesicherheit vorteilhaft, wenn das Zusammenstecken mit
einem Verrasten einhergeht. Dadurch werden die zusammengesteckten
Ventileinheiten 6 fest zusammengehalten, und zwar selbst
dann, wenn die Ventileinheiten 6 anderweitig nicht gegenseitig
fixiert werden.
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Bei
den Ausführungsbeispielen
sind die ersten und zweiten Steckverbindungsmittel 62, 63 als Rastverbindungsmittel
ausgebildet. Das erste Steckverbindungsmittel 62 verfügt über einen
ersten Rastvorsprung 64, der im verrasteten Zustand einen
zweiten Rastvorsprung 65 der zweiten Steckverbindungsmittel 63 hintergreift.
Beispielsweise sitzt der erste Rastvorsprung 64 an einem
von der Rückseite 48 des
Kanalkörpers 12 weg
ragenden Eingriffsfortsatz 66, während der zweite Rastvorsprung 65 vom
Rand einer zur Vorderseite 47 ausmündenden Eingriffsvertiefung 67 gebildet
ist, in die der Eingriffsfortsatz 66 einschnappen kann.
Diese Steckverbindungsmittel 62, 63 können auch
vertauscht und/oder in Mehrfachanordnung vorhanden sein.
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Zweckmäßigerweise
sind die Steckverbindungsmittel 62, 63 an dem
Zwischenabschnitt 16 des Kanalkörpers 12 angeordnet.
Im Gegensatz dazu befinden sich die zweckmäßigerweise auch eine mechanische
Fixierung bewirkenden Anschlussstutzen 52 und Anschlussöffnungen 57 an
einem außerhalb des
zwischen den Magnetventilen 13 vorhandenen Zwischenraumes
angeordneten Anschlussfortsatz 68 des Kanalkörpers 12.
Der Anschlussfortsatz 68 schließt sich an den Zwischenabschnitt 16 an
und ragt insbesondere nach unten hin vom Zwischenabschnitt 16 weg.
Der Anschlussfortsatz 68 kann genutzt werden, um die einzelnen
Ventileinheiten 6 bei der Montage auf der Platine 2 abzustützen.
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Beim
Ausführungsbeispiel
der 3 bis 8 sind der Zwischenabschnitt 16 und
der Anschlussfortsatz 68 einstückig miteinander verbunden. Die
Herstellung ist damit besonders einfach. Auf eine solche Bauweise
wird insbesondere dann zurückgegriffen,
wenn der Anschlussfortsatz 68 so ausgebildet ist, dass
zwischen ihm und der Spulenanordnung 14 in Achsrichtung
der Längsachse 7 keine Überlappung
vorliegt. In ei nem solchen Fall kann die Spulenanordnung 14 problemlos
direkt auf den Spulenträger 15 aufgewickelt
werden. Auf eine solche Anordnung wird insbesondere dann zurückgegriffen,
wenn der Arbeitsanschluss 44 an der Oberseite 55 angeordnet
ist.
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Abweichend
hiervon zeigen die 9 bis 14 zwei
Ausführungsbeispiele,
bei denen der Anschlussfortsatz 68 einen sich neben mindestens einer
Spulenanordnung 14 längs
dieser erstreckenden Verlängerungsabschnitt 72 aufweist,
der insbesondere mit Abstand unterhalb einer der Betätigungseinheiten 26 verläuft. Der
Verlängerungsabschnitt 72 wird
hier insbesondere zur Realisierung des Arbeitskanals 8a herangezogen,
wobei er einen Längenabschnitt
dieses Arbeitskanals 8a beinhaltet und auch, insbesondere
seitwärts
orientiert, mit dem Arbeitsanschluss 44 versehen ist. Der
Verlängerungsabschnitt 72 erstreckt
sich insbesondere parallel zu der Längsachse 7, wobei
der Arbeitsanschluss 44 in Achsrichtung der Längsachse 7 ausgerichtet
ist. Der den Arbeitsanschluss 44 definierende Endabschnitt 73 des
Verlängerungsabschnittes 72 kann axial über die
benachbarte Betätigungseinheit 26 hinausragen
und kann einen Anschlussstutzen zum Anschließen einer Fluidleitung bilden.
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Beim
Ausführungsbeispiel
der 9 und 10 ist der Verlängerungsabschnitt 72 in
dem sich unterhalb der benachbarten Spulenanordnung 14 erstreckenden
Bereich plattenartig ausgebildet. Er kann über zwei Durchbrechungen verfügen, die
den Durchtritt der zugeordneten Anschlusskontaktmittel 43 ermöglichen.
