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Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung mit einem Grundmodul und mehreren Ventilmodulen, die entlang einer Aufreihungsrichtung nebeneinander am Grundmodul montiert sind.
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Ventilanordnungen dieser Art, auch Ventilinseln genannt, können beispielsweise zur Ansteuerung von komplexen pneumatischen Systemen eingesetzt werden. Das Grundmodul dient dabei als zentrales Versorgungsmodul für elektrische und fluidische Energie, indem es die zentrale Versorgung mit Steuerfluid (Pneumatik- oder Hydraulikfluid) übernimmt. In manchen Anwendungen kann auch eine zentrale Versorgung z.B. mit Prozess- oder Spülfluiden wünschenswert sein. Die Verwendung eines Grundmoduls erlaubt dabei auf einfache Weise eine modulare Anordnung verschiedener Ventilmodule.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine kompakte Ventilanordnung zu schaffen, die mit möglichst geringem Aufwand mit elektrischer Energie sowie den notwendigen Steuer- und/oder Prozessfluiden versorgt werden kann, wobei ein Austausch einzelner Ventilmodule einfach möglich ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Ventilanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Ventilanordnung weist ein Grundmodul auf und mehrere Ventilmodule, die entlang einer Aufreihungsrichtung nebeneinander am Grundmodul montiert sind. Das Grundmodul umfasst einen ersten und einen zweiten Schenkel, die sich in einem Winkel zueinander erstrecken, sodass die beiden Schenkel einen Aufnahmeraum für die Ventilmodule an zwei Seiten begrenzen. Am ersten Schenkel ist ein Fluidbereich vorgesehen, der eine Fluidanschlussfläche aufweist, die auf einer zum zweiten Schenkel gerichteten Innenseite des ersten Schenkels ausgebildet ist, auf der Fluidanschlüsse vorgesehen sind, die mit Fluidanschlüssen der Ventilmodule verbunden sind. Sämtliche Fluidanschlüsse der Ventilmodule sind mit Fluidanschlüssen der Fluidanschlussfläche verbunden. Am zweiten Schenkel ist ein Elektrobereich vorgesehen, in dem Elektroanschlüsse vorgesehen sind, die mit elektrischen Anschlüssen der Ventilmodule verbunden sind. Gemäß der Erfindung erfolgt die komplette Fluidversorgung aller Ventilmodule insbesondere mit Zuluft, Abluft und Steuerluft vorzugsweise ausschließlich über das Grundmodul. Daher müssen keine Schläuche oder Leitungen an einzelne Ventilmodule angeschlossen werden. Dies vereinfacht ein Austauschen einzelner Ventilmodule der Ventilanordnung sowie die Leitungsführung zur Ventilanordnung. Da alle Fluidanschlüsse der Ventilanordnung am ersten Schenkel vorgesehen sind, und alle Elektroanschlüsse (Stromversorgungen sowie elektronische Verbindungen) am zweiten Schenkel, ist eine geordnete und übersichtliche Verschaltung auf einfache Weise möglich.
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Die Aufreihungsrichtung verläuft vorzugsweise parallel zur Fläche beider Schenkel, um den durch das Grundmodul vorgegebenen Platz optimal auszunutzen.
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Der Elektrobereich umfasst bevorzugt eine Elektroanschlussfläche, die auf einer zum ersten Schenkel gerichteten Innenseite des zweiten Schenkels ausgebildet ist, in der die Elektroanschlüsse angeordnet sind.
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Das Grundmodul bietet für jedes Ventilmodul eine Fluidschnittstelle, die meist durch mehrere Fluidanschlüsse für Antriebsenergie liefernde Fluide (beispielsweise Druckluft oder Hydraulikflüssigkeit) und/oder Arbeitsfluide wie Prozessfluide und Spülfluide umfassen können. Die Fluidversorgung mit sämtlichen, durch das jeweilige Ventilmodul strömenden Fluide wird somit über die Fluidschnittstelle des Grundmoduls sichergestellt. Außerdem ist für jedes der Ventilmodule eine elektrische Schnittstelle am Grundmodul vorgesehen, zur Stromversorgung und gegebenenfalls auch zur Übertragung von Messwerten oder Steuerkommandos sowie generell zur Kommunikation mit einer externen Steuereinheit.
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Die Fluidanschlüsse der jeweiligen Fluidschnittstelle für ein einzelnes Ventilmodul liegen vorzugsweise in einer Schnittebene senkrecht zur Aufreihungsrichtung. In dieser Schnittebene liegt vorzugsweise auch der Elektroanschluss. Die Fluidanschlüsse und der Elektroanschluss definieren dabei einen Steckplatz für das jeweilige Ventilmodul.
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Der Elektroanschluss bildet im Normalfall eine elektrische Schnittstelle, in der in unmittelbarer räumlicher Nähe zueinander Anschlüsse zur elektrischen Spannungsversorgung sowie zur Datenübertragung vorgesehen sind, die vorteilhaft über eine entsprechende komplementäre Schnittstelle am Ventilmodul durch einfaches Aufstecken kontaktierbar ist.
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Die Elektroanschlussfläche bildet insbesondere eine Fläche an der zum ersten Schenkel gerichteten Seite des zweiten Schenkels, in der in Aufreihungsrichtung eine Reihe von Öffnungen ausgebildet ist. Die einzelnen Elektroanschlüsse liegen jeweils im Bereich einer der Öffnungen und sind z.B. durch in die Öffnungen eingesetzte Steckerbuchsen oder durch elektrische Kontakte gebildet, die durch die Öffnungen zugänglich sind.
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Diese Gestaltung erlaubt es, die einzelnen Ventilmodule im Wesentlichen quaderförmig zu gestalten, wobei die schmalste Seite entlang der Aufreihungsrichtung liegt, um möglichst viele Ventilmodule nebeneinander am Grundmodul anbringen zu können. Die Fläche der Ventilmodule senkrecht zur Aufreihungsrichtung ist nach Möglichkeit annähernd quadratisch gestaltet, sodass die gesamte Ventilanordnung beispielsweise vorhandenen Platz in einem Schaltschrank effektiv ausnutzen kann.
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Insbesondere ist am Grundmodul wenigstens ein Aktor-Fluidanschluss für einen externen Aktor vorgesehen, wobei eine Fluidversorgung des Aktors vollständig über eines der Ventilmodule gesteuert ist und der dem externen Aktor zugeordnete Aktor-Fluidanschluss im Grundmodul mit einem Fluidanschluss in der Fluidanschluss-Fläche verbunden ist, der wiederum mit einem Fluidanschluss des betreffenden Ventilmoduls verbunden ist. Externe Aktoren können beispielsweise Pneumatikzylinder oder pneumatisch angetriebene Ventile, sogenannte Prozessventile, sein. Der dem jeweiligen externen Aktor zugeordnete Fluidanschluss in der Fluidanschluss-Fläche ist vorzugsweise Teil der Fluidanschlussschnittstelle für das jeweilige Ventilmodul. Fluid, das zum oder vom externen Aktor strömt, strömt somit grundsätzlich auch durch das Ventilmodul und durch das Grundmodul. Es sind keine zusätzlichen Fluidanschlüsse am Ventilmodul notwendig, die außerhalb der Fluidschnittstelle liegen.
