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Die Erfindung betrifft ein Ventilbetätigungssystem, mit einer eine axiale Erstreckung aufweisenden Antriebseinrichtung, die einen Stellantrieb mit einer zur Kopplung mit einem Ventil vorgesehenen axialen Abtriebsseite und einer diesbezüglich entgegengesetzten axialen Rückseite aufweist, wobei der Stellantrieb an seiner axialen Rückseite eine Anbauschnittstelle für den Anbau eines mit dem Stellantrieb interagierenden Zusatzgerätes aufweist.
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Ein aus der
EP 1 643 175 B1 bekanntes Ventilbetätigungssystem dieser Art verfügt über eine längliche Antriebseinrichtung, die mit einer axialen Abtriebsseite voraus an einem insbesondere als Prozessventil ausgebildeten Ventil montiert ist. Das Ventil, oft auch als Ventilarmatur bezeichnet, enthält ein Ventilglied, das mit Hilfe der Antriebseinrichtung in unterschiedlichen Betriebspositionen positionierbar ist, um eine Fluidströmung zu steuern. Für die Betätigung des Ventilgliedes enthält die Antriebseinrichtung einen pneumatischen Stellantrieb, der an seiner dem Ventil abgewandten axialen Rückseite eine einheitliche Anbauschnittstelle aufweist, die das optionale Anschließen unterschiedlicher Ausführungen von Ansteuermodulen ermöglicht. Nachteilig bei dieser Ausgestaltung ist, dass die unterschiedlichen Ausführungen von Ansteuermodulen mit spezifisch an die einheitliche Schnittstelle angepassten einheitlichen Gegenschnittstellen ausgestattet sein müssen, was die Herstellung der Ansteuermodule oder etwaiger sonstiger an dem Stellantrieb zu befestigender Zusatzgeräte verteuert. Alternativ wäre an den Einsatz von Adaptern zu denken, womit allerdings ein zusätzlicher Herstellungs- und Montageaufwand verbunden wäre.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventilbetätigungssystem zu schaffen, dessen Stellantrieb sich kostengünstig mit unterschiedlichen Zusatzgeräten bestücken lässt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist in Verbindung mit den eingangs genannten Merkmalen vorgesehen, dass die Anbauschnittstelle des Stellantriebes zur Befestigung des jeweils anzubauenden Zusatzgerätes mit mehreren sich in ihren Befestigungsmöglichkeiten voneinander unterscheidenden und wahlweise je nach Zusatzgerät nutzbaren unterschiedlichen Befestigungseinrichtungen ausgestattet ist.
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Auf diese Weise können Zusatzgeräte unterschiedlichster Art an ein und derselben Anbauschnittstelle des Stellantriebes montiert werden, wobei die Anbauschnittstelle in Abkehr vom Gedanken der Vereinheitlichung der Befestigungsmittel eine Mehrzahl von unterschiedlichen Befestigungseinrichtungen zur Verfügung stellt, die sich in den bereitgestellten Befestigungsmöglichkeiten voneinander unterscheiden. Jede Befestigungseinrichtung definiert eine eigene Befestigungsschnittstelle, die unabhängig von den anderen Befestigungsschnittstellen nutzbar ist. Beim Anbau eines Zusatzgerätes können somit die vorhandenen Befestigungseinrichtungen wahlweise bzw. alternativ genutzt werden. Der Nutzer des Ventilbetätigungssystems ist somit sehr variabel beim Befestigen der Zusatzkomponenten und kann in den meisten Fällen auf den Einsatz von Befestigungsadaptern verzichten. Auch bei den Zusatzgeräten lassen sich Kosten reduzieren, weil selbige nicht zwingend an nur eine einzige, für das betreffende Zusatzgerät womöglich ungünstige Befestigungseinrichtung angepasst werden müssen. Bei den an den Stellantrieb anbaubaren Zusatzgeräten handelt es sich um Geräte beliebiger Art, die für den Betrieb des Ventilbetätigungssystems notwendig oder auch nur sinnvoll sind. Beispielsweise handelt es sich um ein die Betriebsstellung des Stellantriebes anzeigendes Anzeigemodul, um einen mit Steuerungskomponenten ausgestatteten Steuerkopf oder um einen Stellungsregler zur positionsgeregelten Betätigung des Stellantriebes. Auch ein Hubbegrenzungsmodul ist als an den Stellantrieb anbaubares Zusatzgerät denkbar. Das Anzeigemodul ist im einfachsten Fall ein zumindest partiell durchsichtiger Anzeigedeckel. Die Aufzählung der anbaubaren Zusatzgeräte ist nicht als abschließend zu verstehen.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Das Ventilbetätigungssystem ist zweckmäßigerweise mit einem mittels der Antriebseinrichtung betätigbaren Ventil ausgestattet, an dem die Antriebseinrichtung mit der Abtriebsseite des Stellantriebes voraus anbringbar ist. Ein bevorzugter Einsatz des Ventilbetätigungssystems ist die Prozesstechnik, sodass man auch von einem Prozessventil sprechen kann.
