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Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung mit einer Trägereinrichtung, wenigstens einem Ventilmodul, das abnehmbar an der Trägereinrichtung angebracht ist und über wenigstens eine elektrische Antriebseinrichtung verfügt, und wenigstens einer Funkenlöscheinrichtung, die ausgebildet ist, zu verhindern, dass durch eine über der elektrischen Antriebseinrichtung anliegende elektrische Spannung Funkenbildung verursacht wird.
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Bei der Ventilanordnung handelt es sich beispielsweise um eine Ventilinsel. Die elektrische Antriebseinrichtung kann zum Beispiel ein Magnetventil, insbesondere ein Vorsteuermagnetventil, des Ventilmoduls sein. Die Funkenlöscheinrichtung kann beispielsweise als parallel zur elektrischen Antriebseinrichtung geschaltete Diode ausgebildet sein.
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Bei einer Ventilanordnung kann es notwendig sein, das Ventilmodul von der Trägereinrichtung abzunehmen. Eine Abnahme des Ventilmoduls ist beispielsweise dann notwendig, wenn das Ventilmodul defekt ist und ausgetauscht werden soll. Bei der Abnahme des Ventilmoduls von der Trägereinrichtung kann es zu Funkenbildung kommen, insbesondere dann, wenn das Ventilmodul über die Trägereinrichtung mit Strom versorgt wird und durch die Abnahme des Ventilmoduls diese Stromversorgung unterbrochen wird.
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Funkenbildung ist insbesondere in explosionsgefährdeten Umgebungen zu vermeiden. Aus dem Stand der Technik sind Maßnahmen bekannt, um zu verhindern, dass es bei der Abnahme eines Ventilmodul zu Funkenbildung kommt. So beschreibt die
WO 2009/080088 A1 eine Ventilanordnung, bei der auf einer Trägereinrichtung eine Diode angeordnet ist, über die ein Magnetventil vor der Abnahme von der Trägereinrichtung entladen wird.
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Die
DE 10 2015 001 537 A1 beschreibt eine Ventilbatterie mit einem Fluidverteiler, der mit einem im Betrieb wechselbaren Steuerventil bestückt ist. Die Ventilbatterie verfügt ferner über ein Elektronikmodul.
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Die
EP 0 606 048 A1 beschreibt eine fluidische Ventileinheit mit einer Grundplatte, an deren Oberseite Wegeventile angeflanscht sind. Die Ventileinheit verfügt über eine Leiterplatte, auf der ein Funkenlöschglied angebracht ist.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Ventilanordnung der eingangs genannten Art dahingehend zu modifizieren, dass die Funkenlöscheinrichtung in einfacher und flexibler Weise bereitgestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. Erfindungsgemäß ist die Funkenlöscheinrichtung auf einer Leiterplatte angeordnet, die an dem Ventilmodul angebracht ist, so dass die Leiterplatte bei Abnahme des Ventilmoduls von der Trägereinrichtung an dem Ventilmodul verbleibt.
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Dadurch, dass die Funkenlöscheinrichtung auf einer Leiterplatte angeordnet ist und die Leiterplatte an dem Ventilmodul angebracht ist, kann die Funkenlöscheinrichtung in einfacher und flexibler Weise bereitgestellt werden. Da die Funkenlöscheinrichtung auf einer Leiterplatte an dem Ventilmodul vorgesehen ist, sind keine größeren Modifikationen des Ventilmoduls oder der Trägereinrichtung notwendig – es muss lediglich die Leiterplatte an dem Ventilmodul angebracht werden. Die Bereitstellung der Funkenschutzeinrichtung kann folglich in einer sehr einfachen Weise erfolgen. Dadurch, dass die Funkenschutzeinrichtung extern angeordnet ist – nämlich auf einer Leiterplatte an dem Ventilmodul – und insbesondere nicht im Ventilmodul integriert ist, wird ermöglicht, dass die Funkenschutzeinrichtung in einfacher Weise je nach Bedarf an einem Ventilmodul angebracht werden kann. Folglich ist die Bereitstellung der Funkenlöscheinrichtung flexibel.