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Alle Fluidanschlüsse des Ventilmoduls sitzen vorteilhaft direkt auf den Fluidanschlüssen der Fluidschnittstelle in der Fluidanschluss-Fläche, sodass sämtliche Fluidanschlüsse des Ventilmoduls durch einfaches Aufstecken des Ventilmoduls auf das Grundmodul verbunden und gelöst werden können.
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Der wenigstens eine Aktor-Fluidanschluss mündet vorzugsweise in einer Bodenfläche des Grundmoduls, die auf der der Fluidanschluss-Fläche gegenüberliegenden Seite am ersten Schenkel ausgebildet ist. Die Bodenfläche ist vorteilhaft parallel zur Fluidanschluss-Fläche.
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Generell können die beiden Schenkel im 90°-Winkel zueinander stehen.
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In der Bodenfläche können auch weitere Anschlüsse, z.B. zur Verbindung mit allgemeinen Fluidversorgungs- und Fluidentsorgungsleitungen vorgesehen sein, was generell alle in der Ventilanordnung verwendeten Fluide betreffen kann.
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Der dem externen Aktor zugeordnete Fluidanschluss ist bevorzugt direkt über einen Stichkanal im ersten Schenkel des Grundmoduls mit dem Aktor-Fluidanschluss verbunden. Der Aktor kann direkt oder über eine Fluidzuleitung mit dem Aktor-Fluidanschluss verbunden sein.
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Durch diese Anordnung können externe Aktoren problemlos an der Bodenfläche des Grundmoduls angeschlossen werden. An dieser sind standardmäßig auch andere Fluidanschlüsse angeordnet, beispielsweise die Haupt-Zu- und Ableitungen für die Steuerfluide und/oder Prozessfluide, sodass die Bodenfläche in der Regel frei zugänglich ist.
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Der Platz im Bereich des Aufnahmeraums für die Ventilmodule bleibt so vollständig den Ventilmodulen sowie gegebenenfalls anderen, weiter unten noch beschriebenen Funktionsmodulen vorbehalten, und muss nicht durch Schlauchverbindungen zu weiteren Komponenten belegt werden. Dies verbessert auch die Zugänglichkeit der Ventilmodule selbst, beispielsweise für Austausch und Wartung.
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Im ersten Schenkel sind im Fluidbereich vorzugsweise parallel zueinander entlang der Aufreihungsrichtung verlaufende Fluid-Versorgungskanäle ausgebildet, die Fluid durch das Grundmodul leiten. Insbesondere können wenigstens ein Druckluft-Zuleitungskanal, wenigstens ein, bevorzugt zwei Abluftkanäle, wenigstens ein Steuer-Druckluftkanal und/oder wenigstens ein Steuerabluftkanal vorgesehen sein. Außerdem könnten mehrere Arbeitsfluidkanäle beispielsweise als Zuleitungskanal und als Ableitungskanal für verschiedene Prozess- und Spülflüssigkeiten vorgesehen sein. Mit einer derartigen Anordnung von Fluidversorgungskanälen im Grundmodul lässt sich auf einfache Weise jede der Fluidschnittstellen für die einzelnen Ventilmodule mit allen notwenigen Fluiden versorgen, wobei gleichzeitig eine Fluidableitung durch das Grundmodul gegeben ist. Da sämtliche Fluidkanäle im ersten Schenkel vorgesehen sind, beschränkt sich die Fluidführung im Grundmodul auf den ersten Schenkel, und es liegt eine räumliche Trennung zwischen fluidführenden Bereichen und stromführenden Bereichen, nämlich dem Elektrobereich im zweiten Schenkel, vor.
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Bevorzugt ist jeder Fluidanschluss in der Fluidanschlussfläche mit zumindest einem der Versorgungskanäle oder der Bodenfläche, insbesondere mit einer Mündung eines Fluidanschlusses auf der Bodenfläche, durch einen Stichkanal verbunden. Weitere Arten von Anschlüssen müssen nicht vorgesehen sein.
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Da die externen Aktoren ausschließlich über die Ventilmodule versorgt und gesteuert werden, ist normalerweise der Aktor-Fluidanschluss nicht mit einem der Versorgungskanäle direkt verbunden, sondern ausschließlich über eines der Ventilmodule.
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Um einen einfachen Austausch einzelner Ventilmodule auch im laufenden Betrieb zu ermöglichen, ist vorzugsweise wenigstens in einem der Stichkanale, besonders bevorzugt in jedem der Stichkanäle, ein Absperr- oder Rückschlagventil angeordnet, das so ausgebildet ist, dass es durch ein am Grundmodul montiertes Ventilmodul geöffnet werden kann. Wird ein Ventilmodul in das Grundmodul eingesetzt und mit der Fluidschnittstelle verbunden, so wird automatisch durch das Ventilmodul das oder die jeweiligen Absperrventile geöffnet. Beim Abnehmen des jeweiligen Ventilmoduls wird das Absperrventil dann automatisch wieder geschlossen, sodass auch im laufenden Betrieb kein Fluid aus der Fluidschnittstelle im Grundmodul austreten kann. Das Öffnen der Absperrventile kann entweder mechanisch erfolgen, durch beispielsweise einen im Stichkanal angeordneten Stößel des Absperrventils, der durch den jeweiligen Fluidanschluss des Ventilmoduls betätigt wird, oder aber elektronisch über eine geeignete Verschaltung der Absperrventile mit einer Steuereinheit der Ventilanordnung.
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Der zweite Schenkel weist im Elektrobereich vorzugsweise einen Elektrokanal auf, in dem elektrische Anschlussmittel verlaufen, die auf diese Weise einfach in das Grundmodul eingebracht werden können.
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Die elektrischen Anschlussmittel sind vorzugsweise durch eine in Aufreihungsrichtung über die gesamte Länge des Elektrobereichs verlaufende Leiterplatte gebildet. Auf der Leiterplatte können Stromleitungen und davon getrennte Datenleitungen vorgesehen sein. Es ist auch möglich, Elektronikbauteile, wie beispielsweise ein Funkmodul oder eine Steuereinheit, die in das Grundmodul eingesetzte Ventilmodule und/oder andere Funktionsmodule überwacht und eine Kommunikation mit diesen ermöglicht, auf der Leiterplatte vorzusehen. Die elektrischen Kontakte der Elektroanschlüsse können direkt auf der Leiterplatte vorgesehen sein.
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Die Leiterplatte kann auch wenigstens eine zentrale elektrische Schnittstelle für die gesamte Ventilanordnung aufweisen, beispielsweise in Form eines zentralen Anschlusssteckers. Dieser zentrale Anschluss kann auf jede geeignete Weise ausgebildet sein, insbesondere ausgelegt für eine Verbindung mit einem Bussystem.
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Aufgrund der Flexibilität der Gestaltung ist über die Leiterplatte die gesamte elektrische Versorgung und Verschaltung der Ventilanordnung ausführbar. Weitere Leitungen, sei es zur Stromversorgung oder zur Kommunikation von Daten sind nicht erforderlich, all diese Funktionen können von dem zentralen elektrischen Anschluss übernommen werden.
