DE102009017877A1 - valve means - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung zur Fluidversorgung fluidischer Verbraucher, mit mehreren in einer Stapelrichtung (3) aneinandergereihten Ventilmodulen (2); die Ventilmodule (2) umfassen jeweils einen plattenförmigen Kanalkörper (11) mit einer Speisekanalausnehmung (35) und/oder einer Entlüftungskanalausnehmung (36) und vier 2/2-Wegeventile (41, 42, 45, 46), die jeweils einen ersten und einen zweiten Fluidanschluss (47, 48, 49, 50, 51, 52, 55, 56) aufweisen, wobei die vier 2/2-Wegeventile (41, 42, 45, 46) der Ventilmodule (2) in einer Vollbrückenanordnung miteinander verschaltet sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die 2/2-Wegeventile (41, 42, 45, 46) in einer zur Bestückungsfläche (18) parallelen Querschnittsebene einen länglichen Querschnitt aufweisen, dessen Querschnittshaupterstreckung (90) zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Stapelrichtung (3) ausgerichtet ist und dass die Querschnittshaupterstreckungen (90) der 2/2-Wegeventile (41, 42, 45, 46) eines Ventilmoduls (2) koaxial zueinander ausgerichtet sind.The invention relates to a valve device for fluid supply fluidic consumers, with a plurality of valve modules (2) lined up in a stacking direction (3); the valve modules (2) each comprise a plate-shaped channel body (11) with a Speisekanalausnehmung (35) and / or a Enttüftungskanalausnehmung (36) and four 2/2-way valves (41, 42, 45, 46), each having a first and a second fluid port (47, 48, 49, 50, 51, 52, 55, 56), wherein the four 2/2-way valves (41, 42, 45, 46) of the valve modules (2) are interconnected in a full bridge arrangement. According to the invention, the 2/2-way valves (41, 42, 45, 46) have an oblong cross section in a cross-sectional plane parallel to the component surface (18) whose cross-sectional main extension (90) is aligned at least substantially perpendicular to the stacking direction (3) and that the cross-sectional main extensions (90) of the 2/2-way valves (41, 42, 45, 46) of a valve module (2) are aligned coaxially with one another.
Description
Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung zur Fluidversorgung fluidischer Verbraucher, mit mehreren in einer Stapelrichtung aneinandergereihten Ventilmodulen; die Ventilmodule umfassen jeweils einen plattenförmigen Kanalkörper, der eine zur Verbindung mit einer Fluidquelle ausgebildete Speisekanalausnehmung, zwei zur Ankopplung fluidischer Verbraucher vorgesehene Arbeitskanäle und eine zur Entlüftung von fluidischen Verbrauchern dienende Entlüftungskanalausnehmung sowie zwei zueinander parallele, einander entgegengesetzte Fügeflächen und senkrecht zu den Fügeflächen ausgerichtete Außenflächen aufweist, wobei die Fügeflächen die Stapelrichtung bestimmen und zur Anlage an Fügeflächen benachbarter Kanalkörper ausgebildet sind; und vier 2/2-Wegeventile, die jeweils einen ersten und einen zweiten Fluidanschluss und ein bewegliches Ventilglied für die Einstellung eines freien Fluidkanalquerschnitts zwischen dem ersten und dem zweiten Fluidanschluss aufweisen, wobei die vier 2/2-Wegeventile der Ventilmodule in einer Vollbrückenanordnung miteinander verschaltet sind, bei der die ersten Fluidanschlüsse des ersten und des zweiten 2/2-Wegeventils mit der Speisekanalausnehmung verbunden sind, der zweite Fluidanschluss des ersten 2/2-Wegeventils und der erste Fluidanschluss des vierten 2/2-Wegeventils mit einem ersten Arbeitskanal verbunden sind, der zweite Fluidanschluss des zweiten 2/2-Wegeventils und der erste Fluidanschluss des vierten 2/2-Wegeventils mit einem zweiten Arbeitskanal verbunden sind und die zweiten Fluidanschlüsse des dritten und des vierten 2/2-Wegeventils mit der Entlüftungskanalausnehmung verbunden sind, und wobei jedes 2/2-Wegeventil ein elektrisch ansteuerbares Betätigungsmittel umfasst, das auf eine als Bestückungsfläche dienende Außenfläche des Kanalkörpers aufgesetzt ist und das zur Umschaltung des jeweils zugeordneten Ventilglieds zwischen einer Sperrstellung und einer Freigabestellung ausgebildet ist.The The invention relates to a valve device for fluid supply fluidic Consumers, with several stacked in a stacking direction Valve modules; the valve modules each comprise a plate-shaped Channel body, the one for connection to a fluid source trained Speisekanalausnehmung, two for coupling fluidic Consumers intended working channels and one for venting by bleeders serving vent passage recess and two mutually parallel, opposite joining surfaces and aligned perpendicular to the joining surfaces Having outer surfaces, wherein the joining surfaces Determine the stack direction and to abut joint surfaces adjacent channel body are