-
Die Erfindung betrifft eine Fluidsteuereinheit, mit einem fluiddichten Hüllkörper, der eine einen Schutzraum umschließende starre Hüllwand aufweist, und mit einem vollständig in dem Schutzraum aufgenommenen Mehrwegeventil.
-
Aus der
EP 1 120 574 A1 ist eine Ventilanordnung bekannt, die mit mehreren Fluidsteuereinheiten der vorgenannten Art ausgestattet ist. Jede Fluidsteuereinheit enthält dort einen haubenförmigen Hüllkörper und ein in den Hüllkörper eingesetztes Mehrwegeventil, wobei eine der Haubenöffnung zugeordnete Dichtung dafür sorgt, dass im an einen plattenförmigen Ventilträger angesetzten Zustand eine Abdichtung zwischen den aneinander angesetzten Komponenten vorliegt.
-
Der Hüllkörper verhindert gemeinsam mit dem Ventilträger, dass das zugeordnete Mehrwegeventil zur unmittelbaren Umgebung hin abgeschottet ist. Dadurch ist ein Einsatz in reinigungsintensiver Umgebung möglich, in der aufgrund geltender Hygieneanforderungen häufige Reinigungsmaßnahmen unter Verblendung von oftmals aggressiver Reinigungsflüssigkeit durchzuführen sind. Die Schutzfunktion des Hüllkörpers verhindert z. B. durch Korrosion hervorgerufene Funktionsstörungen. Außerdem kann der Hüllkörper unabhängig von der konstruktiv bedingten Formgebung des zugeordneten Mehrwegeventils mit einer Außenkontur versehen werden, die ein schnelles Abfließen der Reinigungsflüssigkeit begünstigt und Flüssigkeitsansammlungen verhindert, die einen Nährboden für Bakterien und Keime bilden könnten.
-
Eine Unzulänglichkeit der bekannten Anordnung besteht allerdings darin, dass die Fluidsteuereinheiten nur in Verbindung mit einem zusätzlichen Ventilträger genutzt werden können. Erst im an einem Ventilträger montierten Zustand ist der Schutzraum zur Umgebung hin hermetisch dicht abgeschlossen. Andererseits besteht aber ein Bedarf an Mehrwegeventilen, die auch unabhängig von einem mit internen Fluidkanälen versehenen Ventilträger in einer reinigungsintensiven Umgebung genutzt werden können.
-
Aus der
WO 2009/118029 A1 ist eine Ventilbatterie bekannt, die mehrere Vorsteuereinheiten aufweist, die über ein Hüllgehäuse verfügen, das einen Aufnahmeraum definiert, in dem Vorsteuerventile untergebracht sind. Die Vorsteuerventile sind von der den Aufnahmeraum umschließenden Wand des jeweils zugeordneten Hüllgehäuses zur Umgebung hin abgedeckt und abgeschirmt.
-
Als Aufgabe der Erfindung wird angesehen, eine Fluidsteuereinheit zu schaffen, die auch ohne zusätzlichen Ventilträger einen wirksamen Schutz eines Mehrwegeventils vor äußeren Einflüssen bietet.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Fluidsteuereinheit der eingangs genannten Art vorgesehen, dass der Höllkörper als kastenartiges Hüllgehäuse ausgebildet ist, das einen zur Aufnahme lediglich eines einzigen Mehrwegeventils ausgebildeten Schutzraum definiert und das das Mehrwegeventil mit seiner Hüllwand allseits eng umschließt, wobei es sich aus zwei jeweils einen Abschnitt der Hüllwand bildenden, in einem Fügebereich fluiddicht aneinandergesetzten Hüllgehäuseteilen zusammensetzt.
-
Auf diese Weise erfüllt der Hüllkörper eine autarke, von einem zusätzlichen Ventilträger unabhängige Schutzfunktion für ein insbesondere elektrisch oder fluidisch betätigbares Mehrwegeventil. Das in dem Schutzraum aufgenommene Mehrwegeventil wird von der Hüllwand ringsum umschlossen und ist somit allseits wirksam zur unmittelbaren Umgebung hin abgeschirmt. Indem die Hüllwand das Mehrwegeventil eng umschließt, an dem Mehrwegeventil also entweder anliegt oder diesbezüglich nur gering beabstandet ist, kann das interne Totraumvolumen auf ein Minimum reduziert werden, was die Realisierung sehr kompakter Außenabmessungen des Hüllgehäuses gestattet. Es lassen sich auf diese Weise Gesamtabmessungen verwirklichen, die nur wenig größer sind als ein ungekapseltes Mehrwegeventil. Bedingt durch die Zweiteilung des Hüllgehäuses ist eine einfache Montage des Mehrwegeventils möglich, das lediglich vor dem Zusammenfügen der beiden Hüllgehäuseteile in eines der Hüllgehäuseteile eingesetzt zu werden braucht.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
-
Es ist zweckmäßig, die beiden Hüllgehäuseteile außen so zu konturieren, dass sie in ihrem Fügebereich möglichst ohne Absatz und möglichst auch fugenlos ineinander übergehen, so dass einer Ablagerung von Verunreinigungen entgegengewirkt wird.
-
Das fluiddichte Zusammenfügen der beiden Hüllgehäuseteile lässt sich dichtungslos, also ohne separate Weichdichtung, realisieren, indem die Hüllgehäuseteile direkt aneinander angesetzt und stoffschlüssig dicht miteinander verbunden werden. Hierzu bietet sich insbesondere eine Schweißverbindung oder Klebeverbindung an. Alternativ, bei Bedarf aber auch zusätzlich zu einer stoffschlüssigen Verbindung, können zusätzliche Dichtungsmittel in dem Fügebereich zwischen den beiden Hüllgehäuseteilen angeordnet sein, um die gewünschte fluiddichte Verbindung zu gewährleisten.