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Wie bereits angesprochen können neben den Ventilmodulen weitere Funktionsmodule insbesondere in Aufreihungsrichtung in das Grundmodul eingesetzt sein.
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Die weiteren Funktionsmodule umfassen beispielsweise Elektronikmodule, die elektrische Anschlüsse, aber keine Fluidanschlüsse aufweisen. Es können unterschiedliche Arten von Elektronikmodulen vorgesehen sein.
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Beispielsweise können erste Elektronikmodule vorgesehen sein, die etwa als Steuermodule für elektrische Antriebe oder als Diagnosemodule ausgebildet sind. Die ersten Elektronikmodule sind vorzugsweise in Aufreihungsrichtung in Reihe mit und benachbart zu den Ventilmodulen angeordnet und können auch ähnliche Abmessungen wie die Ventilmodule haben.
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Alternativ oder zusätzlich können zweite Elektronikmodule vorgesehen sein, die insbesondere der Anzeige von Statusmeldungen und/oder von Messwerten dienen. Im Gegensatz zu den ersten Elektronikmodulen, den Einspeisemodulen und den Verschlussmodulen, die vorzugsweise in einer Reihe mit den Ventilmodulen angeordnet sind, sind die zweiten Elektronikmodule vorzugsweise oberhalb (bezogen auf eine Ausrichtung der Ventilanordnung im montierten Zustand) der Ventilmodule angeordnet. Die zweiten Elektronikmodule erstrecken sich dabei vorzugsweise über mehrere Ventilmodule, um beispielsweise ausreichend Platz für eine Anzeige bereitzustellen. Dies ist möglich, da die zweiten Elektronikmodule keine Fluidanschlüsse benötigen, sondern nur elektrische Anschlüsse. Im Elektrobereich können gezielt eigene Schnittstellen für den Anschluss der zweiten Elektronikmodule vorgesehen sein, die in Richtung des freien Randes des zweiten Schenkels versetzt gegenüber den elektrischen Schnittstellen für die Ventilmodule vorgesehen sind, sodass die zweiten Elektronikmodule unabhängig von den Ventilmodulen angeschlossen werden können.
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Allgemein können die Elektronikmodule auch rein elektrische Anschlüsse zur Verbindung mit externen Aktoren oder mit einzelnen Ventilmodulen aufweisen, über die die Ventilmodule angesteuert und/oder ausgelesen werden können. Eine derartige Verbindung kann dann direkt vom Ventilmodul oder externen Aktor zum jeweiligen Elektronikmodul erfolgen. Alternativ ist natürlich auch eine Kopplung der Ventilmodule mit den Elektronikmodulen über die elektrischen Schnittstellen der Ventilmodule und der Elektronikmodule und gegebenenfalls über eine auf den elektrischen Anschlussmitteln, insbesondere der Leiterplatte, vorgesehene interne Steuereinheit möglich.
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Außerdem können die weiteren Funktionsmodule wenigstens ein Einspeisemodul umfassen, das Versorgungsanschlüsse zur Versorgung des Grundmoduls mit fluidischer Energie aufweist, wobei dann die Versorgungsanschlüsse mit wenigstens einem Versorgungskanal des Grundmoduls über wenigstens einem Fluidanschluss der Fluidanschlussfläche verbunden sein können. Das Einspeisemodul kann beispielsweise Fluidschnittstellen auf der Fluidanschlussfläche nutzen.
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Außerdem ist beispielsweise wenigstens ein Verschlussmodul vorgesehen, das an einer Seite des Grundmoduls quer zur Aufreihungsrichtung angeordnet ist und das insbesondere alle Versorgungskanäle im Grundmodul fluiddicht verschließt. Bei der Verwendung von insbesondere zwei Verschlussmodulen, die jeweils an den seitlichen Enden des Grundmoduls angeordnet sind, vereinfacht sich die Fertigung des Grundmoduls, da die durchgehenden Versorgungskanäle im Grundmodul seitlich offen gelassen werden können. Sie werden jeweils durch die Verschlussmodule fluiddicht verschlossen. Gleichzeitig können die Verschlussmodule in ihren Dimensionen so gewählt sein, dass sie mit den Abmessungen der Ventilmodule quer zur Aufreihungsrichtung übereinstimmen, sodass die Ventilanordnung eine kompakte Form annimmt.
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Jedes der Ventilmodule umfasst vorzugsweise ein elektrisch gesteuertes Vorsteuerventil und ein fluidisch gesteuertes Hauptventil. Das Vorsteuerventil ist üblicherweise ein Magnetventil, während das Hauptventil ein fluidgesteuertes Schieberventil sein kann. Das Vorsteuerventil und das Hauptventil können dabei senkrecht zur Aufreihungsrichtung betrachtet übereinander angeordnet sein, was Platz in Aufreihungsrichtung einspart. Auf diese Weise sind außerdem die elektrischen Anschlüsse des Vorsteuerventils nahe des dem jeweiligen Steckplatz des Ventilmoduls zugeordneten Elektroanschlusses am zweiten Schenkel des Grundmoduls angeordnet, während die Fluidanschlüsse des Hauptventils direkt über Fluidanschlüssen in der Fluidanschlussfläche im ersten Schenkel des Grundmoduls liegen. Eine derartige Form der Ventilmodule führt zu einer in etwa quadratischen Form der gesamten Ventilanordnung in einer Draufsicht entlang der Aufreihungsrichtung, was es erlaubt, die Tiefe eines Schaltschrankes, in dem die Ventilanordnung montiert werden soll, besser auszunutzen.
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Zur einfachen Montage der Ventilmodule ist vorzugsweise am Grundmodul eine Befestigungsstruktur mit wenigstens einer Schrägfläche ausgebildet, in die die Ventilmodule eingeschoben werden können, wobei die Schrägfläche so ausgerichtet ist, dass sie eine Klemmkraft auf das jeweilige Ventilmodul ausübt, die die Fluidanschlüsse des Ventilmoduls gegen die zugeordneten Fluidanschlüsse der Fluidanschlussfläche drückt. Somit erfolgt beim Einschieben eines Ventilmoduls in das Grundmodul auf einen der vorgesehenen Steckplätze gleichzeitig eine exakte Positionierung des Ventilmoduls, bei der auch bereits eine abgedichtete Fluidverbindung mit den Fluidanschlüssen der Fluidschnittstelle des Grundmoduls erreicht wird. Insbesondere ist es nicht erforderlich, dass einzelne Fluidanschlüsse separat verbunden werden müssen. Generell sollten sämtliche Fluidverbindungen bereits durch das einfache Einsetzen des Ventilmoduls an den zugeordneten Steckplatz durch das Einschieben des Ventilmoduls in das Grundmodul und die Befestigungsstruktur verbunden sein, wobei auch eine Fluiddichtigkeit gegenüber der Umgebung hergestellt wird.