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Der Stellantrieb verfügt zweckmäßigerweise über ein als Antriebsgehäuse bezeichnetes Gehäuse, in dem ein zu einer Abtriebsbewegung antreibbares Abtriebsglied angeordnet ist, das im an einem Ventil angebrachten Zustand der Antriebseinrichtung mit einem Ventilglied des Ventils antriebsmäßig zusammenwirkt. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Stellantrieb um einen fluidbetätigten Stellantrieb, insbesondere um einen Pneumatikantrieb. Ist das Zusatzgerät als ein Steuerkopf oder als ein Stellungsregler ausgebildet, lässt sich mit seiner Hilfe die Abtriebsbewegung des Abtriebsgliedes und/oder die jeweils eingenommene Betriebsposition des Abtriebsgliedes steuern und/oder regeln. Ein als Anzeigemodul ausgebildetes Zusatzgerät erlaubt eine visuelle Überwachung der Position des Abtriebsgliedes und weist beispielsweise einen durchsichtigen Bereich auf, durch den hindurch die Position eines mit dem Abtriebsglied bewegungsgekoppelten Anzeigeelementes sichtbar ist.
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Vorzugsweise ist die Anbauschnittstelle des Stellantriebes mit mindestens einer und vorzugsweise mit genau einer axial orientierten Anbaufläche ausgestattet, an die sich das jeweils zu montierende Zusatzgerät ansetzen lässt. Von dieser Anbaufläche zu unterscheiden sind die mehreren unterschiedlichen Befestigungseinrichtungen, die ausgewählt nutzbar sind, um das momentan an die Anbaufläche angebaute Zusatzgerät zu befestigen und zu einer stabilen Baugruppe mit dem Stellantrieb zusammenzufassen.
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Aus einem Kosten/Nutzen-Aspekt heraus hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Anbauschnittstelle mit genau zwei oder mit genau drei unterschiedlichen Befestigungseinrichtungen ausgestattet ist.
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Bei einer der Befestigungseinrichtungen handelt es sich zweckmäßigerweise um eine mit einem Innengewinde versehene zentrale Befestigungsausnehmung. Sie eignet sich zum Einschrauben eines mit einem Außengewinde versehenen Befestigungselementes, das dem zu fixierenden Zusatzgerät zugeordnet ist. Bevorzugt ist die zentrale Befestigungsausnehmung in einem mittig in der Anbauschnittstelle platzierten axialen Anschlussstutzen des Stellantriebes ausgebildet, der folglich auch als Einschraubstutzen bezeichnet werden könnte.
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Eine ebenfalls vorteilhafte weitere Befestigungseinrichtung ist als eine Axialverriegelungseinrichtung konzipiert und ermöglicht eine axial unbewegliche Fixierung des angebauten Zusatzgerätes auf der Grundlage eines Verriegelungsprinzips. Die Axialverriegelungseinrichtung hat eine von radial außen her axial hintergreifbare ringförmige Verriegelungsflanke, die zumindest partiell in Richtung zum Stellantrieb orientiert ist und die von einem dem Zusatzgerät zugeordneten Verriegelungselement hintergriffen werden kann, um ein Abheben des Zusatzgerätes zu verhindern. Die Axialverriegelungseinrichtung kann alternativ ein vom Anschlussstutzen separates Verriegelungselement, beispielsweise in Form eines Sprengringes aufweisen.
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Von Vorteil ist es, wenn die Verriegelungsflanke derart geneigt ist, dass das Zusatzgerät mit einer axialen Spannkraft an den Stellantrieb angedrückt wird, wenn ein Verriegelungselement auf die Verriegelungsflanke einwirkt. Als Verriegelungselement kommt insbesondere eine Verriegelungsschraube in Frage, die - vorzugsweise in einer Mehrzahl - am Zusatzgerät abgestützt ist und mit der Verriegelungsflanke in Verriegelungseingriff bringbar ist. Zweckmäßigerweise kommen gleichzeitig mehrere Verriegelungselemente zum Einsatz, die an in der Umfangsrichtung verteilten Stellen der Verriegelungsflanke oder alternativ am Umfang des Verriegelungselements, insbesondere Sprengrings, angreifen.
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Die Axialverriegelungseinrichtung ist zweckmäßigerweise im mittigen Bereich der Anbauschnittstelle platziert.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Axialverriegelungseinrichtung an einem im mittleren Bereich der Anbauschnittstelle platzierten Anschlussstutzen des Stellantriebes ausgebildet ist. Dabei kann die Verriegelungsflanke Bestandteil einer am Außenumfang des Anschlussstutzens ausgebildeten Ringnut oder eines Ringbundes des Anschlussstutzens sein. Ein und derselbe Anschlussstutzen kann zwei unterschiedliche Befestigungseinrichtungen aufweisen und beispielsweise außer der Axialverriegelungseinrichtung auch die weiter oben erwähnte, mit einem Innengewinde versehene zentrale Befestigungsausnehmung definieren.
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Eine weitere vorteilhafte Befestigungseinrichtung ist als eine Befestigungs-Gewindelochanordnung ausgebildet, die mehrere um eine Längsachse des Stellantriebes herum verteilt angeordnete Befestigungsgewindelöcher aufweist, die axial orientiert sind. Diese Befestigungsgewindelöcher sind zweckmäßigerweise in einem zur Längsachse des Stellantriebes konzentrischen Befestigungs-Gewindelochkreis zusammengefasst. Jedes Befestigungsgewindeloch eignet sich zur Aufnahme einer Befestigungsschraube, mit deren Hilfe ein Zusatzgerät an der Anbauschnittstelle befestigt wird.
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Als eine vorteilhafte Grundausstattung des Ventilbetätigungssystems wird angesehen, wenn der Stellantrieb an der Anbauschnittstelle genau zwei Befestigungseinrichtungen aufweist, und zwar insbesondere die schon erwähnte, mit einem Innengewinde versehene zentrale Befestigungsausnehmung und außerdem die Axialverriegelungseinrichtung. Die Befestigungs-Gewindelochanordnung ist vorzugsweise nur als Option vorgesehen. Gleichwohl besteht selbstverständlich die Möglichkeit, auch zwei andere Befestigungseinrichtungen oder mehr als zwei unterschiedliche Befestigungseinrichtungen gleichzeitig an der Anbauschnittstelle des Stellantriebes auszubilden.