-
Insbesondere bei einem Verzicht auf eine stoffschlüssige Verbindung sind zweckmäßigerweise Spannmittel vorhanden, durch die die beiden Hüllgehäuseteile, vorzugsweise unter Zwischenfügung vorgenannter Dichtungsmittel, zusammengespannt werden. Geeignete Spannmittel können insbesondere als Schraubverbindungsmittel ausgeführt sein oder auch als Rastverbindungsmittel. In Verbindung mit den Spannmitteln lässt sich bei Bedarf auch eine lösbare Verbindung generieren, die z. B. zu Reparaturzwecken ein jederzeitiges Zerlegen des Hüllgehäuses in seine beiden Teile zulässt, um das Mehrwegeventil zugänglich zu machen.
-
Wenigstens eines der Hüllgehäuseteile ist zweckmäßigerweise haubenförmig ausgebildet und definiert somit zumindest einen Teilbereich des Schutzraumes. Das andere Hüllgehäuseteil kann in diesem Fall durchaus von einfacher und insbesondere plattenförmiger Gestalt sein, so dass es lediglich als Deckel fungiert. Allerdings wird es aus heutiger Sicht als besonders vorteilhaft angesehen, wenn beide Hüllgehäuseteile haubenförmig ausgebildet und mit einander zugewandten Haubenöffnungen aneinander angesetzt sind. In diesem letztgenannten Fall definieren beide Hüllgehäuseteile jeweils einen Teilbereich des internen Schutzraumes. Ein Vorteil dieser Anordnung ist unter anderem darin zu sehen, dass aufgrund der speziellen Formgebung auch bei sehr geringer Wandstärke eine hohe Struktursteifigkeit gewährleistet ist, so dass in der Tat auf geringe Wandstärken zurückgegriffen werden kann, was zu einer Minimierung der Herstellungskosten und auch der Außenabmessungen beitragen kann.
-
Der Fügebereich zwischen den beiden Hüllgehäuseteilen kann an verschiedenen Stellen platziert werden, was insbesondere davon abhängt, welche individuellen Längenabmessungen die beiden Hüllgehäuseteile in der zum Öffnungsquerschnitt der Haubenöffnung rechtwinkeligen Richtung aufweisen. Beispielsweise ist eine gehäusemittige Platzierung des Fügebereiches in Verbindung mit zwei gleichlangen Hüllgehäuseteilen möglich. Vor allem aber zu Gunsten eines einfachen Einsetzens des Mehrwegeventils wird es als Vorteil angesehen, auf Hüllgehäuseteile mit unterschiedlichen Längenabmessungen zurückzugreifen, insbesondere derart, dass das die geringere Länge aufweisende Hüllgehäuseteil trotz seiner haubenartigen Gestaltung eher der Charakter eines Deckels hat.
-
Hinsichtlich des insbesondere in einer Fügeebene verlaufenden Fügebereiches besteht im Übrigen die Möglichkeit zur Realisierung unterschiedlicher Ausrichtungen. So kann das Hüllgehäuse, das in der Regel eine Längsgestalt aufweist, einen rechtwinkelig zur Längsachse des Hüllgehäuses verlaufenden Fügebereich aufweisen. Die beiden Hüllgehäuseteile sind dementsprechend in der Längsrichtung des Hüllgehäuses aufeinanderfolgend angeordnet.
-
Hiervon abweichend ergibt sich bei einem in der Achsrichtung der Längsachse des Hüllgehäuses orientierten Fügebereich eine Längsteilung des Hüllgehäuses mit zwei längsseits, seitwärts aneinander angesetzten Hüllgehäuseteilen. In diesem letztgenannten Fall wird der Fügebereich dann, wenn das Hüllgehäuse einen länglichen und insbesondere rechteckähnlichen Querschnitt aufweist, insbesondere so gelegt, dass er sich in der Querrichtung des Querschnittes erstreckt.
-
Zur Ermöglichung der fluidischen Kommunikation zwischen dem Mehrwegeventil und seiner Umgebung ist die Hüllwand des Hüllgehäuses zweckmäßigerweise von einer oder mehreren Wanddurchbrechungen durchsetzt, denen jeweils eine zu einem Ventilkanal des Mehrwegeventils gehörende Ventilkanalmündung fluchtend gegenüberliegt. Somit ist durch eine jeweilige Wanddurchbrechung hindurch eine Fluidübertragung zwischen dem Mehrwegeventil und der Umgebung der Fluidsteuereinheit durchführbar. Besonders zweckmäßig ist es in diesem Zusammenhang, wenn in die einzelnen Wanddurchbrechungen der Hüllwand jeweils eine das Anschließen einer externen Fluidleitung, beispielsweise eines Druckluftschlauches, ermöglichende Anschlusseinheit eingesetzt ist, wobei die Anschlusseinheit vorzugsweise als Steckanschlusseinheit ausgebildet ist.
-
Die vorgenannte Anschlusseinheit könnte prinzipiell ausschließlich an der Hüllwand fixiert sein, insbesondere im Inneren der zugeordneten Wanddurchbrechung. Zur Vermeidung von Leckage sollte in diesem Fall der Übergangsbereich zwischen dem Mehrwegeventil und der Hüllwand um die Ventilkanalmündungen herum abgedichtet sein.