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Auch die Kupplung mit dem Elektroanschluss erfolgt vorzugsweise durch eine einfache Steckverbindung, bei dem Stecker oder eine Buchse am Ventilmodul in den jeweiligen passenden Anschluss in der elektrischen Schnittstelle eingesteckt wird, wenn das Ventilmodul in seinen Steckplatz eingeschoben wird.
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Um die Ventilmodule am Grundmodul bleibend zu befestigen, sind vorzugsweise Fixierelemente zur Befestigung der Ventilmodule vorgesehen, die z.B. im Bereich eines freien Endes des ersten Schenkels angeordnet sind. Bei den Fixierelementen kann es sich insbesondere um Befestigungsöffnungen handeln, in die beispielsweise eine Schraube eingreifen kann, um das Ventilmodul am Grundmodul zu verschrauben.
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Derartige Befestigungsstrukturen und/oder Fixierelemente können auch für weitere Funktionsmodule, insbesondere für Einspeisemodule, Verschlussmodule und erste Elektronikmodule vorgesehen sein.
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Die Befestigung der zweiten Elektronikmodule erfolgt hingegen vorzugsweise ausschließlich über ein Fixierelement am zweiten Schenkel, das ebenfalls als Befestigungsöffnung für eine Schraubverbindung ausgelegt sein kann. Auf diese Weise lassen sich Ventilmodule und zweite Elektronikmodule unabhängig voneinander am Grundmodul montieren. Vor allem ist es möglich, Ventilmodule auszutauschen, ohne erst die darüber liegenden zweiten Elektronikmodule entfernen zu müssen.
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Die Befestigungsstruktur ist vorzugsweise so ausgelegt, dass ein Ventilmodul im Wesentlichen parallel zur Fluidanschlussfläche im ersten Schenkel senkrecht zur Aufreihungsrichtung auf seinen Steckplatz geschoben werden kann, mit nur minimaler Verkippung. Der Raum zwischen den montierten Ventilmodulen und den montierten zweiten Elektronikmodulen sollte dementsprechend diesem Montageabstand Rechnung tragen, wobei es aber möglich ist, die zweiten Elektronikmodule praktisch direkt oberhalb der Ventilmodule anzuordnen, wodurch eine kompakte Bauweise und einem einheitlichen Erscheinungsbild erreicht wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist wenigstens ein Befestigungselement zur Montage der Ventilanordnung insbesondere in einem Schaltschrank einstückig mit dem Grundmodul ausgebildet, was die Herstellungskosten senkt sowie eine Montage der Ventilanordnung stabiler macht.
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Ein erstes Befestigungselement kann durch Befestigungsöffnungen in der der Fluidanschlussfläche entgegengesetzten Bodenfläche des ersten Schenkels gebildet sein.
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Über ein derartiges erstes Befestigungselement lässt sich die Ventilanordnung am Boden eines Schaltschranks fixieren, indem es beispielsweise am Boden des Schaltschranks von der Unterseite des Schaltschranks her verschraubt wird.
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Alternativ oder zusätzlich kann ein zweites Befestigungselement durch eine in Aufreihungsrichtung verlaufende Nut im zweiten Schenkel, insbesondere in dessen Rückseite, gebildet sein, die dazu ausgelegt ist, auf einer Tragschiene aufgesteckt zu werden. Die Tragschiene, z.B. eine Hutschiene, ist vorteilhaft an einer Wand des Schaltschranks befestigt, sodass über das zweite Befestigungselement eine Montage an der Wand des Schaltschranks möglich ist. Die Ausrichtung der Ventilanordnung bleibt dabei unabhängig von der Wahl der des ersten oder des zweiten Befestigungselements gleich.
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Das Grundmodul weist einen Körper auf, der vorzugsweise aus einem Strangpressprofil gefertigt ist. Das Strangpressprofil enthält beispielsweise bereits die Grundform des ersten und des zweiten Schenkels sowie sämtliche Fluidversorgungsleitungen im ersten Schenkel, sowie den Elektrokanal im zweiten Schenkel und die Nut des zweiten Befestigungselements im zweiten Schenkel. Auch die Befestigungsstruktur mit der oder den Schrägflächen für die Erzeugung der Andruckkraft für die Ventilmodule kann bereits im Strangpressprofil vorgesehen sein. Der Körper kann im Wesentlichen aus dem ersten und dem zweiten Schenkel bestehen.
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Generell werden vorzugweise sämtliche benötigten Geometrien, die sich als in Aufreihungsrichtung durchgehende Struktur ausbilden lassen, bereits im Strangpressprofil realisiert.
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Zur Fertigstellung des Grundmoduls werden dann noch die nicht durch Strangpressen fertigbaren Öffnungen wie die Fluidanschlüsse auf der Fluidanschlussfläche, die Befestigungsöffnungen für die Funktionsmodule, die Stichkanale zu den Fluidkanälen und zur Bodenfläche, Befestigungsöffnungen sowie Öffnungen für die Elektroanschlüsse im Elektrokanal eingebracht. Mit Ausnahme der elektrischen Anschlussmittel ist es im Normalfall nicht notwendig, weitere Bauteile an den Körper des Grundmoduls anzumontieren. Insbesondere kann die gesamte Ventilanordnung ohne Schlauchverbindungen innerhalb der Ventilanordnung auskommen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
- - 1 und 2 schematische perspektivische Ansichten einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung;
- - 3 die Ventilanordnung aus 1 in einer Explosionsdarstellung;
- - 4 und 5 schematische perspektive Darstellungen eines Grundmoduls der Ventilanordnung aus 1;
- - 6 eine schematische teilperspektivische Schnittansicht des Grundmoduls aus 4 entlang der Linie VI-VI; und
- - 7 eine schematische Schnittansicht der Ventilanordnung aus 1; und
- - 8 eine Detailansicht einer Befestigungsstruktur für ein Ventilmodul in einem vergrößerten Ausschnitt aus 7.
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Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind generell jeweils nur einige wenige von mehrfach vorhandenen Bauteilen mit Bezugszeichen versehen.
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Die 1 bis 3 zeigen eine Ventilanordnung 10 mit einem Grundmodul 12 sowie mehreren separaten Ventilmodulen 14, die entlang einer Aufreihungsrichtung A nebeneinander am Grundmodul 12 montiert werden können.
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Die Ventilanordnung 10 dient beispielsweise dazu, eine Prozesssteuerung oder Fluidverteilung, die mehrere Ventile erfordert, platzsparend zusammenzufassen und eine flexible, an den jeweiligen Anwendungszweck angepasste Anordnung von Ventilmodulen nach Art eines modularen Baukastensystems zu ermöglichen.
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In diesem Beispiel ist stets dasselbe Grundmodul 12 vorgesehen, während die Art und Anzahl der montierten Ventilmodule 14 variieren kann.
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Die Ventilmodule 14 werden hier einer Gruppe von sogenannten Funktionsmodulen zugeordnet, zu denen in diesem Beispiel auch Einspeisemodule 16, Verschlussmodule 18 und Elektronikmodule 20a, 20b zählen (siehe 3).