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Nicht erfindungsgemäß kann das Ventilbetätigungssystem mit einem oder mehreren Befestigungsadaptern ausgestattet sein, der/die sich an den an der Anbauschnittstelle des Stellantriebes ausgebildeten unterschiedlichen Befestigungseinrichtungen fixieren lässt/lassen. Jeder dieser Befestigungsadapter weist mindestens eine Sekundär-Befestigungseinrichtung auf, mit deren Hilfe sich das an die Anbauschnittstelle anzubauende oder angebaute Zusatzgerät befestigen lässt. Der Nutzer hat folglich die Möglichkeit, die unterschiedlichen Befestigungseinrichtungen der Anbauschnittstelle entweder zur direkten Befestigung von Zusatzgeräten zu nutzen oder aber zur indirekten Befestigung unter Zwischenfügung eines Befestigungsadapters.
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Nicht erfindungsgemäß kann das Ventilbetätigungssystem mit mehreren Befestigungsadaptern ausgestattet sein, die alternativ an der Anbauschnittstelle montierbar sind und die sich in der Ausgestaltung ihrer Sekundär-Befestigungseinrichtungen voneinander unterscheiden. So kann beispielsweise ein Befestigungsadapter über eine mit einem Innengewinde versehene zentrale Befestigungsausnehmung verfügen und ein weiterer Befestigungsadapter kann an seinem Außenumfang eine Axialverriegelungseinrichtung aufweisen. Ein und derselbe Befestigungsadapter kann aber auch mehrere Sekundär-Befestigungseinrichtungen aufweisen, die sich in den von ihnen bereitgestellten Befestigungsmöglichkeiten voneinander unterscheiden.
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Die über unterschiedliche Sekundär-Befestigungseinrichtungen verfügenden Befestigungsadapter können wahlweise untereinander identische mechanische Befestigungs-Gegenschnittstellen aufweisen, mit deren Hilfe sie an nur einer der mehreren unterschiedlichen Befestigungseinrichtungen des Stellantriebes fixierbar sind. Es besteht aber auch die vorteilhafte Möglichkeit, die mehreren sich in der Ausgestaltung ihrer Sekundär-Befestigungseinrichtungen voneinander unterscheidenden Befestigungsadapter untereinander mit unterschiedlichen Befestigungs-Gegenschnittstellen auszustatten, die jeweils nur auf eine der mehreren unterschiedlichen Befestigungseinrichtungen des Stellantriebes abgestimmt sind.
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Wenn der Stellantrieb vom fluidbetätigten Typ ist, ist es vorteilhaft, wenn die Anbauschnittstelle mit einer Fluidübertragungseinrichtung ausgestattet ist, die mit dem montierten Zusatzgerät fluidisch kommuniziert, wenn das Zusatzgerät über eine fluidtechnische Ausstattung verfügt. Man kann auf diese Weise gewährleisten, dass beim Anbauen des Zusatzgerätes für den Betrieb der Antriebseinrichtung erforderliche Fluidverbindungen automatisch hergestellt werden. Beispielsweise kann die Fluidübertragungseinrichtung einen oder mehrere, insbesondere lösbar eingesetzte oder einsetzbare Anschlussnippel aufweisen, die einerseits in den Stellantrieb und andererseits in das Zusatzgerät eintauchen, um in den beiden Komponenten ausgebildete Fluidkanäle miteinander zu verbinden.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
- 1 eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventilbetätigungssystems in einem Längsschnitt, wobei ein an einem Stellantrieb montierbares Zusatzgerät ebenso wie ein zu dem Ventilbetätigungssystem gehörendes Ventil nur strichpunktiert angedeutet ist,
- 2 einen Ausschnitt des Ventilbetätigungssystems der 1 im Bereich der mit der Anbauschnittstelle versehenen axialen Rückseite, wobei der montierte Zustand einer ersten Ausführungsform eines Zusatzgerätes gezeigt ist,
- 3 einen Querschnitt gemäß Schnittlinie III-III aus 2 und 4,
- 4 eine Seitenansicht des Ventilbetätigungssystems mit Blickrichtung gemäß Pfeil IV aus 3,
- 5 in einer mit 2 vergleichbaren Darstellungsweise den rückseitigen Endabschnitt des Ventilbetätigungssystems, wobei eine im Vergleich zu 2 andere Bauform eines Zusatzgerätes am Stellantrieb montiert ist,
- 6 den rückseitigen Endbereich des Stellantriebes einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventilbetätigungssystems im Längsschnitt, wobei ein montiertes Zusatzgerät nur strichpunktiert angedeutet ist,
- 7 das Ventilbetätigungssystem aus 6, wobei an der Anbauschnittstelle eine mögliche, nicht zur Erfindung gehörende erste Ausführungsform eines Befestigungsadapters montiert ist, und
- 8 das Ventilbetätigungssystem der 6 und 7, wobei an der Anbauschnittstelle eine vom Befestigungsadapter der 7 abgewandelte nicht zur Erfindung gehörende Ausführungsform eines Befestigungsadapters montiert ist.
