DE102009017878A1 - 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) als Ventileinheiten (12) ausgebildet sind, bei denen das Betätigungsmittel (76) mit einem Ventilabschnitt (77) eine kompakte Einheit bildet, die auf die Bestückungsfläche (18) des Kanalkörpers (11) aufgesetzt ist.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, it is provided that the 2/2-way valves (41, 42, 45, 46) are designed as valve units (12), in which the actuating means (76) forms a compact unit with a valve section (77) on the assembly surface (18) of the channel body (11) is placed.
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 with the Speisekanalausnehmung are connected, the second fluid port of the first 2/2-way valve and the first fluid port 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 of the third and fourth 2/2-way valve are connected to the vent passage recess, and wherein each 2/2-way valve comprises an electrically controllable actuating means, that on an outer surface serving as a mounting surface of the channel body is attached and that for switching the respectively associated valve member between a blocking position and a release position is formed.
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 einem vereinfachten Aufbau und einer verbesserten Wartungsfreundlichkeit bereitzustellen.The The object of the invention is to provide a valve device to provide a simplified structure and improved serviceability.
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 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.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 designed as valve units are, in which the actuating means with a valve section a compact unit that forms on the assembly area the duct body is placed, wherein the valve portion the first and the second fluid port and a valve seat comprises, against which the valve member is movably arranged, around the free fluid channel cross section between the first and the second fluid connection between a blocking position and a release position influence.
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. Hierdurch wird einerseits der Aufbau des Kanalkörpers vereinfacht, da keine Vorkehrungen zur Ausbildung eines Ventilsitzes oder zur Aufnahme und Lagerung von Ventilelementen getroffen werden müssen. Andererseits wird hierdurch eine vorteilhafte Auswechselbarkeit der 2/2-Wegeventile im Schadensfall gewährleistet, da die Ventileinheiten als Gesamtbaugruppe abmontiert und ersetzt werden können.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. As a result, on the one hand, the structure of the channel body is simplified because no provision for Training a valve seat or for receiving and storage of valve elements must be taken. On the other hand, this ensures an advantageous interchangeability of the 2/2-way valves in the event of damage, since the valve units can be removed and replaced as a complete assembly.
Die 2/2-Wegeventile umfassen neben dem elektrisch ansteuerbaren Betätigungsmittel den Ventilabschnitt, 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 einnimmt.The 2/2-way valves include in addition to the electrically controllable actuating means the valve portion which serves the fluid guide. The valve section has a fluid channel located on an outer surface opens into two spaced-apart fluid ports. In the fluid passage, a valve seat is formed, which has a sealing Installation of the valve member for blocking the free cross section of the Fluid channel allows. The valve member can by a from the actuating means outgoing force from a sealing device on the valve seat moved to a release position in which release the valve seat and thus the fluid channel cross section are. The actuating means can thus the valve member such affect that this either the blocking position or the release position occupies.
Alternativ kann das Betätigungsmittel derart eingerichtet sein, dass es eine freie Einstellung der Position des Ventil glieds zwischen der abdichtenden Sperrstellung und der Freigabestellung ermöglicht. Somit ermöglicht das 2/2-Wegeventil eine frei wählbare Einstellung des zur Verfügung stehenden Fluidkanalquerschnitts zwischen den Fluidanschlüssen in der Art eines Stetigventils oder eines Proportionalventils.alternative the actuating means may be arranged such that it is a free adjustment of the position of the valve member between the sealing locking position and the release position allows. Consequently allows the 2/2-way valve a freely selectable Adjustment of the available fluid channel cross section between the fluid connections in the manner of a continuous valve or a proportional valve.
Die Außenoberfläche des Ventilabschnitts, in der die Fluidanschlüsse ausmünden, ist zur flächigen, abdichtenden Anlage an der Bestückungsfläche des Kanalkörpers vorgesehen. Die Fluidanschlüsse sind für kommunizierende Verbindungen mit Fluidkanälen im Kanalkörper vorgesehen.The Outer surface of the valve section, in which the Open fluid connections, is the flat, sealing installation on the assembly area of the Channel body provided. The fluid connections are for communicating connections with fluid channels provided in the channel body.
Die vier Ventileinheiten des Ventilmoduls sind alle in identischer Weise aufgebaut und sind jeweils mit diskreten, beispielsweise als Schrauben ausgebildeten, Befestigungsmitteln am Kanalkörper befestigt. Durch den identischen Aufbau der Ventileinheiten und die individuelle Befestigung am Kanalköper wird ein Austausch einzelner Ventileinheiten im Schadensfall erleichtert.The four valve units of the valve module are all in an identical way and are each formed with discrete, for example as screws, Fasteners attached to the channel body. By the identical construction of the valve units and the individual attachment at Kanalalköper is an exchange of individual valve units relieved in case of damage.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous Further developments of the invention are in the subclaims specified.
Zweckmäßig ist es, wenn 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. Dadurch ist gewährleistet, dass die 2/2-Wegeventile in Stapelrichtung eine geringe Ausdehnung aufweisen. Somit kann eine Vielzahl von Ventilmodulen zu einer kompakten Ventileinrichtung zusammengefügt werden. 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.expedient It is when 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 aligned coaxially with each other are. This ensures that the 2/2-way valves have a small extent in the stacking direction. Thus, can a variety of valve modules to a compact valve device be joined together. In one embodiment the invention it is provided that the 2/2-way valves in the Component surface parallel cross-sectional plane have a thickness extension in the stacking direction, which is a fraction preferably less than 50 percent, more preferably less than 35 percent, in particular less than 25 percent, of the cross-sectional main extension is.