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Ventilmodule 14 enthalten grundsätzlich wenigstens ein Ventil. Die hier gezeigten Ventilmodule 14 umfassen jeweils ein Vorsteuerventil 22, das elektrisch angesteuert wird und beispielsweise pneumatisch arbeitet (hier ein elektrofluidisches Magnetventil), sowie ein Hauptventil 24, das üblicherweise als Schieberventil ausgeführt ist (siehe 7).
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Das oder die Einspeisemodule 16 erlauben generell ein Einbringen oder Ableiten von Arbeits-, Steuer- oder Prozessfluiden in das Grundmodul 12 z.B. über Versorgungsanschlüsse 25. Die Einspeisemodule 16 können ventillos ausgebildet sein. Es können beispielsweise elektrische Komponenten wie Sensoren oder auch elektrisch betätigte Absperrventile vorgesehen sein.
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Die Ventilmodule 14 und gegebenenfalls auch die Einspeisemodule 16 sind auf definierten Steckplätzen am Grundmodul 12 aufgenommen, wobei eine Anzahl von Steckplätzen in Aufreihungsrichtung A nebeneinander entlang des Grundmoduls 12 vorgesehen sind.
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Im hier gezeigten Beispiel sind außerdem zwei Verschlussmodule 18 vorgesehen, die an entgegengesetzten Seiten an jeweils eine Seitenfläche 26 des Grundmoduls 12 angesetzt sind, um dort mündende, im Folgenden noch näher beschriebenen Fluidversorgungskanäle 28 gegenüber der Umgebung zu verschließen und abzudichten.
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Jeweils ein Verschlussmodul 18 könnte auch mit jeweils einem Einspeisemodul 16 kombiniert sein, sodass diese als Einheit an die Seitenfläche 26 des Grundmoduls 12 angesetzt werden und gleichzeitig das Grundmodul 12 nach außen abschließen und das Einspeisen und Ableiten von Fluiden in das und aus dem Grundmodul 12 ermöglichen.
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In diesem Beispiel sind mehrere Arten von Elektronikmodulen 20a, 20b vorgesehen, die in diesem Beispiel keine fluidischen Elemente, sondern nur reine elektrische und/oder elektronische Komponenten beinhalten.
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Dazu gehören erste Elektronikmodule 20a, die beispielsweise zur Steuerung von externen elektrischen Antrieben oder als Diagnosemodule zur Statusbestimmung von Komponenten der Ventilanordnung 10 ausgelegt sind. Die ersten Elektronikmodule 20a sind in einer Reihe mit den Versorgungsmodulen 16 bzw. Ventilmodulen 14 angeordnet und können in Aufreihungsrichtung A an diese angrenzen.
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Außerdem sind zweite Elektronikmodule 20b vorgesehen, die hier Anzeigeeinrichtungen und/oder Bedienelemente umfassen sowie elektrische Anschlüsse zur Verbindung mit einzelnen Ventilmodulen 14 (nicht dargestellt), Sensoreingänge und/oder Anschlüsse zur elektronischen Verbindung mit weiteren Komponenten. Auf diese Weise können die zweiten Elektronikmodule 20b zum Beispiel Statusmeldungen, Messwerte und andere Parameter der Ventilanordnung 10 darstellen und/oder Steuerbefehle an einzelne Ventilmodule 14 weitergeben. Die zweiten Elektronikmodule 20b sind hier oberhalb der Steckplätze für die Ventilmodule 14 angeordnet, wie im Folgenden noch näher erläutert wird.
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Es ist natürlich auch möglich, nur ein oder mehrere erste Elektronikmodule 20a, nur ein oder mehrere zweite Elektronikmodule 20b oder gegebenenfalls gar keine Elektronikmodule in der Ventilanordnung 10 vorzusehen.
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Auch weitere, hier nicht gezeigte Funktionsmodule, die beispielsweise Sensorik beinhalten, können in der Ventilanordnung 10 am Grundmodul 12 montiert werden.
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Das Grundmodul 12 hat einen Körper, insbesondere aus einem metallischen Werkstoff wie z.B. Aluminium oder einem geeigneten Kunststoff, der im Wesentlichen aus einem ersten Schenkel 30 und einem zweiten Schenkel 32 besteht (siehe beispielsweise 3 und 4), die hier im 90°-Winkel zueinander ausgerichtet sind. Im Schnitt ist das Grundmodul 12 etwa L-förmig (siehe beispielsweise 6). Der Winkel zwischen den beiden Schenkeln 30, 32 könnte auch von einem rechten Winkel abweichen.
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Der erste Schenkel 30 definiert einen Fluidbereich 34 und der zweite Schenkel 32 einen Elektrobereich 36. Die gesamte Fluidversorgung der Ventilanordnung 10 erfolgt über den ersten Schenkel 30, während die gesamte elektrische Versorgung über den zweiten Schenkel 32 erfolgt, sodass elektrische und fluidische Versorgung räumlich komplett getrennt sind.
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Zwischen dem Fluidbereich 34 und dem Elektrobereich 36 ist ein Aufnahmeraum 38 für die Ventilmodule 14 ausgebildet, der somit von den beiden Schenkeln 30, 32 an zwei Seiten begrenzt wird.
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Der Fluidbereich 34 weist eine ebene Fluidanschlussfläche 40 auf, in der eine Vielzahl von einzelnen Fluidanschlüssen 42 ausgebildet ist.
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Die Ventilmodule 14 sind entlang einer Aufreihungsrichtung A nebeneinander im Aufnahmeraum 38 angeordnet, wobei sich die Aufreihungsrichtung A parallel zu den beiden Schenkeln 30, 32 erstreckt.
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Senkrecht zur Aufreihungsrichtung A sind jeweils sämtliche in einer Reihe hintereinander liegende Fluidanschlüsse 42 der Fluidanschlussfläche 40 zu einer Fluidschnittstelle 44 für jeweils ein Ventilmodul 14 zusammengefasst. Die Anordnung der Fluidanschlüsse 42 könnte natürlich auch anders gewählt sein, sodass beispielsweise eine Fluidschnittstelle 44 auch mehrere in Aufreihungsrichtung A nebeneinander liegende Fluidanschlüsse 42 umfassen kann.
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Die Fluidschnittstellen 44 gehören jeweils zu einem der festgelegten Steckplätze für eines der Ventilmodule 14.
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Zu einem Steckplatz gehört auch ein zugeordneter, meist mehrpoliger Elektroanschluss 46 im Elektrobereich 36, der eine elektrische Schnittstelle bildet und der eine Gruppe von in unmittelbarer Nähe zueinander liegenden Anschlussmöglichkeiten für Stromversorgung sowie Datenleitungen umfasst. Die Elektroanschlüsse 46 liegen alle in Aufreihungsrichtung hintereinander. Die Fluidschnittstelle 44 und die elektrische Schnittstelle liegen in derselben Schnittebene mit der Aufreihungsrichtung A, wie beispielsweise in der 3 und 4 zu erkennen ist.
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Da der Fluidbereich 34 und der Elektrobereich 36 räumlich voneinander getrennt sind, gilt dies auch für die Fluidschnittstelle 44 und den Elektroanschluss 46.