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Das in seiner Gesamtheit mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Ventilbetätigungssystem enthält eine zur Betätigung eines nur schematisch angedeuteten, zur Steuerung einer Fluidströmung verwendbaren Ventils 2 dienende Antriebseinrichtung 3, wobei das Ventil 2 zweckmäßigerweise auch ein Bestandteil des Ventilbetätigungssystems 1 ist.
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Das Ventil 2 verfügt über ein Ventilgehäuse 4, das von einem Fluidkanal 5 durchsetzt ist, in dessen Verlauf eine Überströmöffnung 6 liegt, der ein Ventilglied 7 zugeordnet ist. Das Ventilglied 7 ist linear beweglich und kann wahlweise in einer die Überströmöffnung 6 verschließenden Schließstellung oder in mindestens einer die Überströmöffnung 6 freigebenden Offenstellung positioniert werden. In der Offenstellung des Ventilgliedes 7 kann ein Fluid gemäß Pfeilen 9 durch den Fluidkanal 5 hindurchströmen. Die Strömungsrate hängt vom momentan freigegebenen Strömungsquerschnitt der Überströmöffnung 6 ab.
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Die Antriebseinrichtung 3 hat eine Längserstreckung und dementsprechend eine imaginäre Längsachse 8. Zu der Antriebseinrichtung 3 gehört ein Stellantrieb 12, der die gleiche Längsachse 8 wie die Antriebseinrichtung 3 aufweist. Der Stellantrieb 12 hat eine in der Zeichnung nach unten weisende axiale Abtriebsseite 13 und eine diesbezüglich axial entgegengesetzte, in der Zeichnung nach oben weisende axiale Rückseite 14. An der axialen Abtriebsseite 13 ist der Stellantrieb 12 mit einer Kopplungseinrichtung 15 ausgestattet, mit deren Hilfe er an dem Ventil 2 befestigbar oder befestigt ist, und zwar insbesondere in lösbarer Weise.
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Der Stellantrieb 12 verfügt über ein Antriebsgehäuse 16, das mit Hilfe der Kopplungseinrichtung 15 bevorzugt lösbar am Ventilgehäuse 4 anbringbar oder angebracht ist. Dementsprechend bilden das Antriebsgehäuse 16 und das Ventilgehäuse 4 im Betrieb des Ventilbetätigungssystems 1 eine einheitliche Baugruppe.
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Im Innern des Antriebsgehäuses 16 erstreckt sich ein Abtriebsglied 17 des Stellantriebes 12, das durch entsprechende Betätigung zu einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten, hin und her gehenden Abtriebsbewegung 18 antreibbar ist, bei der es sich um eine mit der Achsrichtung der Längsachse 8 zusammenfallende Linearbewegung handelt. Das Abtriebsglied 17 wirkt mit dem Ventilglied 7 antriebsmäßig zusammen und ist mit dem Ventilglied 7 zweckmäßigerweise axial bewegungsgekoppelt, Letzteres insbesondere im Bereich der Kopplungseinrichtung 15.
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Exemplarisch enthält das Abtriebsglied 17 eine mit dem Ventilglied 7, insbesondere mit einer sogenannten Spindel des Ventilgliedes 7, axial bewegungsgekoppelte Abtriebsstange 17a, die eine der axialen Abtriebsseite 13 zugeordnete vordere Abschlusswand 16a des Antriebsgehäuses 16 gleitverschieblich durchsetzt und die in einem Gehäuseinnenraum 22 des Antriebsgehäuses 16 mit einem Antriebskolben 17c verbunden ist, der in dem Gehäuseinnenraum 22 unter Abdichtung gleitverschieblich gelagert ist.
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Der Antriebskolben 17c unterteilt den Gehäuseinnenraum 22 in eine der vorderen Abschlusswand 16a zugewandte vordere Gehäusekammer 22a und eine axial entgegengesetzte, im Bereich der axialen Rückseite 14 von einer hinteren Abschlusswand 16c des Antriebsgehäuses 16 begrenzte hintere Gehäusekammer 22b.
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Das Abtriebsglied 17 ist mit einer Stellkraft beaufschlagbar, um die Abtriebsbewegung 18 hervorzurufen. Die Art der Stellkraft hängt von der Bauart des Stellantriebes 12 ab, wobei sie durchaus elektromechanisch erzeugt werden kann. Vorteilhaft ist es allerdings, wenn es sich bei dem Stellantrieb 12 um einen fluidbetätigten und insbesondere um einen pneumatischen Stellantrieb 12 handelt, was auf das Ausführungsbeispiel zutrifft, sodass die Stellkraft aus einer Fluidbeaufschlagung des Antriebskolbens 17c resultiert.
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Der fluidbetätigte Stellantrieb 12 kann von einfachwirkender oder von doppeltwirkender Bauart sein. Exemplarisch liegt eine einfachwirkende Bauart vor, wobei eine in der hinteren Gehäusekammer 22b angeordnete Federeinrichtung 29 das Abtriebsglied 17 ständig in Richtung der vorderen Abschlusswand 16a beaufschlagt, wodurch das Ventilglied 7 ständig in der Schließrichtung beaufschlagt ist. Somit liegt eine vorteilhafte „Normalerweise geschlossen“-Konstellation vor. Über einen die Wandung des Antriebsgehäuses 16 durchziehenden ersten Fluidsteuerkanal 23, der in die vordere Gehäusekammer 22a einmündet, kann die vordere Gehäusekammer 22a mit einem fluidischen Druckmedium beaufschlagt werden, um das Abtriebsglied 17 in Richtung zur hinteren Abschlusswand 16c zu bewegen und dabei gleichzeitig das Ventilglied 7 in eine Offenstellung zu verbringen.