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Beim
Ausführungsbeispiel
der 11 bis 14 ist
der Verlängerungsabschnitt 72 rohrförmig ausgebildet,
wobei er im Bereich des äußeren Endabschnittes
der benachbarten Betätigungseinheit 26 eine
Querstrebe 75 aufweisen kann, über die er sich an den sich
vorbei erstreckenden Anschlusskontaktmitteln 43 abstützen kann.
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Abweichend
vom Ausführungsbeispiel
kann sich der Verlängerungsabschnitt 72 ausgehend
von dem Anschlussfortsatz 68 auch zu entgegengesetzten
Seiten erstrecken, so dass er unter beiden Betätigungseinheiten 26 verläuft.
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Der
Verlängerungsfortsatz 72 verhindert
ein Bewickeln des benachbarten Spulenträgers 15 mit der Spulenanordnung 14.
Daher ist bei den Ausführungsbeispielen
der 9 bis 14 der Anschlussfortsatz 68 als
bezüglich
des Zwischenabschnittes 16 separater Körper ausgebildet, der erst
dann am Zwischenabschnitt 16 montiert wird, nachdem die
Spulenanordnung 14 aufgebracht wurde. Der Anschlussfortsatz 68 ist
hierzu insbesondere als Steckteil ausgebildet, das, wie in 10 exempla risch
illustriert ist, von unten her an den Zwischenabschnitt 16 ansteckbar
ist. Somit kann der Anschlussfortsatz 68 nachträglich montiert
werden, nachdem die Spulenanordnung 14 bereits aufgewickelt
wurde.
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Soweit
sich Ventilkanäle 8 sowohl
im Anschlussfortsatz 68 als auch im Zwischenabschnitt 16 erstrecken,
werden die entsprechenden Kanalabschnitte durch an den beiden genannten
Komponenten ausgebildete fluidische Schnittstellenmittel 76 miteinander
verbunden. Diesen Schnittstellenmitteln 76 – beispielsweise
ausgebildet als Stutzen und komplementäre Einstecköffnungen – können Dichtelemente 77 zugeordnet
sein, um eine fluiddichte Verbindung zu schaffen. Da der Anschlussfortsatz 68 nach
seiner Montage normalerweise nicht mehr abgenommen werden muss,
könnte
man den Zwischenabschnitt 16 und den Anschlussfortsatz 68 alternativ
miteinander verkleben oder verschweißen.
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Wie
schon erwähnt,
sind die Rückschlusskörper 27 dadurch
am Kanalkörper 12 fixiert,
dass sie mit ihrem Befestigungsschenkel 32 in den Zwischenabschnitt 16 eingreifen.
Prinzipiell könnten
die Befestigungsschenkel 32 beim Spritzgießen des
Kanalkörpers 2 in
den Zwischenabschnitt 16 eingebettet werden. Eine wesentliche
einfachere Handhabung beim Zusammenbau der Ventileinheit 6 ergibt
sich jedoch, wenn die Befestigungs schenkel 32 zu ihrer
Fixierung am Kanalkörper
in den Zwischenabschnitt 16 einfach eingesteckt werden
können.
Das Einstecken geschieht beim Ausführungsbeispiel mit nach unten weisenden
Schenkeln 32, 33 von der Oberseite des Kanalkörpers 12 her,
so dass in einem Arbeitsgang zum einen der Befestigungsschenkel 32 im
Kanalkörper 12 verankert
wird und zum anderen insbesondere gleichzeitig der Halteschenkel 33 mit
dem zuvor eingeschobenen Polstück 25 in
Eingriff gelangt.
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Insbesondere
aus den 6, 8 und 14 ist
ersichtlich, dass der Befestigungsschenkel 32 vorzugsweise
eine zu seinem freien Ende hin offene Aussparung 78 aufweist,
durch die er in zwei zueinander beabstandete Befestigungsarme 82 unterteilt
wird, die durch den Verbindungssteg 34 zusammengehalten
werden, so dass sich, in Achsrichtung der Längsachse 7 gesehen – eine U-förmige bzw.
gabelförmige
Gestaltung ergibt.