-
Eine solche Abdichtung ist aber auch dann von Vorteil, wenn die Anschlusseinheiten durch die jeweils zugeordnete Wanddurchbrechung hindurchgreifen und in der sich daran anschließenden Ventilkanalmündung am Mehrwegeventil fixiert sind. Die genannte Abdichtung kann in diesem Fall auch zur Verhinderung eines Fluidaustrittes dienen, insbesondere aber auch zur Verhinderung eines Eintrittes von eventuell anfallender Reinigungsflüssigkeit von außen her in den Schutzraum hinein.
-
Stets besteht die Möglichkeit, Dichtungsmittel vorzusehen, die zwischen einer Anschlusseinheit und der Hüllwand wirksam sind, um einen Fluideintritt und auch einen Fluidaustritt in das bzw. aus dem Hüllgehäuse zu verhindern.
-
Zur Fixierung in einer Ventilkanalmündung kann die zugeordnete Anschlusseinheit in die Ventilkanalmündung beispielsweise eingeschraubt oder auch eingepresst sein.
-
Ist eine Anschlusseinheit am Mehrwegeventil fixiert und stützt sie sich außerdem von außen her an der Hüllwand ab, erreicht man außerdem auf einfache Weise eine gegenseitige Befestigung zwischen dem Mehrwegeventil und dem Hüllgehäuse.
-
Bei dem in dem Hüllgehäuse aufgenommenen einzigen Mehrwegeventil handelt es sich vorzugsweise um ein 5/2-Wegeventil oder um ein 5/3-Wegeventil. Dieses könnte beispielsweise fluidisch und hierbei insbesondere pneumatisch betätigbar ausgebildet sein. Auch eine Ausgestaltung für direkte elektrische Betätigung wäre möglich. Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung als sogenanntes vorgesteuertes Mehrwegeventil, das mindestens eine elektrisch betätigbare Antriebseinheit aufweist, die als elektrisch betätigbares Vorsteuerventil ausgebildet ist, insbesondere als Magnetventil oder als Piezzoventil.
-
Zweckmäßigerweise verfügt das Hüllgehäuse an zwei einander entgegengesetzten Längsseiten, bei denen es sich insbesondere um Schmalseiten handelt, über jeweils mindestens eine Wanddurchbrechung und zweckmäßigerweise über jeweils mehrere Wanddurchbrechungen. Jede dieser Wanddurchbrechungen fluchtet mit einer gegenüberliegenden Ventilkanalmündung des Mehrwegeventils. Die mehreren Wanddurchbrechungen sind zweckmäßigerweise in Achsrichtung der Längsachse des Hüllgehäuses in einer Reihe aufeinanderfolgend angeordnet. Auf der einen Längsseite angeordnete Wanddurchbrechungen können zur Fluidversorgung des Mehrwegeventils und zur Fluidabfuhr aus dem Mehrwegeventil genutzt werden. Zwei auf der entgegengesetzten Längsseite angeordnete Wanddurchbrechungen lassen sich zum Anschließen eines fluidisch anzusteuernden Verbrauchers nutzen, beispielsweise eines fluidbetätigten Antriebes, wobei die mit ihnen fluchtenden Ventilkanäle von Arbeitskanälen des Mehrwegeventils gebildet sind.
-
Unter allen Umständen ist es vorteilhaft, wenn die Hüllwand des Hüllgehäuses an ihrer dem Schutzraum zugewandten Innenfläche eine Abstützstruktur aufweist, die das Mehrwegeventil von mehreren Seiten her abstützt. Die Abstützung kann in der Längsrichtung des Hüllgehäuses und/oder in der Querrichtung des Hüllgehäuses erfolgen. Von Vorteil ist es, wenn die Abstützung jeweils paarweise derart erfolgt, dass eine gleichzeitige Abstützung von entgegengesetzten Seiten her erfolgt, beispielsweise jeweils paarweise in der Längsrichtung und/oder in der Breitenrichtung und/oder in der Höhenrichtung des Hüllgehäuses.
-
Für die einfache elektrische Kommunikation des Mehrwegeventils mit der Peripherie, verfügt das Hüllgehäuse zweckmäßigerweise an seiner Außenseite über leicht zugängliche elektrische Schnittstellenmittel, die im Inneren des Hüllgehäuses mit der mindestens einen Antriebseinheit des Mehrwegeventils elektrisch verbunden oder verbindbar sind. Besagte Schnittstellenmittel können insbesondere nach Art einer Steckvorrichtung ausgebildet sein, an die sich ein externes elektrisches Kabel anstecken lässt.
-
Zweckmäßigerweise ist das Mehrwegeventil so aufgebaut, dass es eine zur Steuerung eines Fluides dienende Ventileinheit und mindestens eine zur Betätigung der Ventileinheit dienende Antriebseinheit aufweist. Die Antriebseinheit ist bevorzugt elektrisch betätigbar, kann aber beispielsweise auch mittels Fluidkraft und hierbei insbesondere pneumatisch betätigbar aufgebaut sein.
-
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegend Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht eines bevorzugten ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Fluidsteuereinheit,
-
2 eine Seitenansicht der Fluidsteuereinheit aus 1 mit Blickrichtung gemäß Pfeil II,
-
3 eine Stirnansicht der Fluidsteuereinheit aus 1 und 2 mit Blickrichtung gemäß Pfeil III,
-
4 einen Längsschnitt durch die Fluidsteuereinheit der 1 bis 3 gemäß Schnittlinie IV-IV,
-
5 eine perspektivische Explosionsdarstellung der in 1 bis 4 gezeigten Fluidsteuereinheit,
-
6 eine mit 1 vergleichbare perspektivische Darstellung der Fluidsteuereinheit gemäß 1 bis 5 ohne Anschlusseinheiten für Fluidleitungen,
-
7 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fluidsteuereinheit,
-
8 eine Seitenansicht der Fluidsteuereinheit aus 7 mit Blickrichtung gemäß Pfeil VIII,
-
9 eine Stirnansicht der Fluidsteuereinheit aus 7 und 8 mit Blickrichtung gemäß Pfeil IX,
-
10 einen Längsschnitt durch die Fluidsteuereinheit gemäß 7 bis 9 gemäß Schnittlinie X-X,
-
11 eine perspektivische Explosionsdarstellung der in 7 bis 10 gezeigten Fluidsteuereinheit, und
-
12 eine mit 7 vergleichbare perspektivische Darstellung der Fluidsteuereinheit aus 7 bis 11 ohne zur Anschluss von Fluidleitungen geeignete Anschlusseinheiten.