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Der Stellantrieb 12 ist außen an seiner axialen Rückseite 14 mit einer Anbauschnittstelle 25 ausgestattet, an der ein für den Betrieb des Ventilbetätigungssystems 1 notwendiges oder sinnvolles Zusatzgerät 26 anbaubar ist, insbesondere in lösbarer Weise. Dieses Zusatzgerät 26 ist in den 1, 4 und 6 bis 8 nur schematisch strichpunktiert angedeutet. Die Anbauschnittstelle 25 ermöglicht den alternativen Anbau unterschiedlicher Arten von Zusatzgeräten 26, wobei es insbesondere vom Anwendungsfall des Ventilbetätigungssystems 1 und/oder vom Nutzerwunsch abhängt, was für eine Art von Zusatzgerät 26 an der Anbauschnittstelle 25 montiert wird beziehungsweise ist.
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In der Zeichnung sind, teils nur schematisch, unterschiedliche Bauarten von Zusatzgeräten 26 illustriert, die selektiv an der Anbauschnittstelle 25 anbringbar sind. Bei dem in 1 bis 4 illustrierten Zusatzgerät 26 handelt es sich um einen Stellungsregler 26a, der auch als „Positioner“ bezeichnet werden kann. Die 5 zeigt ein als ein Anzeigemodul 26b ausgebildetes Zusatzgerät 26. In Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel der 6 bis 8 zeigen die 6 und 7 ein von einem Steuerkopf 26c gebildetes Zusatzgerät 26, während die 8 ein Zusatzgerät 26 zeigt, bei dem es sich um ein Hubbegrenzungsmodul 26d zur Hubbegrenzung des Abtriebsgliedes 17 handelt.
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Ein Stellungsregler 26a ist üblicherweise dahingehend ausgelegt, dass er eine positionsgeregelte Bewegung und Positionierung des Abtriebsgliedes 17 erlaubt. Er ist exemplarisch mit nicht weiter illustrierten elektrisch betätigbaren Steuerventilen ausgestattet und enthält auch eine Regelungselektronik.
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Das Anzeigemodul 26b verfügt in axialer Verlängerung der Abtriebsstange 17a über eine durchsichtige Wandung 27, durch die hindurch die Position eines beweglichen Anzeigeelementes 28 sichtbar ist, dessen Position durch die Axialposition des Abtriebsgliedes 17 beeinflusst beziehungsweise vorgegeben wird. Das Anzeigeelement 28 kooperiert insbesondere mit einem rückseitigen Verlängerungsabschnitt 17b der Abtriebsstange 17a.
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Der Steuerkopf 26c enthält zweckmäßigerweise eine elektrisch betätigbare Steuerventileinrichtung, mit der über den ersten Fluidsteuerkanal 23 hinweg eine gesteuerte Fluidbeaufschlagung der vorderen Gehäusekammer 22a hervorrufbar ist, um die Abtriebsbewegung 18 hervorzurufen. Diese vordere Gehäusekammer 22a wird auch bei der Ausgestaltung als Stellungsregler 26a geregelt mit Druckluft beaufschlagt. Es besteht ferner die Möglichkeit, einen zweckmäßigerweise zusätzlich vorhandenen, mit der hinteren Gehäusekammer 22b kommunizierenden zweiten Fluidsteuerkanal 24 ebenfalls bei der gesteuerten oder geregelten Betätigung des Abtriebsgliedes 17 zu verwenden.
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Das Hubbegrenzungsmodul 26d enthält nicht weiter abgebildete Anschlagmittel, die in den Hubweg des Abtriebsgliedes 17, insbesondere des Verlängerungsabschnittes 17b ragen. Die Position der Anschlagmittel ist zweckmäßigerweise variabel justierbar. Sie begrenzen insbesondere den Öffnungshub des Abtriebsgliedes 17 auf ein vom Nutzer einstellbares Maß.
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Der Stellantrieb 12 ist im Bereich seiner Anbauschnittstelle 25 gleichzeitig mit mehreren unterschiedlichen Befestigungseinrichtungen 32a, 32b, 32c ausgestattet, die sich in ihren Befestigungsmöglichkeiten voneinander unterscheiden, also in den von ihnen zur Verfügung gestellten Möglichkeiten zur Befestigung eines Zusatzgerätes 26. Jede Befestigungseinrichtungen 32a, 32b, 32c definiert eine eigenständige Befestigungsschnittstelle.
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Soweit die unterschiedlichen Befestigungseinrichtungen 32a, 32b, 32c im Folgenden gemeinsam angesprochen werden, geschieht dies unter Verwendung des einheitlichen Bezugszeichens „32“.
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Die unterschiedlichen Befestigungseinrichtungen 32 sind wahlweise, also alternativ zueinander nutzbar und bieten die Möglichkeit, an ein und derselben Anbauschnittstelle 25 selektiv unterschiedliche Zusatzgeräte 26 zu montieren, die über voneinander abweichende mechanische Befestigungs-Gegenschnittstellen 33 verfügen. Folglich bietet das Ventilbetätigungssystem 1 zu verhältnismäßig geringen Kosten eine hohe Variabilität beim alternativen Befestigen verschiedener Zusatzgeräte 26.