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Beim Einstecken auf den zugehörigen Steckplatz kontaktiert das jeweilige Ventilmodul 14 automatisch sämtliche Fluidanschlüsse 42 der jeweiligen Fluidschnittstelle 44 auf der Fluidanschlussfläche 40 sowie sämtliche zugeordneten elektrischen Kontakte im Elektroanschluss 46. Weiteres Verbinden von fluidischen oder elektrischen Leitungen ist hier nicht erforderlich.
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Das Einschieben der Ventilmodule 14 auf den jeweiligen Steckplatz geschieht senkrecht zur Aufreihungsrichtung A parallel zum ersten Schenkel 30.
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Die einzelnen Ventilmodule 14 haben hier eine Quaderform, wobei die schmalsten Seiten des Quaders entlang der Aufreihungsrichtung A liegen und die senkrecht zur Aufreihungsrichtung A gerichteten Seitenflächen annähernd quadratisch ausgebildet sind.
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Das Vorsteuerventil 22 und das Hauptventil 24 eines Ventilmoduls 14 sind hier so angeordnet, dass das Hauptventil 24 (im eingebauten Zustand, der in den Figuren jeweils dargestellt ist) unten, also in unmittelbarer Nähe zur Fluidschnittstelle 44 angeordnet ist, während das Vorsteuerventil 22, das auch elektrische Anschlüsse benötigt, in unmittelbarer Nähe zum Elektroanschluss 46 liegt (siehe 7). Bezüglich der Aufreihungsrichtung A liegen das Vorsteuerventil 22 und das Hauptventil 24 daher im Wesentlichen übereinander und nicht nebeneinander. Natürlich hat auch das Vorsteuerventil 22 intern Verbindung zu den Fluidanschlüssen 42 der Fluidschnittstelle 44, um eine Versorgung mit Arbeitsfluid, beispielsweise Druckluft, zur Vorsteuerung zu ermöglichen.
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Der Körper des Grundmoduls 12 ist hier vollständig aus einem einzigen Strangpressprofil gefertigt.
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Entlang der Aufreihungsrichtung A verlaufen im ersten Schenkel 30 eine Vielzahl von Fluidversorgungskanälen 28, die jeweils unterschiedlichen Fluiden und unterschiedlichen Funktionen zugeordnet werden können. In diesem Beispiel verlaufen sämtliche der Fluidversorgungskanäle 28 vollständig durch den ersten Schenkel 30 hindurch, von einer Seitenfläche 26 bis zur gegenüberliegenden Seitenfläche 26. Sie werden beispielweise bei der Herstellung des Strangpressprofils mit ausgebildet.
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Die Fluidversorgungskanäle 28 können beispielsweise einen Druckluft-Versorgungskanal 28a sowie einen oder zwei Abluftkanäle 28b beidseits des Druckluft-Versorgungskanals 28a umfassen, die fluidisch z.B. mit den Hauptventilen 24 verbunden sind. Außerdem sind beispielsweise ein Steuer-Druckluftkanal 28c sowie ein Steuerabluftkanal 28d vorgesehen, die mit dem Vorsteuerventil 22 verbunden werden können, um Druckluft als Steuerfluid für das Vorsteuerventil 22 zu liefern. In diesem Beispiel ist das einzige verwendete Fluid Druckluft, und die Funktion der Ventilanordnung liegt im Wesentlichen in der gesteuerten Verteilung von Druckluft.
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Die Anzahl und Belegung der einzelnen Fluidversorgungskanäle 28 bleibt jedoch dem Fachmann überlassen. Es wäre z.B. auch denkbar, eine Hydraulikflüssigkeit anstelle von Druckluft einzusetzen oder neben Steuerfluid-Kanälen auch Fluidversorgungskanäle 28 für Prozess- und Spülfluide vorzusehen.
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Einige der Fluidanschlüsse 42 sind mit den parallel zur Aufreihungsrichtung A verlaufenden Fluidversorgungskanälen 28 über Stichkanäle 48 verbunden, die senkrecht zur Fluidanschlussfläche 40 in das Innere des Schenkels 30 hineinführen (siehe 6).
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Andere der Fluidanschlüsse 42 sind über Stichkanäle 48, die Durchgangsöffnungen durch die komplette Materialdicke des Schenkels 30 darstellen, mit jeweils einem Fluidanschluss 54 auf einer Bodenfläche 56 des Grundmoduls 12 verbunden. Die Bodenfläche 56 bildet die der Fluidanschlussfläche 40 entgegengesetzte Seite des Schenkels 30 und ist parallel zur Fluidanschlussfläche 40 ausgerichtet.
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Jeder der Fluidanschlüsse 42 der Fluidanschlussfläche 40 ist also entweder mit einem Fluidversorgungskanal 28 oder mit einem Fluidanschluss 54 auf der Bodenfläche 56 verbunden.
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In der Bodenfläche 56 sind hier auch Versorgungsanschlüsse 57 vorgesehen, die alternativ oder zusätzlich zu den Versorgungsanschlüssen 25 der Versorgungsmodule 16 das Einbringen und/oder Ableiten von Arbeits- oder Prozessfluiden in das Grundmodul 12 ermöglichen.
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In diesem Beispiel sind sämtliche der Fluidanschlüsse 54 an der Bodenfläche 56 zur Verbindung mit externen Aktoren 58 (angedeutet in 2) vorgesehen, die über die Ventilmodule 14 angesteuert werden, indem ihre Fluidversorgung von den Ventilmodulen 14 gesteuert wird. Die externen Aktoren 58 werden vollständig über die Fluidanschlüsse 42 mit Steuerfluid, beispielsweise Druckluft, versorgt.
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Die externen Aktoren 58 sind hier über elektrische Leitungen mit elektronischen Anschlüssen 59 an den zweiten Elektronikmodulen 20b verbindbar, um diesen beispielsweise eine Spindelstellung eines der externen Aktoren 58 zu übermitteln. Die elektrischen Anschlüsse 59 können generell als Rückmeldeanschlüsse ausgelegt sein.
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Es wäre auch denkbar, Fluidanschlüsse 54 zum Ableiten eines Prozessfluids aus dem Grundmodul 12 einzusetzen, wenn das zugeordnete Ventilmodul 14 entsprechend angesteuert wird.
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Die Ventilmodule 14 weisen in diesem Beispiel darüber hinaus keine Fluidanschlüsse auf, die nicht mit einem der Fluidanschlüsse 42 der Fluidschnittstelle 44 auf der Fluidanschlussfläche 40 verbunden wären.
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Zur elektrischen Kontaktierung ist im zweiten Schenkel 32 im Elektrobereich 36 ein durchgehender Elektrokanal 60 ausgebildet, in dem ein elektrisches Anschlussmittel 62, in diesem Beispiel eine Leiterplatte, aufgenommen ist. Die Leiterplatte wird nach der Fertigstellung des Grundmoduls 12 aus dem Strangpressprofil in den Elektrokanal 60 eingeschoben und stellt das einzige Bauteil dar, das nachträglich noch am Körper des Grundmoduls 12 montiert werden muss.