formed; and four 2/2-way valves, each having a first and a second fluid port and a movable valve member for the adjustment of a free fluid channel cross section between the first and the second fluid port, wherein the four 2/2-way valves of the valve modules in a full bridge arrangement interconnected at the first fluid connections the first and second 2/2-way valve connected to the Speisekanalausnehmung are, the second fluid port of the first 2/2-way valve and the first fluid connection of the fourth 2/2-way valve with a first Working channel are connected, the second fluid port of the second 2/2-way valve and the first fluid port of the fourth 2/2-way valve are connected to a second working channel and the second fluid ports the third and fourth 2/2-way valve with the vent passage recess are connected, and wherein each 2/2-way valve is an electrically controllable Actuating means comprises, acting as a mounting surface serving outer surface of the channel body is attached and that for switching the respectively assigned Valve member between a blocking position and a release position is trained.
Aus
der
Mit dem Mehrwegeventil können unterschiedliche Wegefunktionen frei wählbar realisiert werden.With The multi-way valve can have different path functions be made freely selectable.
Aus
der
Die
Aus
der
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Ventileinrichtung mit kompakten Ventilmodulen bereitzustellen.The The object of the invention is to provide a valve device to provide compact valve modules.
Diese Aufgabe wird für eine Ventileinrichtung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass die 2/2-Wegeventile in einer zur Bestückungsfläche parallelen Querschnittsebene einen länglichen Querschnitt aufweisen, dessen Querschnittshaupterstreckung zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Stapelrichtung ausgerichtet ist und dass die Querschnittshaupterstreckungen der 2/2-Wegeventile eines Ventilmoduls koaxial zueinander ausgerichtet sind.These Task is for a valve device of the aforementioned Art solved with the features of claim 1. It is provided that the 2/2-way valves in one to the assembly area parallel cross-sectional plane of an elongated cross-section whose cross-sectional main extension at least substantially is aligned perpendicular to the stacking direction and that the cross-sectional main stretches the 2/2-way valves of a valve module are aligned coaxially with each other.
Dadurch ist gewährleistet, dass die 2/2-Wegeventile in der Stapelrichtung eine geringe Ausdehnung aufweisen und mit einer möglichst hohen Packungsdichte zu einer kompakten Ventileinrichtung zusammengefügt werden können. Die Querschnittshaupterstreckung ist die jeweils längste Gerade, die in der Querschnittsebene in den Querschnitt des 2/2-Wegeventils gelegt werden kann und parallel zu einer Außenoberfläche des 2/2-Wegeventils ausgerichtet ist. Beispielsweise ist die Querschnittshaupterstreckung bei einem Betätigungsmittel mit rechteckigen Querschnitt gleichbedeutend mit der Länge der längeren Außenkante des Rechteckquerschnitts des Betätigungsmittels.This ensures that the 2/2-way valves in the stacking direction have a small extent and can be assembled with the highest possible packing density to form a compact valve device. The cross-sectional main extension is the respective longest straight line, which can be placed in the cross-sectional plane in the cross section of the 2/2-way valve and is aligned parallel to an outer surface of the 2/2-way valve. For example, the Querschnittshaup Extension in an actuating means having a rectangular cross section is equivalent to the length of the longer outer edge of the rectangular cross section of the actuating means.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous Further developments of the invention are in the subclaims specified.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die 2/2-Wegeventile in der zur Bestückungsfläche parallelen Querschnittsebene eine Dickenerstreckung in Stapelrichtung aufweisen, die einen Bruchteil, vorzugsweise weniger als 50 Prozent, besonders bevorzugt weniger als 35 Prozent, insbesondere weniger als 25 Prozent, der Querschnittshaupterstreckung beträgt. Hierdurch lässt sich eine besonders kompakte Gestaltung der Ventilmodule erzielen.at An embodiment of the invention provides that the 2/2-way valves in the assembly area parallel cross-sectional plane a thickness extension in the stacking direction having a fraction, preferably less than 50 percent, more preferably less than 35 percent, especially less as 25 percent, the cross-sectional main stretch is. This allows a particularly compact design achieve the valve modules.