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Ungeachtet der verschiedenen Befestigungseinrichtungen 32 ist es vorteilhaft, wenn die Anbauschnittstelle 25 mindestens eine und bevorzugt genau eine axial orientierte Anbaufläche 34 am Stellantrieb 12 aufweist, an die das zu befestigende Zusatzgerät 26 ansetzbar ist. Das jeweils zu befestigende oder befestigte Zusatzgerät 26 ist mit der Anbaufläche zweckmäßigerweise axial verspannbar oder verspannt. Die Anbaufläche 34 befindet sich außen an der axialen Rückseite 14 und weist axial vom Stellantrieb 14 weg.
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Jedes Zusatzgerät 26 verfügt zweckmäßigerweise über eine Gegen-Anbaufläche 35, mit der es im an dem Stellantrieb 12 montierten Zustand an der Anbaufläche 34 anliegt.
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Zwischen der Anbaufläche 34 und der Gegen-Anbaufläche 35 kann bei Bedarf eine Dichtung 30 eingegliedert werden, um ein Eindringen von Verunreinigungen in den Fügebereich zu vermeiden.
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Jede Gegen-Anbaufläche 35 ist zweckmäßigerweise ein Bestandteil der am betreffenden Zusatzgerät 26 ausgebildeten mechanischen Befestigungs-Gegenschnittstelle 33.
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Die Anbaufläche 34 ist unabhängig von den mehreren unterschiedlichen Befestigungseinrichtungen 32 an der axialen Rückseite 14 des Stellantriebes 12 ausgebildet.
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Der Stellantrieb 12 ist an seiner Anbauschnittstelle 25 mit wenigstens zwei sich in ihren Befestigungsmöglichkeiten voneinander unterscheidenden Befestigungseinrichtungen 32 ausgestattet. Das Ausführungsbeispiel der 1 bis 5 zeigt eine gleichzeitige Ausstattung mit drei Befestigungseinrichtungen 32, 32a, 32b, 32c, während das Ausführungsbeispiel der 6 bis 8 beispielhaft mit lediglich zwei unterschiedlichen Befestigungseinrichtungen 32, 32a, 32c ausgestattet ist.
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Beiden Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, dass sie an der Anbauschnittstelle 25 eine erste Befestigungseinrichtung 32a aufweisen, die als eine ein Innengewinde 36 aufweisende zentrale Befestigungsausnehmung 32a' ausgebildet ist. Die zentrale Befestigungsausnehmung 32a' hat eine mit der Längsachse 8 zusammenfallende Längsachse und ist insbesondere in der hinteren Abschlusswand 16c ausgebildet. Die zentrale Befestigungsausnehmung 32a' ist zur Rückseite des Stellantriebes 12 hin offen, hat also eine dem angebauten Zusatzgerät 26 zugewandte Ausnehmungsöffnung.
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Zweckmäßigerweise steht die zentrale Befestigungsausnehmung 32a' mit einer sich an sie anschließenden axialen Durchbrechung 37 der hinteren Abschlusswand 16c in Verbindung, in die gleitverschieblich der stangenförmiger Verlängerungsabschnitt 17b der Abtriebsstange 17a hineinragt, der mit einem entsprechend ausgebildeten Zusatzgerät 26 kooperieren kann, beispielsweise zur Hubbegrenzung oder zur Positionsanzeige.
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Die zentrale Befestigungsausnehmung 32a' ist vorzugsweise in einem im mittleren Bereich der Anbauschnittstelle 25 angeordneten axialen Anschlussstutzen 38 des Stellantriebes 12 ausgebildet. Da er eine Einschraubmöglichkeit bildet, kann er auch als Einschraubstutzen bezeichnet werden.
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Die 5 illustriert die Möglichkeit, ein hier exemplarisch als Anzeigemodul 26b konzipiertes Zusatzgerät 26 unter Nutzung der zentrale Befestigungsausnehmung 32a' mittels einer Gewindehülse 42 an dem Stellantrieb 12 zu befestigen. Das Anzeigemodul 26b hat einen die Gegen-Anbaufläche 35 aufweisenden Deckel 43 mit einer zentralen Durchbrechung, in die eine abgestufte, den Deckel 43 radial hintergreifende Gewindehülse 42 eingesetzt ist, die über ein Außengewinde 44 verfügt, mit dem sie mit dem Innengewinde 36 der zentralen Befestigungsausnehmung 32a' in Schraubeingriff steht.
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Eine zweite Befestigungseinrichtung 32b der mehreren unterschiedlichen Befestigungseinrichtungen 32 ist beim Ausführungsbeispiel der 1 bis 5 als eine Axialverriegelungseinrichtung 32b' ausgeführt. Selbige verfügt über eine von radial außen her hintergreifbare ringförmige Verriegelungsflanke 46, die konzentrisch zu der Längsachse 8 angeordnet ist und die bezüglich der Längsachse 8 vorzugsweise geneigt ist. Die Verriegelungsflanke 46 weist zweckmäßigerweise schräg nach radial außen und gleichzeitig axial in Richtung zum Stellantrieb 12. Sie ist bezüglich der Anbauschnittstelle 25 zweckmäßigerweise axial nach außen beabstandet.
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Die Verriegelungsflanke 46 befindet sich insbesondere im mittigen Bereich der Anbauschnittstelle 25. Besonders vorteilhaft ist es, wenn sie am radialen Außenumfang des axialen Anschlussstutzens 38 ausgebildet ist, der auch die zentrale Befestigungsaufnahme 32a' bildet. Selbstverständlich kann zur Anbringung der Axialverriegelungseinrichtung 32b' alternativ auch ein axialer Anschlussstutzen 38 vorhanden sein, der nur die Axialverriegelungseinrichtung 32b' aufweist.