-
Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf sämtliche Ausführungsbeispiele, sofern im Einzelfall keine anderweitigen Ausführungen gemacht werden.
-
Die in ihrer Gesamtheit mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Fluidsteuereinheit enthält zweckmäßigerweise nur ein einziges, vorzugsweise elektrisch betätigbares Mehrwegeventil 2 sowie ein das Mehrwegeventil 2 umhüllendes und folglich einen Hüllkörper bildendes Hüllgehäuse 3.
-
Das Mehrwegeventil 2 ist in das Hüllgehäuse 3 zweckmäßigerweise lösbar eingesteckt, sodass es, sofern das Hüllgehäuse 3 zerlegbar ausgebildet ist, bei Bedarf problemlos wieder entnommen werden kann.
-
Das Hüllgehäuse 3 fungiert als Schutzgehäuse für das Mehrwegeventil 2 und schottet einen im Inneren des Hüllgehäuses 3 ausgebildeten, das Mehrwegeventil 2 aufnehmenden Schutzraum 4 – und mithin auch das Mehrwegeventil 2 – hermetisch dicht zur unmittelbaren äußeren Umgebung hin ab. Auf diese Weise kann das Mehrwegeventil 2 problemlos in Bereichen eingesetzt werden, in denen flüssige und insbesondere auch aggressive Reinigungsmedien eingesetzt werden, um gewisse Hygieneansprüche zu erfüllen. Einsatzbereiche dieser Art sind beispielsweise die Lebensmittel- und Pharmaindustrie.
-
Das Mehrwegeventil 2 verfügt zweckmäßigerweise über eine Ventileinheit 5 und mindestens eine zur Betätigung der Ventileinheit 5 dienende Antriebseinheit 6 für die Ventileinheit 5, wobei das beispielhafte Mehrwegeventil 2 über zwei solcher Antriebseinheiten 6 verfügt.
-
Die Antriebseinheit 6 des Ausführungsbeispiels ist elektrisch betätigbar ausgebildet. Auf einer solchen Bauform basiert die weitere Beschreibung. Hiervon abweichend ist allerdings auch zum Beispiel ein durch Fluidkraft, insbesondere pneumatisch, betätigbarer Aufbau der Antriebseinheit 6 möglich.
-
Die Ventileinheit 5 ist die eigentliche, zur Steuerung von Fluidströmen dienende Komponente des Mehrwegeventils 2. Sie enthält ein beim Ausführungsbeispiel quaderförmiges Ventilgehäuse 7 mit mindestens einem darin gemäß Doppelpfeil 8 zwischen verschiedenen Schaltstellungen umschaltbaren Ventilglied 12, das insbesondere in Form eines sogenannten Ventilschiebers ausgeführt ist. Das Ventilglied 12 ist axial bewegbar in einer Ventilkammer 13 des Ventilgehäuses 7 aufgenommen, in die längsseits an in axialer Richtung beabstandeten Stellen mehrere, in 4 und 10 lediglich schematisch angedeutete Ventilkanäle 14 einmünden, die andererseits über je eine Ventilkanalmündung 15 zu einer längsseitigen Außenfläche des Ventilgehäuses 7 ausmünden.
-
Das Ventilgehäuse 7 hat einen rechteckigen Querschnitt und verfügt dementsprechend längsseits über insgesamt vier zueinander rechtwinkelige Außenflächen 16. Von diesen vier Außenflächen 16 liegen sich zum einen eine erste und zweite Außenfläche und zum anderen eine dritte und vierte Außenfläche jeweils gegenüber. Aufgrund des Umstandes, dass das Mehrwegeventil bei den Ausführungsbeispielen über einen länglichen Querschnitt verfügt, fallen die ersten und zweiten Außenflächen 16a, 16b schmaler aus als die dritten und vierten Außenflächen 16c, 16d. Beim Ausführungsbeispiel befinden sich einige der Ventilkanalausmündungen 15 an der schmalen ersten Außenfläche 16a und einige weitere Ventilkanalmündungen 15 an der anderen schmalen zweiten Außenfläche 16b.
-
Das Mehrwegeventil 5 der Ausführungsbeispiele ist ein 5/2-Wegeventil oder 5/3-Wegeventil. Hierbei befinden sich an der ersten Außenfläche 16a zwei Ventilkanalmündungen 15, die zu je einem als Arbeitskanal fungierenden Ventilkanal 14 gehören. An die beiden Arbeitskanäle kann ein fluidisch anzusteuernder Verbraucher angeschlossen werden, beispielsweise ein fluidbetätigter Antrieb.
-
An der zweiten Außenfläche 16b münden insgesamt drei Ventilkanäle 14 aus, von denen einer einen mit einer externen Druckquelle verbindbaren Speisekanal bildet, während die beiden anderen jeweils eine mit der Atmosphäre oder einer sonstigen Drucksenke verbindbaren Abführkanal repräsentieren. Wird das Mehrwegeventil 2, was eine bevorzugte Anwendung darstellt, zur Steuerung von Druckluft eingesetzt, bilden die Abführkanäle je einen Entlüftungskanal.