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Bei der genannten Leiterplatte handelt es sich insbesondere um eine eigens für die Funkenlöscheinrichtung vorgesehene Leiterplatte. Vorzugsweise sind bis auf die Funkenlöscheinrichtung und dafür benötigte Kontaktmittel keine weiteren elektrischen und elektronischen Bauteile/Funktionen auf der Leiterplatte angeordnet. Zweckmäßigerweise wird die Leiterplatte zusätzlich zu einer im Ventilmodul vorgesehenen Leiterplatte und/oder einer in der Trägereinrichtung vorgesehenen Leiterplatte bereitgestellt.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Ventilanordnung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß einer Weiterbildung ist die Leiterplatte von dem Ventilmodul nicht zerstörungsfrei abnehmbar. Beispielsweise ist die Leiterplatte mittels einer Rastverbindung an dem Ventilmodul angebracht. Insbesondere ist die Leiterplatte derart an dem Ventilmodul angebracht bzw. die Rastverbindung derart ausgebildet, dass die Leiterplatte nicht werkzeuglos abnehmbar ist, ohne die Leiterplatte und/oder ein Rastmittel der Rastverbindung zu zerstören.
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Gemäß einer weiteren Weiterbildung ist die Leiterplatte außen an dem Ventilmodul angebracht. Dadurch, dass die Leiterplatte außen bzw. extern an dem Ventilmodul angebracht ist, kann die Funkenlöscheinrichtung bereitgestellt werden, ohne dass das Ventilmodul intern modifiziert werden muss. Zweckmäßigerweise ist die Leiterplatte in einer in der Trägereinrichtung vorgesehenen Leiterplattenkammer angeordnet, die durch das Ventilmodul zumindest teilweise abgedeckt wird.
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Gemäß einer weiteren Weiterbildung verfügt die elektrische Antriebseinrichtung über zwei Antriebseinrichtungsanschlüsse. Zweckmäßigerweise kann die elektrische Antriebseinrichtung über die Antriebseinrichtungsanschlüsse insbesondere von der Trägereinrichtung mit Strom versorgt werden. Vorzugsweise ist die Funkenlöscheinrichtung zwischen die beiden Antriebseinrichtungsanschlüsse geschaltet. Sofern die elektrische Antriebseinrichtung über die Trägereinrichtung mit Strom versorgt wird, sind die Antriebseinrichtungsanschlüsse bereits vorhanden. Die Schaltung der Funkenlöscheinrichtung zwischen diese beiden bereits vorhandenen Antriebseinrichtungsanschlüsse ist vorteilhaft, da so vermieden wird, dass für die Funkenlöscheinrichtung zusätzliche Anschlüsse vorgesehen werden müssen.
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Gemäß einer weiteren Weiterbildung verfügt die Leiterplatte über eine Durchbrechung. Zweckmäßigerweise ist die Leiterplatte mit der Durchbrechung auf eine Anschlusseinrichtung des Ventilmoduls aufgesetzt. Die Anschlusseinrichtung umfasst insbesondere die vorstehend beschriebenen Antriebseinrichtungsanschlüsse. Die Antriebseinrichtungsanschlüsse sind vorzugsweise als Kontaktstifte ausgebildet. Vorzugsweise verfügt die Anschlusseinrichtung darüber hinaus über einen Anschlusssockel, von dessen Stirnseite die Antriebseinrichtungsanschlüsse wegragen. Die Leiterplatte ist mit ihrer Durchbrechung insbesondere auf den Anschlusssockel aufgesetzt. Zweckmäßigerweise ist die Leiterplatte mit dem Anschlusssockel verrastet.
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Gemäß einer weiteren Weiterbildung verfügt die Leiterplatte über Kontaktmittel, vorzugsweise über Kontaktfedern. Die Kontaktmittel berühren zweckmäßigerweise die Antriebseinrichtungsanschlüssen, so dass ein elektrischer Kontakt zwischen den Kontaktmitteln und den Antriebseinrichtungsanschlüssen besteht. Auf diese Weise kann die Funkenlöscheinrichtung zwischen die Antriebseinrichtungsanschlüsse geschaltet werden.
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Gemäß einer weiteren Weiterbildung verfügt die Leiterplatte über wenigstens ein Rastmittel, vorzugsweise eine Rastzunge. zweckmäßigerweise verfügt das Ventilmodul 3 über ein Gegenrastmittel. Das Gegenrastmittel ist beispielsweise an der vorstehend beschriebenen Anschlusseinrichtung, vorzugsweise an dem Anschlusssockel, vorgesehen. Beispielsweise ist das Gegenrastmittel als Bund oder Vorsprung ausgebildet. zweckmäßigerweise wirken Rastmittel und Gegenrastmittel zusammen, so dass die Leiterplatte an dem Ventilmodul befestigt ist.
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Gemäß einer weiteren Weiterbildung sind das Rastmittel und das Kontaktmittel auf zwei entgegengesetzten Seiten der Leiterplatte angeordnet. Auf diese Weise wird der auf der Leiterplatte verfügbare Platz effizient ausgenutzt.