Vorteilhaft ist es, wenn die 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 begünstigt die quaderförmige Gestaltung der 2/2-Wegeventile eine separate Auswechselbarkeit jedes der 2/2-Wegeventile, ohne dass eine Demontage benachbarter Ventilmodule erforderlich ist.Advantageous it is when the 2/2-way valves substantially cuboid are formed and parallel to the joining surfaces aligned surfaces of the 2/2-way valves in one common plane are arranged. In combination with the plate-shaped Channel bodies of the valve modules is characterized by the cuboid Design of the 2/2-way valves a particularly good use of space guaranteed. In addition, the cuboid design favors the 2/2-way valves separate interchangeability of each of the 2/2-way valves, without the disassembly of adjacent valve modules required is.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Betätigungsmittel 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 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.at An embodiment of the invention is provided that the actuating means a, 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 aligned perpendicular to the mounting surface are. The necessary to actuate the valve member operating force is from the at least two coil means, which are each is electrically driven solenoid coils, provided. By using at least two magnetic coils whose coil axes are aligned parallel to each other and the adjacent legs Surrounding the return device will be a special compact design of the actuator of the 2/2-way valve allows.
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.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.
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 wird eine Zufuhr von Fluid in die Ventileinrichtung und/oder eine Abfuhr von Fluid aus der Ventileinrichtung erleichtert. Auf separate Speise- und/oder Entlüftungsanschlüsse für jede der Kanalplatten kann verzichtet werden. Zudem können die längs der Stapelrichtung erstreckten Speise- und/oder Entlüftungskanäle mit erheblich größeren freien Querschnitten ausgebildet werden, als dies für einzeln an den jeweiligen Kanalkörpern vorgesehene Speise- und/oder Entlüftungskanäle der Fall ist. Hierdurch können bei gegebenem Fluidspeisedruck aufgrund des geringeren Strömungswiderstands in den erfindungsgemäßen Speise- und/oder Entlüftungskanälen große Fluidvolumenströme für das strömende Fluid erreicht werden.The feed channel recess and / or the vent channel recess are arranged in the channel body of the valve device such that they in the arrangement of the channel body in the stacking direction at least partially, preferably completely, can be brought into overlap with the Speisekanalausnehmungen and / or the Venting channel recesses adjacent channel body. Preferably, the feed channel recess and / or the vent channel recess in each of the channel bodies of the valve device are arranged at the same position. As a result, a supply of fluid into the valve device and / or a discharge of fluid from the valve device is facilitated. Separate feed and / or vent connections for each of the channel plates can be dispensed with. In addition, the feed and / or venting channels extending along the stacking direction can be designed with substantially larger free cross sections than is the case for feed and / or venting channels provided individually on the respective channel bodies. As a result, large fluid volume flows for the flowing fluid can be achieved at a given fluid supply pressure due to the lower flow resistance in the feed and / or ventilation channels according to the invention.
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 Frä steil, 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 as Frä steep, die-cast or precision casting produced be. Alternatively, the channel body as a plastic part, in particular as a plastic injection molded part, be formed.
Vorteilhaft ist es, wenn der Kanalkörper genau eine Speisekanalausnehmung und/oder genau eine Entlüftungskanalausnehmung aufweist. Dadurch lässt sich ein günstiges Verhältnis zwischen einem freien Querschnitt der Speisekanalausnehmung bzw. der Entlüftungskanalausnehmung und der jeweiligen Wandfläche, die die Speisekanalausnehmung bzw. die Entlüftungskanalausnehmung im Kanalkörper begrenzt, erzielen. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die Wandreibung für das Fluid in der jeweiligen Ausnehmung von Bedeutung. Die Wandreibung hat einen erheblichen Einfluss auf den Fluidvolumenstrom, der bei vorgegebenem Fluiddruck durch die jeweilige Ausnehmung strömen kann.Advantageous it is when the channel body exactly one feed channel recess and / or has exactly one vent channel recess. This allows a favorable ratio between a free cross section of the feed channel recess or the vent channel recess and the respective wall surface, the Speisekanalausnehmung or the Enttüftungskanalausnehmung limited in the channel body, achieve. This is especially true With regard to the wall friction for the fluid in the respective Recess of importance. The wall friction has a considerable Influence on the fluid flow, the at a given fluid pressure through the respective recess can flow.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das 2/2-Wegeventil zwei erste Fluidanschlüsse und einen zweiten Fluidanschluss aufweist, und dass die zwei ersten Fluidanschlüsse achssymmetrisch zu einer vom zweiten Fluidanschluss bestimmten Längsachse angeordnet sind. Durch diese konstruktive Gestaltung des 2/2-Wegeventils liegt eine vorteilhafte Gestaltungsfreiheit für die Anordnung der Verbindungsbohrungen im Kanalkörper vor, die für eine kommu nizierende Verbindung der Speisekanalausnehmung und/der der Entlüftungskanalausnehmung vorzusehen sind.at an advantageous embodiment of the invention is provided that the 2/2-way valve has two first fluid connections and having a second fluid port, and that the two first Fluid connections axisymmetric to one of the second fluid port certain longitudinal axis are arranged. Through this constructive Design of the 2/2-way valve is an advantageous design freedom for the arrangement of the connection holes in the channel body before, for a kommu nizierende compound of Speisekanalausnehmung and / or the vent channel recess are provided.
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
Um
eine kompakte Anordnung der Arbeitskanäle
In
der ersten Fügefläche
Die
kreuzungsfreie Anordnung der fluidischen Verbindungen ist in den
Nutartige
Ausnehmungen
Der
Aufbau des in der
Das
elektromagnetische Betätigungsmittel
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
Eine
elektrische Ansteuerung der elektromagnetischen Betätigungsmittel
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