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Beim Ausführungsbeispiel der 1 bis 5 ist die Verriegelungsflanke 46 in vorteilhafter Weise Bestandteil eines radial abstehenden Ringbundes 47 des Anschlussstutzens 38.
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Die Axialverriegelungseinrichtung 32b' ist beispielsweise nach dem Vorbild der 2 bis 4 nutzbar. Das an die Anbaufläche 34 angesetzte Zusatzgerät 26, 26a enthält mindestens ein und zweckmäßigerweise mehrere bewegliche Verriegelungselemente 48, die sich am Zusatzgerät 26, 26a abstützen und die diesbezüglich verstellbar sind, sodass sie von radial außen gegen die Verriegelungsflanke 46 drücken. Dieser Vorgang bewirkt zum einen einen formschlüssigen Hintergriff und sorgt zum anderen dafür, dass ein axiale Spannkraft hervorgerufen wird, mit der das Zusatzgerät 26 an die Anbaufläche 34 fest angepresst wird.
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Bei den Verriegelungselementen 48 handelt es sich insbesondere um Schrauben 48a, die in bezüglich der Längsachse 8 radial orientierte Gewindelöcher 52 des Zusatzgerätes 26, 26a eingeschraubt sind und mit der schrägen Verriegelungsflanke 46 verspannbar sind. Vorzugsweise sind mehrere Verriegelungselemente 48 beziehungsweise Schrauben 48a in bevorzugt gleichmäßiger Verteilung rings um die Längsachse 8 herum vorhanden.
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Das Ventilbetätigungssystem 1 der 1 bis 5 ist auch noch mit einer dritten Befestigungseinrichtung 32, 32c ausgestattet, die als eine Befestigungs-Gewindelochanordnung 32c' ausgebildet ist. Zu dieser Befestigungs-Gewindelochanordnung 32c' gehört eine Mehrzahl von axial orientierten Befestigungsgewindelöchern 53, die mit radialem Abstand zur Längsachse 8 des Stellantriebes 12 um diese Längsachse 8 herum verteilt angeordnet sind. Die Befestigungsgewindelöcher 53 sind insbesondere in der hinteren Abschlusswand 16c ausgebildet und gehören vorzugsweise zu einem bezüglich der Längsachse 8 konzentrischen Befestigungs-Gewindelochkreis 54. In Kombination mit einem Anschlussstutzen 38 ist es vorteilhaft, wenn der Befestigungs-Gewindelochkreis 54 den Anschlussstutzen 38 mit radialem Abstand konzentrisch umschließt.
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Die Ausführungsbeispiele der 1 bis 5 verdeutlichen die Möglichkeit, unterschiedliche Zusatzgeräte 26 unter Verwendung individuell auf sie abgestimmter Befestigungseinrichtungen 32 direkt am Stellantrieb 12 zu befestigen. Die gleiche direkte Befestigungsmöglichkeit bietet auch das Ausführungsbeispiel der 6 bis 8. Andererseits ist anhand des Ausführungsbeispiels der 6 bis 8 ergänzend die Möglichkeit illustriert, mindestens ein Zusatzgerät 26 unter Verwendung eines zwischengefügten Befestigungsadapters 55 lediglich indirekt an einer der unterschiedlichen Befestigungseinrichtungen 32a, 32b, 32c zu befestigen.
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Das nicht zur Erfindung gehörende Ausführungsbeispiel der 6 bis 8 ist dazuhin, wie schon erwähnt, mit nur zwei Befestigungseinrichtungen 32, 32a, 32c ausgestattet, kann aber ohne weiteres auch noch mindestens eine weitere, erneut eine andere Befestigungsmöglichkeit bietende Befestigungseinrichtung 32 enthalten.
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Die 7 illustriert einen ersten Befestigungsadapter 55, 55a, der mittels der von der dritten Befestigungseinrichtung 32c gelieferten Befestigungsmöglichkeit an der Anbaufläche 34 des Stellantriebes 12 befestigt ist. Der bevorzugt ringförmige erste Befestigungsadapter 55, 55a ist auf den hier beispielhaft keine Verriegelungsflanke 46 aufweisenden axialen Anschlussstutzen 38 axial aufgesetzt, sodass er diesen Anschlussstutzen 38 radial außen mit radialer Zentrierung umschließt und an der Anbaufläche 34 anliegt. Der erste Befestigungsadapter 55, 55a hat mit den Befestigungslöchern 53 der Befestigungs-Gewindelochanordnung 32c' fluchtende axiale Durchgangslöcher 56, in die jeweils eine Befestigungsschraube 57 eingesetzt ist, die in das fluchtende Befestigungsgewindeloch 53 eingeschraubt ist. Auf diese Weise ist der erste Befestigungsadapter 55a mit der Anbaufläche 34 der Anbauschnittstelle 25 verspannt.
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Die gegebenenfalls vorhandene erste Befestigungseinrichtung 32, 32a wird in diesem Fall nicht verwendet. Stattdessen ist der erste Befestigungsadapter 55, 55a mit einer Sekundär-Befestigungseinrichtung 58 ausgestattet, die nach dem Vorbild der oben geschilderten ersten Befestigungseinrichtung 32, 32a ausgeführt ist und eine zentrale Befestigungsausnehmung 62 enthält, die mit einem Innengewinde 63 versehen ist. Somit kann ein beispielhaft von einem Steuerkopf 26c gebildetes Zusatzgerät 26 in vergleichbarer Weise wie in 5 das Anzeigemodul 26b unter Verwendung der zentralen Befestigungsausnehmung 62 und des Innengewindes 63 an dem ersten Befestigungsadapter 55a befestigt werden. Die 7 zeigt, dass durch die Verwendung des ersten Befestigungsadapters 55a die Möglichkeit besteht, ein Innengewinde 63 zur Befestigung zur Verfügung zu stellen, das einen kleineren Durchmesser hat als das Innengewinde 36 der ersten Befestigungseinrichtung 32, 32a.