-
In Abhängigkeit von der Schaltstellung des Ventilgliedes 12 kann jeder der beiden als Arbeitskanal fungierenden Ventilkanäle 14 abwechselnd wahlweise mit dem als Speisekanal fungierenden Ventilkanal 14 oder einem der als Abführkanäle fungierenden Ventilkanäle 14 verbunden werden. Da es sich hierbei um eine übliche Ventilbetätigung handelt, erübrigen sich weitere Ausführungen an dieser Stelle.
-
Die Umschaltbewegung 8 des Ventilgliedes 12 kann durch die beiden Antriebseinheiten 6 hervorgerufen werden. Exemplarisch ist das eine Längserstreckung mit einer Längsachse 17 aufweisende Mehrwegeventil 2 mit zwei Antriebseinheiten 6 ausgestattet, die jeweils zur Erzeugung der Umschaltbewegung 8 in einer von zwei einander entgegengesetzten Umschaltrichtungen zuständig sind. Vorzugsweise sitzen die beiden Antriebseinheiten 6 an den einander axial entgegengesetzten Stirnseiten der Ventileinheit 5, könnten allerdings auch gemeinsam an nur einer dieser beiden Stirnseiten platziert sein. Jedenfalls ist jede Antriebseinheit 6, insbesondere lösbar, mit der Ventileinheit 5 verbunden, so dass sich eine das Mehrwegeventil 2 definierende Baueinheit ergibt.
-
Die beiden Antriebseinheiten 6 sind zweckmäßigerweise als Vorsteuerventile konzipiert. Sie können unter Vermittlung elektrischer Leiter 18, die in 4 und 10 nur schematisch angedeutet sind, elektrisch betätigt werden, um ein fluidisches Ausgangssignal zu erzeugen, das dem Ventilglied 12 aufgeschaltet wird, um mittels der dadurch hervorgerufenen Stellkraft ein Umschalten in die gewünschte Schaltstellung hervorzurufen. Abweichend von dieser beim Ausführungsbeispiel vorgesteuerten Bauart des Mehrwegeventils 2 wäre es allerdings auch denkbar, auf eine direkt betätigte Variante zurückzugreifen, bei der mittels der jeweiligen Antriebseinheit 6 rein mechanisch und/oder magnetisch und/oder fluidisch – insbesondere pneumatisch – ein Umschalten des Ventilgliedes 12 bewirkt werden kann.
-
Auch unter Einschluss der mindestens einen Antriebseinheit 6 hat das Mehrwegeventil 2 rechtwinkelig zu der Längsachse 7 zweckmäßigerweise einen länglichen, bevorzugt länglich rechteckigen Querschnitt mit einer zu der Längsachse 17 rechtwinkeligen und zugleich zu den dritten und vierten Außenflächen 16c, 16d senkrechten Querachse 22 und einer ebenfalls zu der Längsachse 17 und darüber hinaus zu den ersten und zweiten Außenflächen 16a, 16b senkrechten Hochachse 23.
-
Das Hüllgehäuse 3 hat eine mit der Längsachse 17 des Mehrwegeventils 2 zusammenfallende Längsachse 24 und darüber hinaus, jeweils senkrecht zu der Längsachse 24 orientiert, eine zur Querachse 22 parallele Querachse 25 und eine zu der Hochachse 23 parallele Hochachse 26. Die Außenkontur des Querschnitts des Hüllgehäuses 3 ist zweckmäßigerweise zumindest im Wesentlichen rechteckig, wobei beim Ausführungsbeispiel der 1 bis 6 eine quadratische und beim Ausführungsbeispiel der 7 bis 12 eine länglich rechteckige Querschnittskontur vorliegt. Im letztgenannten Fall sind die in Achsrichtung der Hochachse 26 gemessenen Höhenabmessungen des Hüllgehäuses 3 somit größer als die in Achsrichtung der Querachse 25 gemessenen Querabmessungen bzw. Breitenabmessungen der Querschnittskontur.
-
Das Hüllgehäuse 3 verfügt über eine starre Hüllwand 27, die den Schutzraum 4 umgrenzt. Sie besteht vorzugsweise aus einem Metall, das zweckmäßigerweise korrosionsbeständige Eigenschaften aufweist, beispielsweise Edelstahl. Hiervon abweichend könnte auch ein die notwendige Stabilität aufweisendes Kunststoffmaterial oder ein Verbundmaterial eingesetzt werden.
-
Aufgrund der kastenförmigen Gestalt des Hüllgehäuses 3 wird das in dem Schutzraum 4 aufgenommene Mehrwegeventil 2 von der Hüllwand 27 ringsum umschlossen. Damit die Außenabmessungen der Fluidsteuereinheit 1 insgesamt nicht viel größer werden als diejenigen des zu schützenden Mehrwegeventils 2 selbst, erfolgt eine dahingehende Optimierung der Raumausnutzung des Schutzraumes 4, dass das Mehrwegeventil 2 an der Innenfläche 28 der Hüllwand 27 entweder anliegt oder diesbezüglich einen relativ geringen Abstand aufweist, so dass man insgesamt von einem allseits engen Umschließen des Mehrwegeventils 2 durch die Hüllwand 27 sprechen kann. Das Hüllgehäuse 3 ist auch insbesondere so ausgebildet, dass es nur ein einziges Mehrwegeventil 2 zur gleichen Zeit aufnehmen kann. Die Fluidsteuereinheit 1 hat also insgesamt, was die Steuerungsfunktion anbelangt, die Funktionalität eines einzigen Mehrwegeventils 2.