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An der zum ersten Schenkel 30 gerichteten Seite des zweiten Schenkels 32, hier nahe des freien Endes des zweiten Schenkels 32, liegt eine Elektroanschlussfläche 61, in der entlang der Aufreihungsrichtung A eine Reihe von Öffnungen zu dem dahinterliegenden Elektrokanal 60 ausgebildet ist. Die einzelnen Elektroanschlüsse 46 liegen jeweils im Bereich einer der Öffnungen und sind z.B. durch in die Öffnungen eingesetzte Steckerbuchsen oder durch Kontakte direkt am elektrischen Anschlussmittel 62 gebildet, die durch die Öffnungen zugänglich sind.Das elektrische Anschlussmittel 62 weist hier sämtliche zur Stromversorgung, Datenübertragung und Kommunikation mit externen Komponenten notwendigen Leitungen auf, die insbesondere in Form von Leiterbahnen auf der Leiterplatte angelegt sind.
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Das elektrische Anschlussmittel 62 weist auch die Kontakte der Elektroanschlüsse 46 für die einzelnen Ventilmodule 14 auf, die bei Verwendung einer Leiterplatte auch einfach als Kontakte auf der Leiterplatte ausgebildet sein können.
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Außerdem sind in diesem Beispiel zusätzlich noch mehrere von den Elektroanschlüssen 46 separate elektrische Elektronikmodulschnittstellen 64 am oberen Rand der Leiterplatte ausgebildet, die als Schnittstelle für die zweiten Elektronikmodule 20b dienen.
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In diesem Beispiel weisen die elektrischen Anschlussmittel 62 außerdem eine Steuereinheit 66 auf, die ebenfalls auf der Leiterplatte angeordnet ist und die eingesetzt werden kann, um beispielsweise Statusmeldungen aus- oder weiterzugeben oder Messdaten, die von einem der Ventilmodule 14 übertragen werden, an einer der zweiten Elektronikmodule 20b weiterzugeben, wo die Daten angezeigt werden. Die Steuereinheit 66 kann z.B. aber auch zur Umsetzung von eingehenden Steuerbefehlen zur Steuerung der einzelnen Ventilmodule 14 eingesetzt werden.
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An zumindest einem Ende weisen die elektrischen Anschlussmittel 62 eine einzige allgemeine Anschlussstelle 68 auf, in der alle separaten Leitungen zu den einzelnen Ventilmodulen 14, den Elektronikmodulen 20a, 20b sowie der Steuereinheit 66 beispielsweise in Form eines Steckers zusammenlaufen. Über diese Anschlussstelle 68 lässt sich die Ventilanordnung 10 mit externen Geräten, beispielsweise einer Steuerung, und/oder einer Spannungsquelle verbinden.
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Die elektrischen Anschlussmittel 62 erlauben auch eine Kommunikation mit einer zentralen Steuerung der Ventilanordnung 10 (nicht dargestellt).
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Wie 1 zeigt, kann in einem der Verschlussmodule 18 ein Durchbruch ausgebildet sein, durch den die Anschlussstelle 68 hindurch ragt, zur Verbindung mit einem Kabel oder mit weiteren dort anschließbaren Komponenten.
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In einigen oder allen Stichkanälen 48 können jeweils Rückschlagventile oder Absperrventile 70 angeordnet sein (siehe 6), die beispielsweise so ausgebildet sind, dass sie einen Fluidaustritt aus dem Grundmodul 12 sperren, wenn der entsprechende Fluidanschluss 42 der Fluidschnittstelle 44 nicht durch ein Ventilmodul 14 besetzt ist. Die Rückschlag- oder Absperrventile 70 sind dabei so ausgebildet, dass sie automatisch geöffnet werden, wenn ein entsprechendes Ventilmodul 14 auf den Steckplatz aufgesetzt wird, zu dem der jeweilige Fluidanschluss 42 gehört. In diesem Fall wird durch das Ventilmodul 14 das jeweilige Rückschlag- oder Absperrventil 70 geöffnet. Dies kann mechanisch oder elektronisch erfolgen. Wird das Ventilmodul 14 von seinem Steckplatz entfernt, so schließt sich das Rückschlag- oder Absperrventil 70 automatisch und verhindert somit ein Austreten von Fluid bzw. ein Eindringen von Verschmutzungen in die Fluidanschlüsse 42.
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Prinzipiell ist es möglich, alle Fluidanschlüsse 42 mit einem derartigen Rückschlag- oder Absperrventil 70 zu versehen, diese können aber auch z.B. nur im Druckluft-Versorgungskanal 28a vorgesehen sein.
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Am Grundmodul 12 ist eine Befestigungsstruktur 72 vorgesehen, die das Einsetzen der Ventilmodule 14 auf den jeweiligen Steckplatz sowie das Fixieren des Ventilmoduls 14 am Grundmodul 12 erleichtert. Die Befestigungsstruktur 72 umfasst Schrägflächen 74 am zweiten Schenkel 32, die mit Schrägflächen 76 an der Rückseite des Ventilmoduls 14 zusammenwirken können.
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Die Ventilmodule 14 werden die Befestigungsstruktur 72 eingeschoben, wobei die Schrägflächen 74, 76 aneinander gleiten und für eine Anpresskraft sorgen, die in Richtung der Fluidanschlussfläche 40 gerichtet ist und die somit die Fluidanschlüsse des Ventilmoduls 14 auf die Fluidanschlüsse 42 drückt.
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Die Schrägflächen 74 sind hier an einer durchgehenden Nut 78 im zweiten Schenkel 32 ausgebildet, die während der Extrusion des Strangpressprofils erzeugt werden kann. Der obere Rand der Nut 78 kann zudem als eine Art Nase 80 ausgebildet sein, die mit einer entsprechenden Vertiefung 82 in der Rückseite des Ventilmoduls 14 zusammenwirkt.
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Um zu verhindern, dass Dichtungen auf der Fluidanschlussfläche 40 oder an der Unterseite des Ventilmoduls 14 beim Einschieben des Ventilmoduls 14 in das Grundmodul 12 beschädigt werden, ist ein Abstandshalter 84 in Form eines über die Bodenfläche des Ventilmoduls 14 hinausstehenden Vorsprungs vorgesehen (siehe 7 und 8), der verhindert, dass Dichtungen zwischen der Fluidanschlussfläche 40 und dem Ventilmodul 14 beschädigt werden, wenn das Ventilmodul 14 auf seinen Steckplatz eingeschoben wird. Der Abstandshalter 84 stützt sich beim Einschieben des Ventilmoduls 14 auf der Fluidanschlussfläche 40 ab und taucht erst ganz zum Ende des Einschubprozesses in die Nut 78 ein, die gegenüber der Fluidanschlussfläche 40 geringfügig vertieft ist (siehe 8). Somit kommen die Dichtungen erst ganz zum Ende des Einschubprozesses mit der Fluidanschlussfläche 40 in Kontakt und können eine gegenüber der Umgebung abgedichtete Fluidverbindung zwischen dem Ventilmodul 14 und den jeweiligen Fluidanschlüssen 42 bilden.