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Das Ventilbetätigungssystem 1 kann mindestens einen weiteren Befestigungsadapter 55 enthalten, der anstelle des ersten Befestigungsadapters 55a an der Anbauschnittstelle 25 anbringbar ist. Insoweit zeigt die 8 exemplarisch einen zweiten Befestigungsadapter 55, 55b, der über ein Außengewinde 74 verfügt mit dem er zur Fixierung am Stellantrieb 12 mit dem Innengewinde 36 der ersten Befestigungseinrichtung 32, 32a in Befestigungseingriff gebracht ist. Dieser zweite Befestigungsadapter 55b ist mit einer Axialverriegelungseinrichtung 64 ausgestattet, deren Aufbau im Wesentlichen der Axialverriegelungseinrichtung 32b' entspricht und die auch eine zur Längsachse 8 konzentrische, ringförmige schräge Verriegelungsflanke 65 aufweist. Ein hier beispielsweise als Hubbegrenzungsmodul 26d illustriertes Zusatzgerät 26 kann vergleichbar den Ausführungen der 2 und 3 mit Hilfe von nicht weiter abgebildeten Verriegelungselementen, die insbesondere den oben beschriebenen Verriegelungselementen 48 entsprechen, mit der Axialverriegelungseinrichtung 64 verriegelt werden.
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Die 8 macht in diesem Zusammenhang deutlich, dass anstelle eines Ringbundes 47 auch eine Ringnut 66 geeignet ist, um mit einer ihrer Nutflanken die Verriegelungsflanke 65 zu definieren.
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Die 6 bis 8 verdeutlichen, dass das Ventilbetätigungssystem 1 mehrere Befestigungsadapter 55, 55a, 55b enthalten kann, die so ausgebildet sind, dass sie mit jeweils nur einer der mehreren unterschiedlichen Befestigungseinrichtungen 32 befestigungsmäßig koppelbar sind, wobei sich die Befestigungsadapter 55 in ihren dazu verwendeten Gegen-Befestigungsschnittstellen voneinander unterscheiden, sodass sie nur mit voneinander abweichenden der mehreren unterschiedlichen Befestigungseinrichtungen 32 befestigungsmäßig koppelbar sind.
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Jeder Befestigungsadapter 55, 55a, 55b weist eine Gegen-Befestigungsschnittstelle auf, die geeignet ist, um mit einer der unterschiedlichen Befestigungseinrichtungen 32 gekoppelt zu werden. Eine solche Gegen-Befestigungsschnittstelle enthält gemäß 7 beispielsweise die mehreren Durchgangslöcher 56 oder gemäß 8 das Außengewinde 74.
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Es ist von Vorteil, wenn an der Anbaufläche 34, soweit der Stellantrieb 12 mit Fluidkraft betätigbar ist, eine Fluidübertragungseinrichtung 67 angeordnet ist, die in 1 und 4 strichpunktiert angedeutet ist. Die Fluidübertragungseinrichtung 67 schafft die Möglichkeit, beim Ansetzen eines Zusatzgerätes 26 automatisch eine Fluidverbindung zwischen dem betreffenden Zusatzgerät 26 und einem in dem Stellantrieb 12 ausgebildeten ersten Fluidsteuerkanal 23 und eventuell auch einem zweiten Fluidsteuerkanal 24 zu schaffen. Der zweite Fluidsteuerkanal 24 ist optional vorhanden und an die hintere Gehäusekammer 22b angeschlossen, sodass er bei einer doppeltwirkenden Ausführung eines fluidbetätigten Stellantriebes 12 zur gesteuerten Fluidbeaufschlagung nutzbar ist.
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Jedem Fluidsteuerkanal 23, 24 ist zweckmäßigerweise ein Anschlussnippel 68 der Fluidübertragungseinrichtung 67 zugeordnet, der die Anbaufläche 34 überragt und der mit dem an der Anbauschnittstelle 25 montierten Zusatzgerät 26 in Eingriff steht. Auf diese Weise kann eine Fluidverbindung zu in dem Zusatzgerät 26 ausgebildeten Fluidkanälen 69 hergestellt werden, die zu einer Außenfläche des Zusatzgerätes 26 ausmünden und eine Verbindung mit einer Druckquelle beziehungsweise mit einer Drucksenke ermöglichen.
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Anschlussnippel 68 sind zweckmäßigerweise als bezüglich dem Stellantrieb 12 und dem mindestens einen Zusatzgerät 26 gesonderte Bauteile ausgebildet und von der axialen Rückseite 14 her in Kanalmündungen des zugeordneten ersten und/oder zweiten Fluidsteuerkanals 23, 24 unter Abdichtung eingesteckt.
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Wenn in Bezug auf den Stellantrieb 12 keine spezielle Funktionalität eines Zusatzgerätes 26 erforderlich ist, kann das Zusatzgerät 26 auch ein einfaches Anschlussmodul 72 sein, das mit den erwähnten Fluidkanälen 69 ausgestattet ist und über zugeordnete Anschlussöffnungen 73 verfügt, die das Anschließen weiterführender Fluidleitungen ermöglichen.