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Der
Zwischenabschnitt 16 weist mit axialem Abstand zu den beiden
Spulenträgern 15 je
eine oben schon erwähnte
Aussparung 35 auf, die – bei Blick in Achsrichtung
der Längsachse 7 – U-förmig gestaltet
ist und sich um die ein Stück
weit in den Zwischenabschnitt 16 eintauchende Ventilkammer 23 herum
erstreckt. Die beiden äußeren Schenkel
dieser Aussparung 35 bilden jeweils eine schlitzartige Steckaufnahme 83,
die beide zur Oberseite 55 hin offen sind und die sich
beide in der Hö henrichtung
des Zwischenabschnittes 16 erstrecken, die eine im Bereich
der Vorderseite 47 und die andere im Bereich der Rückseite 48 des
Zwischenabschnittes 16. Der Befestigungsschenkel 32 greift
mit seinen beiden Befestigungsarmen 82 in jeweils eine
der beiden Steckaufnahmen 83 ein, wie dies aus 6 und 14 gut
ersichtlich ist.
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Der
zur Oberseite 55 ausmündende
Endabschnitt der Aussparung 78 bildet zweckmäßigerweise
einen die beiden schlitzartigen Steckaufnahmen 83 verbindenden
Querschlitz 84. In ihn greift zweckmäßigerweise ein die beiden Befestigungsarme 82 verbindender
Quersteg 85 des Befestigungsschenkels 32 ein,
der sich an den Verbindungssteg 34 anschließt und sich
in der Ebene der Befestigungsarme 82 erstreckt. Auf diese
Weise kann der Befestigungsschenkel 32 sowohl an seiner
Innenfläche
wie auch an seiner Außenfläche großflächig vom Zwischenabschnitt 16 abgestützt werden.
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Zweckmäßigerweise
ist der Befestigungsschenkel 32 durch Verrasten am Kanalkörper 12 gehalten.
Hierzu ist zweckmäßigerweise
jeder Befestigungsarm 82 mit ersten Rastmitteln 86 versehen,
die mit am Kanalkörper 12 angeordneten
zweiten Rastmitteln 87 in Eingriff gelangen, wenn der Befestigungsschenkel 32 in
die Aussparung 35 hineingedrückt wird. Der Rasteffekt ergibt
sich insbesondere aus der Nachgiebigkeit der aus Kunststoffmaterial bestehenden
und insbesondere einstückig
mit dem Kanalkörper 12 ausgebildeten
zweiten Rastmittel 87. Man kann auch von einer Schnappverbindung
sprechen.
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Bei
dem in 3 bis 8 gezeigten Ausführungsbeispiel
sind die ersten Rastmittel 86 als nach außen, von
der Aussparung 78 wegweisende Rastvorsprünge ausgebildet,
die im verrasteten Zustand von innen her in eine zur Außenfläche des
Kanalkörpers 12 offene
fensterartige Ausnehmung eingreifen, die nach oben hin durch die
zweiten Rastmittel 87 begrenzt sind. Die zweiten Rastmittel 87 sind beim
Ausführungsbeispiel
von je einem Steg gebildet, die die seitliche Schlitzöffnung der
Steckaufnahme 83 überbrückt.
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Beim
Ausführungsbeispiel
der 9 bis 14 weisen die wiederum als hakenartige
Vorsprünge
ausgebildeten ersten Rastmittel 86 nach innen in Richtung
zur Aussparung 78. Hierbei untergreifen sie nach außen ragende
Vorsprünge
am Grund der schlitzartigen Steckaufnahmen 83, die die zweiten
Rastmittel 87 definieren.
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Bei
beiden Ausführungsbeispielen
erfolgt die Rastverbindung zwischen den Befestigungsarmen 82 und
dem nach unten über
die Betätigungseinheiten 26 vorstehenden
Anschlussfortsatz 68. Beim Ausführungsbeispiel der 9 bis 14 wird
dies in vorteilhafter Weise auch dazu genutzt, um den Anschlussfortsatz 68 mit
dem Zwischenabschnitt 16 zu verspannen. Die Befestigungsschenkel 32 können also
zusätzlich
genutzt werden, um den Anschlussfortsatz 68 und den Zwischenabschnitt 16 zusammen zu
halten. Somit kann auf zusätzliche,
zwischen dem Anschlussfortsatz 68 und dem Zwischenabschnitt 16 wirkende
Befestigungsmittel verzichtet werden.
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Abschließend sei
noch darauf hingewiesen, dass sich die Ventileinheiten 6 bei
entsprechender Anpassung der Verbindungstechnik auch mit andersartigen
Ventileinheiten verketten und zu einer Ventilbatterie zusammenfassen
lassen, beispielsweise mit Ventileinheiten, bei denen die Aktivierung
auf einem piezoelektrischen und/oder auf einem elektrodynamischen
Prinzip basiert.