-
Eine leichte Installation des Mehrwegeventils 2 in dem Schutzraum 4 wird dadurch begünstigt, dass das Hüllgehäuse 3 mehrteilig aufgebaut ist. Es verfügt über ein erstes und zweites Hüllgehäuseteil 32, 33, die in einem insbesondere in einer Ebene liegenden Fügebereich 34 fluiddicht aneinandergesetzt und die darüber hinaus entweder lösbar oder unlösbar fest miteinander verbunden sind.
-
Ursprünglich liegen die beiden Hüllgehäuseteile 32, 33 also als separate Bauteile vor. Sie werden erst dann aneinandergesetzt und miteinander verbunden, nachdem das zu schützende Mehrwegeventil 2 zuvor in eines der beiden Hüllgehäuseteile 32, 33 eingesetzt wurde.
-
Bedingt durch die Zweiteilung des Hüllgehäuses 3 erfährt auch die Hüllwand 27 eine entsprechende Zweiteilung. Ein Teil von ihr ist Bestandteil des ersten Hüllgehäuseteils 32, ein weiterer Teil von ihr ist Bestandteil des zweiten Hüllgehäuseteils 33.
-
Vorzugsweise ist jedes der beiden Hüllgehäuseteile 32, 33 haubenförmig ausgebildet. Dementsprechend bildet die Hüllwand 27 bei jedem der beiden haubenförmigen Hüllgehäuseteile 32, 33 einen der zugeordneten Haubenöffnung 36a, 36b gegenüberliegenden Bodenabschnitt 37a, 37b und einen rahmenförmig in sich geschlossenen, von dem Bodenabschnitt 37a, 37b wegragenden und andererseits an der zugeordneten Haubenöffnung 36a, 36b endenden Seitenwandabschnitt 38a, 38b. Die beiden Hüllgehäuseteile 32, 33 sind mit einander zugewandten Haubenöffnungen 36a, 36b aneinander angesetzt. Die beiden Hüllgehäuseteile 32, 33 liegen sich dabei mit ihren vom zugeordneten Bodenabschnitt 37a, 37b abgewandten vorderen Stirnflächen 42a, 42b gegenüber.
-
Bedingt durch die haubenartige Gestaltung beider Hüllgehäuseteile 32, 33 wird auch der Schutzraum 4 in zwei Schutzraumabschnitte unterteil, von denen der eine innerhalb des ersten Hüllgehäuseteils 32 und der andere innerhalb des zweiten Hüllgehäuseteils 33 liegt.
-
Das gegenseitige Ansetzen der beiden Hüllgehäuseteile 32, 33 erfolgt bei beiden Ausführungsbeispielen vorzugsweise unter Zwischenschaltung separater Dichtungsmittel 43. Exemplarisch kommt hierzu jeweils ein rahmenförmig gestaltetes Dichtungselement zum Einsatz, das zweckmäßigerweise aus einem gummielastischen Material besteht und das zwischen den beiden vorderen Stirnflächen 42a, 42b zu liegen kommt.
-
Den notwendigen Dichtkontakt garantieren zusätzliche Spannmittel 44, die zwischen den beiden Hüllgehäuseteilen 32, 33 wirksam sind und diese derart miteinander verspannen, dass die Dichtungsmittel 43 zwischen den beiden vorderen Stirnflächen 42a, 42b mit Dichtkontakt eingespannt sind. Durch die Spannmittel 44 wird gleichzeitig die notwendige feste mechanische Verbindung zwischen den beiden Hüllgehäuseteilen 32, 33 erreicht. Die Spannrichtung der Spannmittel 44 erfolgt in der Längsrichtung der beiden Hüllgehäuseteile 32, 33, die rechtwinkelig zum Öffnungsquerschnitt der Haubenöffnung 36a, 36b verläuft.
-
Hierbei ergeben sich allerdings Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsbeispielen, die durch einen voneinander abweichenden Verlauf des jeweiligen Fügebereiches 34 bedingt sind.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 6 erstreckt sich der Fügebereich 34 rechtwinkelig zur Längsachse 24 des Hüllgehäuses 3. Hier sind die beiden Hüllgehäuseteile 32, 33 so orientiert, dass ihre Längsachsen mit der Längsachse des Hüllgehäuses 3 zusammenfallen. Anders beim Ausführungsbeispiel der 7 bis 12. Hier erstreckt sich der Fügebereich 34 in der Achsrichtung der Längsachse 24 des Hüllgehäuses 3, so dass insgesamt eine Längsteilung des Hüllgehäuses 3 vorliegt, im Unterschied zu der Querteilung beim Ausführungsbeispiel der 1 bis 6.
-
Verfügt das Hüllgehäuse 3 über einen länglichen Querschnitt, wird der die Längsteilung bewirkende Fügebereich insbesondere so gelegt, dass er sich gemäß 7 bis 12 in einer Ebene erstreckt, die zum einen von der Längsachse 24 und zum anderen von der Querachse 25 des Hüllgehäuses 3 aufgespannt ist. Hier sind dann die beiden Hüllgehäuseteile 32, 33 so orientiert, dass ihre Längsachsen rechtwinkelig zur Längsachse 24 des Hüllgehäuses 3 verlaufen und insbesondere mit der Hochachse 26 des Hüllgehäuses 3 zusammenfallen.