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Während des Endes des Einschubprozesses kommt auch die Schrägfläche 74 am zweiten Schenkel 32 in Kontakt mit der gleichgerichteten, komplementären Schrägfläche 76 am Ventilmodul 14, wodurch eine Anpresskraft in Richtung zur Fluidanschlussfläche 40 entsteht.
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An der Vorderseite 86 ist am Ventilmodul 14 ein Vorsprung 88 ausgebildet, der eine weitere Schrägfläche 90 aufweist, die mit einer Schrägfläche 92 am freien Rand des ersten Schenkels 30 zusammenwirkt und flach auf dieser aufliegt, wenn das Ventilmodul 14 komplett in seinen Steckplatz eingeschoben ist. Die Schrägflächen 90, 92 sind gegenüber der Fluidanschlussfläche 40 geneigt, in diesem Beispiel um einen Winkel α von einem Betrag von etwa 135° bis 160°. Die Schrägflächen 74, 76 bilden mit der Fluidanschlussfläche 40 dem Betrag nach hier in etwa denselben Winkel α.
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Es kann außerdem eine weitere Schrägfläche 94 am zweiten Schenkel 32 vorgesehen sein, die mit einer gleichgerichteten Schrägfläche 96 an der Rückseite des Ventilmoduls 14 zusammenwirkt und die im Wesentlichen parallel zur Schrägfläche 74 ausgerichtet ist. Die Schrägfläche 94 ist an einer Unterseite 98 des Elektrokanals 60 ausgebildet. Der Elektrokanal 60 steht ein Stück über den direkt in Richtung zum ersten Schenkel 30 anschließenden Abschnitt des zweiten Schenkels 32 über. In diesem Bereich ist das Ventilmodul 14 etwas zurückgesetzt, sodass es sich an die Form des zweiten Schenkels 32 anpasst.
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Es wäre auch möglich, nur die Schrägflächenpaare 74, 76 oder 94, 96 vorzusehen.
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Am Grundmodul 12 sind Fixierelemente 100 in Form von Gewindebohrungen vorgesehen, in die Befestigungsmittel, beispielsweise Schrauben 102, eingesetzt werden können, die eine Durchgangsöffnung im Vorsprung 88 an der Vorderseite 86 der Ventilmodule 14 durchgreifen, um das jeweilige Ventilmodul 14 fest mit dem Grundmodul 12 zu verbinden (siehe z.B. 4). Diese Verbindung wird erst geschlossen, wenn das Ventilmodul 14 vollständig und korrekt in seinen Steckplatz eingesteckt ist.
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Um das Ventilmodul 14 zu entfernen wird das Fixierelement 102 gelöst und das Ventilmodul 14 aus seinem Steckplatz herausgezogen. Weitere Schritte sind nicht notwendig.
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Die ersten Elektronikmodule 20a können auf gleiche Weise am Grundmodul 12 montiert werden, wobei sie jeweils einen der Elektroanschlüsse 46 verwenden.
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Die zweiten Elektronikmodule 20b werden hier jedoch ausschließlich am zweiten Schenkel 32 befestigt. Hierzu sind Fixierelemente 104, hier in Form von Gewindebohrungen, im oberen, freien Rand 106 des zweiten Schenkels 32 vorgesehen, in die Fixierelemente 108, hier in Form von Schrauben, die die zweiten Elektronikmodule 20b durchgreifen, eingesetzt werden können. Auf diese Weise sind die zweiten Elektronikmodule 20b fest am Grundmodul 12 gesichert. Ein zweites Elektronikmodul 20b kann sich in Aufreihungsrichtung A über mehrere Ventilmodule 14 erstrecken, sodass auch größere Anzeigen verwirklicht werden können. Die zweiten Elektronikmodule 20b sind hier zwar oberhalb der Ventilmodule 14 angeordnet, stützen sich hier jedoch nicht daran ab, sodass die Ventilmodule 14 montiert und demontiert werden können, ohne die zweiten Elektronikmodule 20b, die darüber liegen, lösen zu müssen.
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Jedes der zweiten Elektronikmodule 20b hat eine eigene Schnittstelle, die beim Fixieren der zweiten Elektronikmodule 20b an den Fixierelementen 104 automatisch in Kontakt mit der Elektronikmodulschnittstelle 64 an den elektrischen Anschlussmitteln 62 kommt und so die elektronische und elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Anschlussmittel 62 und dem zweiten Elektronikmodul 20b herstellt.
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Zur Befestigung der Ventilanordnung 10 beispielsweise in einem Schaltschrank sind am Grundmodul 12 zwei unterschiedliche Befestigungselemente 110, 112 ausgebildet.
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Das erste Befestigungselement 110 besteht hier aus einer Reihe von Befestigungsöffnungen 114, beispielsweise Gewindebohrungen, in der Bodenfläche 56 des ersten Schenkels 30, wobei Befestigungsöffnungen 114 entlang eines freien Randes des Schenkels 30 sowie entlang des Randes des Schenkels 30, an dem er mit dem zweiten Schenkel 32 verbunden ist, vorgesehen sind, also an Stellen, wo die Befestigungsöffnung 114 eine Positionierung des Fluidversorgungskanäle 28 nicht behindern.
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Über die ersten Befestigungselemente 110 kann die Ventilanordnung 10 beispielsweise am Boden eines (nicht dargestellten) Schaltschranks fixiert werden. Im Boden des Schaltschranks ist dann entsprechend eine Öffnung ausgebildet, auf die die Bodenfläche 56 des Grundmoduls 12 so aufgesetzt wird, dass die Fluidanschlüsse 54 und optional vorhandene Versorgungsanschlüsse 57 zum Einspeisen oder Ableiten verschiedener Fluide in die Fluidversorgungskanäle 28 von der Unterseite des Schaltschranks her zugänglich sind. Von der Unterseite des Schaltschranks her lässt sich das Grundmodul 12 am Rand der Öffnung am Boden des Schaltschranks befestigen.
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Das zweite Befestigungselement 112 hat hier die Form einer Nut, die sich entlang der Rückseite des zweiten Schenkels 32 in Aufreihungsrichtung A erstreckt. Die Nut des zweiten Befestigungselements 112 ist im Querschnitt an die Form einer Tragschiene, beispielsweise einer Hutschiene, angepasst, sodass das Grundmodul 12 zusammen mit allen darauf montierten Funktionsmodulen beispielsweise auf eine an einer Seitenwand eines Schaltschranks montierte Tragschiene aufgeschoben werden kann.
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Unabhängig von der Verwendung der ersten oder der zweiten Befestigungselemente 110, 112 bleibt die Ausrichtung der Ventilanordnung 10 gleich.
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In der Ventilanordnung 10 kann, wie hier hauptsächlich beschrieben, als einziges Fluid Druckluft verwendet werden. Es ist aber natürlich auch möglich, alternativ oder zusätzlich andere Fluide einzusetzen, sei es als Prozessfluide, Steuerfluide, Arbeitsfluide oder Spülfluide. Die Fluidanschlüsse 54 auf der Bodenfläche 56 können nicht nur zum Anschluss externen Aktoren 58, sondern auch für andere geeignete Zwecke genutzt werden.