Vorteilhaft ist es, wenn die Betätigungsmittel der 2/2-Wegeventile im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet sind und parallel zu den Fügeflächen ausgerichtete Oberflächen der 2/2-Wegeventile in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. In Kombination mit den plattenförmigen Kanalkörpern der Ventilmodule wird durch die quaderförmige Gestaltung der 2/2-Wegeventile eine besonders gute Raumausnutzung gewährleistet. Zudem wird durch die quaderförmige Gestaltung der 2/2- Wegeventile ein separater Austausch jedes der 2/2-Wegeventile begünstigt, ohne die Demontage benachbarter Ventilmodule zu erfordern. Die Anordnung der Oberflächen der 2/2-Wegeventile in einer gemeinsamen, parallel zu den Fügeflächen ausgerichteten Ebene gewährleistet, dass die 2/2-Wegeventile nicht versetzt zueinander angeordnet sind, da hierdurch eine kompakte Anordnung der Ventilmodule beeinträchtigt würde.Advantageous it is when the actuators of the 2/2-way valves are formed substantially parallelepipedic and parallel Surfaces aligned to the joining surfaces the 2/2-way valves are arranged in a common plane. In combination with the plate-shaped channel bodies The valve modules is characterized by the cuboid design the 2/2-way valves ensures a particularly good use of space. In addition, the cuboid design of the 2/2-way valves separate exchange of each of the 2/2-way valves favors, without requiring the disassembly of adjacent valve modules. The order the surfaces of the 2/2-way valves in a common, plane aligned parallel to the joining surfaces ensures that the 2/2-way valves are not offset from each other are arranged, as a result, a compact arrangement of the valve modules would be affected.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Betätigungsmittel der 2/2-Wegeventile jeweils eine, vorzugsweise U-förmige, Rückschlusseinrichtung mit mehreren Schenkeln aufweisen, die an einem Ende mittels eines Verbindungsstegs miteinander verbunden sind, jeweils abschnittsweise von Spulenmitteln umfasst sind und senkrecht zur Bestückungsfläche ausgerichtet sind. Die zur Betätigung des Ventilglieds notwendige Betätigungskraft wird von den wenigstens zwei Spulenmitteln, bei denen es sich exemplarisch jeweils um elektrisch ansteuerbare Magnetspulen handelt, bereitgestellt. Durch die Verwendung von wenigstens zwei Magnetspulen, deren Spulenachsen parallel zueinander ausgerichtet sind und die die benachbarten Schenkel der Rückschlusseinrichtung umgeben, wird eine besonders kompakte Gestaltung der Betätigungseinrichtung des 2/2-Wegeventils ermöglicht. Der magnetische Fluss für die Bewegung des Ventilglieds wird erfindungsgemäß durch die schlank gestalteten Spulenmittel hervorgerufen, die quer zur Stapelrichtung in dem länglich ausgebildeten Betätigungsmittel des 2/2-Wegeventils angeordnet sind.at An embodiment of the invention is provided that the actuating means the 2/2-way valves each one, preferably U-shaped, return device having a plurality of legs, which at one end by means of a Connecting web are connected to each other, in sections Coil means are included and perpendicular to the mounting surface are aligned. The for actuating the valve member necessary actuation force is from the at least two Coil means, which are each exemplified by electrical controllable solenoid coils is provided. By use of at least two magnetic coils whose coil axes are parallel to each other are aligned and the adjacent legs of the return device surrounded, a particularly compact design of the actuator of the 2/2-way valve allows. The magnetic flux for the movement of the valve member is inventively the slender shaped coil means caused transverse to the stacking direction in the elongate actuating means of the 2/2-way valve are arranged.