-
Eine mittige Teilung des Hüllgehäuses 3 wäre denkbar, dahingehend, dass sich jeweils zwei hälftige Hüllgehäuseteile 32, 33 gegenüberliegen. Als vorteilhafter wird jedoch die bei beiden Ausführungsbeispielen realisierte Maßnahme angesehen, bei der die in der Längsrichtung eines jeweiligen Hüllgehäuseteils 32, 33 – also rechtwinkelig zum jeweiligen Öffnungsquerschnitt – gemessene Länge der beiden Hüllgehäuseteile 32, 33 unterschiedlich groß ist. Beispielhaft hat das jeweils erste Hüllgehäuseteil 32 eine größere Länge als das zugeordnete zweite Hüllgehäuseteil 33. Dies führt dazu, dass ein Großteil des Schutzraumes 4 im ersten Hüllgehäuseteil 32 liegt. Eine solche Maßnahme begünstigt unter anderem die Montage des Mehrwegeventils 2, da dieses vor dem Anbringen des kürzeren zweiten Hüllgehäuseteils 33 in einer stabilen Position in das längere erste Hüllgehäuseteil 32 eingesetzt werden kann.
-
Die Längenverhältnisse können insbesondere so gewählt werden, dass das kürzere erste Hüllgehäuseteil 32 von außen her nur noch die Optik eines Deckels hat, obgleich es innen, wie das zweite Hüllgehäuseteil 33, bedingt durch die Haubenform eine Ausnehmung aufweist.
-
Die haubenähnliche Gestalt hat den Vorteil, dass auch bei einer relativ geringen Wandstärke der Hüllwand 27, die aus Gründen der Materialeinsparung und der Kompaktheit angestrebt wird, eine weiterhin hohe Stabilität der Gehäusestruktur gewährleistet werden kann.
-
Ungeachtet des Längenverhältnisses zwischen den beiden Hüllgehäuseteilen 32, 33 ist es jedenfalls von Vorteil, wenn diese Hüllgehäuseteile 32, 33 in dem Fügebereich übereinstimmende Außenkonturen aufweisen, so dass sie gemäß beiden Ausführungsbeispielen an ihrer Außenfläche ohne Versatz ineinander übergehen. Soweit ein durch die Dichtungsmittel 43 bedingter Abstand zwischen den einander zugewandten Stirnflächen 42a, 42b vorhanden ist, kann ein fugenloser Übergang zwischen den Außenflächen der beiden Hüllgehäuseteile 32, 33 dadurch realisiert werden, dass man Dichtungsmittel 43 verwendet, deren Außenkontur mit den sich anschließenden Außenkonturen der beiden Hüllgehäuseteile 32, 33 übereinstimmt.
-
Die beim Ausführungsbeispiel als Schraubverbindungsmittel 44a ausgebildeten Spannmittel 44 enthalten exemplarisch mehrere Spannschrauben, die durch das jeweils eine Hüllgehäuseteil 33 hindurchgreifen und in eine Gewindebohrung des jeweils anderen Hüllgehäuseteils 33 eingeschraubt sind. Dabei stützen sie sich mit einem Schraubenkopf außen am erstgenannten Hüllgehäuseteil 33 ab.
-
Es ist auch möglich, die Spannmittel 44 als Rastverbindungsmittel 44b auszubilden, wie dies in 1 strichpunktiert angedeutet ist.
-
Anstatt die beiden Hüllgehäuseteile 32, 33 durch Spannmittel 44 aneinander zu befestigen, wäre auch eine stoffschlüssige Verbindung denkbar, wie sie in 2 in dem vergrößerten Ausschnitt 45 angedeutet ist. Hier könnten die beiden Stirnflächen 42a, 42b der Hüllgehäuseteile 32, 33 direkt aneinander anliegen und es könnte eine stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise eine Schweißverbindung oder eine Klebeverbindung, zwischen den beiden Hüllgehäuseteilen 32, 33 realisiert sein. Auf diese Weise lässt sich ohne zusätzliche Dichtungsmittel eine hermetisch dichte und zugleich feste mechanische Verbindung zwischen den beiden Hüllgehäuseteilen 32, 33 realisieren.
-
Um eine fluidische Kommunikation zwischen dem Mehrwegeventil 2 und peripheren Komponenten zu ermöglichen, ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass die Hüllwand 27 an den jeweils einer Ventilkanalmündung 15 gegenüberliegenden Stellen eine mit der betreffenden Ventilkanalmündung 15 fluchtende Wanddurchbrechung 46 aufweist. Somit ist durch die betreffende Wanddurchbrechung 46 hindurch ein Fluidaustausch zwischen dem Mehrwegeventil 2 und dem außerhalb der Fluidsteuereinheit 1 liegenden Bereich möglich, wobei insbesondere an eine Fluidverbindung mittels jeweils einer externen Fluidleitung 47 gedacht ist, über die die weitere. Verbindung zu einer Druckquelle, einer Drucksenke oder einem Verbraucher herstellbar ist.
-
Entsprechend der oben erwähnten Platzierung der Ventilkanalmündung 15 sind beim Ausführungsbeispiel die den schmalen Außenflächen 16a, 16b der Ventileinheit 5 zugeordneten längsseitigen Hüllwandabschnitte 48a, 48b der Hüllwand 27 mit Wanddurchbrechungen 46 der erwähnten Art ausgestattet.
-
Um eine Fluidleitung 47 an das Mehrwegeventil 2 anzuschließen, könnte eine direkte Fixierung der Fluidleitung 47 in einer Wanddurchbrechung 46 und/oder in einer Ventilkanalmündung 15 vorgenommen werden. Beispielsweise könnte in der Wanddurchbrechung 46 ein Gewinde ausgebildet sein, in das eine Fluidleitung 47 oder ein der Fluidleitung 47 zugeordnetes Gewindeelement einschraubbar ist. Als zweckmäßiger wird es jedoch angesehen, einer, mehreren oder vorzugsweise sämtlichen Ventilkanalmündungen 15, jeweils eine gesonderte Anschlusseinheit 52 zuzuordnen, an der sich eine Fluidleitung 47 in bevorzugt lösbarer Weise fixieren lässt.
-
Exemplarisch sind derartige Anschlusseinheiten 52 von außen her an das Hüllgehäuse 3 angesetzt, wobei sie jeweils mit einem rohrstutzenartigen Befestigungsfortsatz 53 durch die Wanddurchbrechung 46 hindurchgreifen und in die sich anschließende Ventilkanalmündung 15 eintauchen.
-
Hierbei ist es von Vorteil, wenn der Befestigungsfortsatz 53 zumindest in der zugeordneten Ventilkanalmündung 15 fixiert ist, beispielsweise durch Einschrauben oder Einpressen, wobei allerdings durchaus zusätzlich oder alternativ eine entsprechende Befestigung auch in der durchsetzten Wanddurchbrechung 46 realisiert sein kann.
-
Von Vorteil ist es, wenn auf den Befestigungsfortsatz 53 nach axial außen hin ein diesbezüglich im Durchmesser vergrößerter Anschlussabschnitt 54 folgt, in dem die Fluidleitung 47 unter Abdichtung fixierbar ist und der sich, um die Wanddurchbrechung 46 herum, an der Außenfläche der Hüllwand 27 abstützen kann. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, die Ventileinheit 5 und den die mindestens eine Wanddurchbrechung 46 aufweisenden Hüllwandabschnitt durch die mindestens eine Anschlusseinheit 52 miteinander zu verspannen. Diese Maßnahme bewirkt eine sichere ortsfeste Fixierung des Mehrwegeventils 2 bezüglich des Hüllgehäuses 3, ohne dass auf zusätzliche Befestigungselemente zurückgegriffen werden müsste.
-
Auf jeden Fall vorteilhaft ist es, wenn um jede Ventilkanalmündung 15 herum zwischen der Ventileinheit 5 und dem die Wanddurchbrechung 46 aufweisenden Hüllwandabschnitt 48a, 48b Dichtungsmittel 55 angeordnet sind. Diese Dichtungsmittel 55 können beispielsweise als gelochte Dichtungsplatten ausgeführt sein, wie dies in 5 und 11 illustriert ist. Diese Dichtungsmittel 55 verhindern, dass Flüssigkeit oder sonstige unerwünschte Medien durch die Wanddurchbrechungen 46 hindurch in den Schutzraum 4 eindringen. Sie können außerdem dazu dienen, die Fluidverbindung zwischen einem Ventilkanal 14 und der zugeordneten Anschlusseinheit 52 abzudichten.
-
Alternativ oder zusätzlich können weitere Dichtungsmittel 56 zwischen dem Anschlussabschnitt 54 und der Außenfläche der Hüllwand 27 angeordnet sein, wie dies in 4 und 10 strichpunktiert illustriert ist.
-
Zweckmäßigerweise verfügt die Hüllwand 27 an ihrer dem Schutzraum zugewandten Innenfläche über eine Abstützstruktur 57, zwischen der das eingesetzte Mehrwegeventil 2 zu liegen kommt und die das Mehrwegeventil 2 derart abstützt, dass es auch ohne Anschlusseinheiten 52 eine Lagefixierung bezüglich des Hüllgehäuses 3 erfährt. Die Abstützstruktur 57 ist insbesondere so ausgebildet, dass sie am eingesetzten Mehrwegeventil 2 anliegt und selbiges insbesondere quer zur Längsrichtung des Hüllgehäuses 3 abstützt.
-
Die Abstützstruktur 57 besteht insbesondere aus mehreren rippenförmigen Erhebungen an der Innenfläche 28 der Hüllwand 27.
-
Die Abstützstruktur 57 kann zusätzlich oder alternativ auch so ausgebildet sein, dass sie an der Innenfläche 28 der Hüllwand 27 mindestens eine sich in der Einsetzrichtung des Mehrwegeventils 2 erstreckende rinnenförmige Abstützvertiefung 58 bildet, in die das Mehrwegeventil 2 mit insbesondere seiner Ventileinheit 5 eintaucht. Beim Zusammenbau der Fluidsteuereinheit 1 kann das Mehrwegeventil 2 in diese rinnenförmigen Abstützvertiefungen 58 eingeschoben werden.
-
Vorzugsweise befinden sich, insbesondere bei einer elektrisch betätigbaren Bauform des Mehrwegeventils 2, außen an dem Hüllgehäuse 3 auch noch elektrische Schnittstellenmittel 62, die mittels den oben erwähnten elektrischen Leitern 18 mit der mindestens einen elektrisch betätigbaren Antriebseinheit 6 verbindbar oder verbunden sind, um von außen her die erforderlichen elektrischen Betätigungssignale an die gewünschte Antriebseinheit 6 zu übermitteln. Die elektrischen Schnittstellenmittel 62 sind zweckmäßigerweise als Steckvorrichtung ausgebildet, an die sich mittels eines Gegensteckers ein zu einer elektronischen Steuereinrichtung führendes elektrisches Kabel anschließen lässt.
-
Anstelle der elektrischen Schnittstellenmittel 62 können auch fluidische Schnittstellenmittel vorhanden sein, wenn das Mehrwegeventil 2 von mittels eines fluidischen Druckmediums betätigbarer Bauart ist. Die Ausgestaltung kann hierbei beispielsweise vergleichbar den Anschlusseinheiten 52 erfolgen.