Zweckmäßig ist es, wenn die Speisekanalausnehmung und/oder die Entlüftungskanalausnehmung den Kanalkörper zwischen den Fügeflächen in Stapelrichtung durchsetzen und an den Fügeflächen ausmünden, so dass die mit den Fügeflächen aneinander anliegenden Kanalkörper einen durchgehenden Speisekanal und/oder einen durchgehenden Entlüftungskanal begrenzen. Die Speisekanalausnehmung und/oder die Entlüftungskanalausnehmung sind in dem Kanalkörper der Ventileinrichtung derart angeordnet, dass sie bei Anordnung der Kanalkörper in der Stapelrichtung zumindest bereichsweise, vorzugsweise vollständig, mit den Speisekanalausnehmungen und/oder den Entlüftungskanalausnehmungen benachbarter Kanalkörper in Überdeckung gebracht werden können. Vorzugsweise sind die Speisekanalausnehmung und/oder die Entlüftungskanalausnehmung in jedem der Kanalkörper der Ventileinrichtung an der gleichen Position angeordnet. Dadurch ist gewährleistet, dass die längs der Stapelrichtung erstreckten Speise- und/oder Entlüftungskanäle mit erheblich größeren freien Querschnitten ausgebildet werden können, als dies für einzeln an den jeweiligen Kanalkörpern vorgesehene Speise- und/oder Entlüftungskanäle der Fall wäre. Hierdurch können bei gegebenem Fluidspeisedruck aufgrund des geringeren Strömungswiderstands in den erfindungs gemäßen Speise- und/oder Entlüftungskanälen große Fluidvolumenströme für das strömende Fluid erreicht werden.expedient it is when the feed channel recess and / or the vent channel recess the channel body between the joining surfaces enforce in the stacking direction and at the joining surfaces out, so that with the joining surfaces adjacent channel body a continuous Feeding channel and / or a continuous ventilation channel limit. The feed channel recess and / or the vent channel recess are arranged in the channel body of the valve device such that they are in the arrangement of the channel body in the stacking direction at least partially, preferably completely, with the Feeding channel recesses and / or the vent channel recesses adjacent channel body brought into coverage can be. Preferably, the feed channel recess and / or the vent channel recess in each of the channel bodies the valve device arranged at the same position. Thereby It ensures that the length of the stacking direction extended feed and / or venting channels formed with significantly larger free cross-sections can be considered as individual to the respective Channel bodies provided dining and / or ventilation channels the case would be. This can be given given Fluid supply pressure due to the lower flow resistance in the inventive dining and / or ventilation channels large fluid flow rates for the flowing Fluid can be achieved.
Zweckmäßig ist es, wenn der Kanalkörper einstückig ausgebildet ist. Dadurch werden aufwändige Dichtmaßnahmen zwischen den einzelnen 2/2-Wegeventilen und den ihnen zugeordneten Fluidkanälen reduziert bzw. gänzlich vermieden. Der Kanalkörper kann beispielsweise aus Metall, insbesondere als Frästeil, Druckgussteil oder Feingussteil hergestellt sein. Alternativ kann der Kanalkörper als Kunststoffteil, insbesondere als Kunststoffspritzgussteil, ausgebildet sein.expedient it is when the channel body is integrally formed is. As a result, elaborate sealing measures between the individual 2/2-way valves and their associated Fluid channels reduced or completely avoided. The channel body may be made of metal, in particular produced as milled part, die-cast part or precision casting be. Alternatively, the channel body as a plastic part, in particular as a plastic injection molded part, be formed.
Vorteilhaft ist es, wenn 2/2-Wegeventile als Ventileinheiten ausgebildet sind, bei denen das Betätigungsmittel mit einem Ventilabschnitt eine kompakte Einheit bildet, die auf die Bestückungsfläche des Kanalkörpers aufgesetzt ist, wobei der Ventilabschnitt den ersten und den zweiten Fluidanschluss sowie einen Ventilsitz umfasst, gegenüber dem das Ventilglied beweglich angeordnet ist, um den freien Fluidkanalquerschnitt zwischen dem ersten und dem zweiten Fluidanschluss zwischen einer Sperrstellung und einer Freigabestellung zu beeinflussen. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung sind die 2/2-Wegeventile vollständig außerhalb des Kanalkörpers ausgebildet und sind als kompakte Einheiten auf die Bestückungsfläche des Kanalkörpers aufgesetzt. Die 2/2-Wegeventile weisen neben dem elektrisch ansteuerbaren Betätigungsmittel den Ventilab schnitt auf, der der Fluidführung dient. Der Ventilabschnitt weist einen Fluidkanal auf, der an einer Außenoberfläche in zwei voneinander beabstandete Fluidanschlüsse ausmündet. Im Fluidkanal ist ein Ventilsitz ausgebildet, der eine abdichtende Anlage des Ventilglieds zur Sperrung des freien Querschnitts des Fluidkanals ermöglicht. Das Ventilglied kann durch eine vom Betätigungsmittel ausgehende Krafteinwirkung aus einer abdichtenden Anlage am Ventilsitz in eine Freigabestellung bewegt werden, in der der Ventilsitz und somit der Fluidkanalquerschnitt freigeben sind Das Betätigungsmittel kann also das Ventilglied derart beeinflussen, dass dieses entweder die Sperrstellung oder die Freigabestellung ein nimmt.It is advantageous if 2/2-way valves are designed as valve units, in which the actuating means with a valve portion forms a compact unit which is placed on the mounting surface of the channel body, wherein the valve portion comprises the first and the second fluid port and a valve seat, opposite to which the valve member is movably arranged to influence the free fluid channel cross section between the first and the second fluid connection between a blocking position and a release position. In this embodiment of the invention, the 2/2-way valves are formed completely outside the channel body and are mounted as compact units on the mounting surface of the channel body. The 2/2-way valves have in addition to the electrically controllable actuating means the Ventilab section, which serves the fluid guide. The valve portion has a fluid channel, which opens at an outer surface into two spaced-apart fluid ports. In the fluid channel, a valve seat is formed, which allows a sealing engagement of the valve member to block the free cross section of the fluid channel. The valve member can be moved by an outgoing from the actuator force from a sealing contact with the valve seat in a release position in which the valve seat and thus the fluid channel cross section are free. The actuating means can thus influence the valve member such that it either takes the blocking position or the release position ,
Die Außenoberfläche des Ventilabschnitts, in der die Fluidanschlösse ausmünden ist zur flächigen, abdichtenden Anlage an der Bestückungsfläche des Kanalkörpers vorgesehen. Die Fluidanschlüsse sind für kommunizierende Verbindungen mit Fluidkanälen im Kanalkörper vorgesehen. Durch die Ausführung der 2/2-Wegeventile als Ventileinheiten wird einerseits die Gestaltung des Kanalkörpers vereinfacht, da dieser keine Einrichtungen zur Bildung oder Aufnahme eines Ventilsitzes und des zugeordneten Ventilglieds aufweisen muss. Andererseits wird die Wartung der Ventilmodule erleichtert, da defekte 2/2-Wegeventile in einfacher Weise abgebaut und durch intakte 2/2-Wegeventile ersetzt werden können. Vorzugsweise sind die Ventileinheiten auf den Kanalkörper aufgeschraubt und weisen jeweils um die Fluidanschlüsse umlaufende Dichtmittel auf, um eine abdichtende Verbindung zwischen Ventilabschnitt und Bestückungsfläche des Kanalkörpers zu erreichen.The Outer surface of the valve section, in which the Fluid connections lead to the flat, sealing Plant at the assembly area of the channel body intended. The fluid connections are for communicating Provided connections with fluid channels in the channel body. By the execution of the 2/2-way valves as valve units On the one hand, the design of the channel body is simplified because this no means for forming or receiving a valve seat and the associated valve member must have. On the other hand will Maintenance of the valve modules is easier, because defective 2/2-way valves degraded in a simple manner and replaced by intact 2/2-way valves can be. Preferably, the valve units are on screwed the channel body and each have to the Fluid connections encircling sealant to a sealing Connection between valve section and mounting surface to reach the channel body.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Dabei zeigt:A advantageous embodiment of the invention is in the drawing shown. Showing:
Eine
in der
Die
Ventileinrichtung
Einigen
der Ventilmodule
Das
Basiselement
Bei
der dargestellten Ausführungsform der Ventileinrichtung
Jedes
der in den
Der
Kanalkörper
Bei
dem in den
Wie
den
Wie
aus der Explosionsdarstellung der
Wie
den
Der
erste Arbeitskanal
In
der ersten Fügefläche
Die
kreuzungsfreie Anordnung der fluidischen Verbindungen ist in den
Der
Der
Aufbau des in der
Bei
der vorliegenden, exemplarisch rechteckigen Außenkontur
der kubisch geformten 2/2-Wegeventile entspricht ist die in der
Das
in der
An
einer dem Verbindungssteg
Eine
Bewegung des Ventilglieds
In
der Sperrstellung verschließt das Ventilglied
Sofern
am ersten Fluidanschluss
Bei
Beaufschlagung des elektromagnetischen Betätigungsmittels
Bei
der vorliegenden Ausführungsform eines Ventilmoduls
Aufgrund
der Ausführung des elektromagnetischen Betätigungsmittels
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final | ||
R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20141007 |