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Gemäß einer weiteren Weiterbildung sind das Rastmittel und das Kontaktmittel Bestandteile eines einstückig ausgebildeten Rast- und Kontaktelements. Das Rast- und Kontaktelement ist vorzugsweise U-förmig ausgebildet. zweckmäßigerweise ist das Rast- und Kontaktelement auf einen Seitenrand der Funkenlöscheinrichtungs-Leiterplatte aufgesteckt. Auf diese Weise kann mit einem Teil sowohl die Rastfunktion als auch Kontaktfunktion bereitgestellt werden. Dies erzielt den Vorteil eines einfachen und kostengünstigen Aufbaus.
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Gemäß einer weiteren Weiterbildung verfügt das Ventilmodul über mehrere, vorzugsweise zwei, elektrische Antriebseinrichtungen. Zweckmäßigerweise ist auf der Leiterplatte für jede elektrische Antriebseinrichtung eine Funkenlöscheinrichtung vorgesehen. Somit kann mit einer Leiterplatte die Funkenlöschfunktionalität für zwei elektrische Antriebseinrichtungen bereitgestellt werden.
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Alternativ zu der vorstehend beschriebenen Weiterbildung kann auch für jede elektrische Antriebseinrichtung eine eigene Leiterplatte vorgesehen sein, auf der eine Funkenlöscheinrichtung angeordnet ist.
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Gemäß einer weiteren Weiterbildung umfasst die Funkenlöscheinrichtung eine Diode, Zenerdiode und/oder einen Varistor. Zweckmäßigerweise dient die Funkenlöscheinrichtung dazu, einen Strompfad bereitzustellen, über den bei der Abnahme des Ventilmoduls die elektrische Antriebseinrichtung entladen werden kann bzw. ihre elektrische Energie abgeben kann.
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Gemäß einer weiteren Weiterbildung umfasst die Ventilanordnung über eine Mehrzahl von Ventilmodulen, wobei jedes Ventilmodul mit wenigstens einer Leiterplatte ausgestattet ist, auf der eine Funkenlöscheinrichtung angeordnet ist. Die Leiterplatten und/oder Funkenlöscheinrichtungen können gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen ausgebildet sein.
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Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarische Ausführungsformen einer Ventilanordnung erläutert. Dabei zeigt:
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1 eine perspektivische Darstellung einer Ventilanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform,
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2 eine perspektivische Darstellung der Ventilanordnung gemäß der ersten Ausführungsform mit einem abgenommenen Ventilmodul,
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3 eine perspektivische Darstellungen von Ventilmodulen und einer Hauptleiterplatte,
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4 eine perspektivische Ansicht von unten auf eine Leiterplatte,
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5 eine perspektivische Ansicht von oben auf die Leiterplatte,
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6 eine Seitenansicht und Schnittdarstellung der Ventilanordnung mit abgenommenem Ventilmodul und nicht an dem Ventilmodul angebrachter Leiterplatte,
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7 eine Seitenansicht und Schnittdarstellung der Ventilanordnung mit abgenommenem Ventilmodul und an dem Ventilmodul angebrachter Leiterplatte,
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8 eine Seitenansicht und Schnittdarstellung der Ventilanordnung mit angebrachtem Ventilmodul,
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9 eine Detailansicht einer Schnittstelle zwischen Ventilanordnung, Ventilmodul und Leiterplatte,
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10 eine Schnittansicht orthogonal zu der in der 9 gezeigten Ansicht,
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11 ein Ventilmodul mit Leiterplatten gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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Die 1 bis 10 zeigen eine Ventilanordnung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform.
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Die Ventilanordnung 1 verfügt über eine Trägereinrichtung 2. Die Ventilanordnung 1 verfügt ferner über eine Mehrzahl von Ventilmodulen 3. Im gezeigten Beispiel sind es acht Ventilmodule 3. Alternativ dazu kann die Ventilanordnung 1 auch mehr oder weniger Ventilmodule 3 umfassen. Insbesondere kann die Ventilanordnung 1 auch nur ein Ventilmodul 3 umfassen. Die Ventilmodule 3 sind abnehmbar an der Trägereinrichtung 2 angebracht.
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Der besseren Übersichtlichkeit halber ist in der 1 nur das links außen angeordneten Ventilmodul 3 mit den entsprechenden Bezugszeichen versehen.
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Jedes Ventilmodul 3 verfügt exemplarisch über zwei elektrische Antriebseinrichtungen 4. Bei den elektrischen Antriebseinrichtungen 4 handelt es sich beispielsweise um Magnetventile. Alternativ zu dem gezeigten Beispiel kann auch jedes Ventilmodul 3 über genau eine elektrische Antriebseinrichtung 4 oder über mehr als zwei elektrische Antriebseinrichtungen 4 verfügen.
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Die Ventilanordnung 1 umfasst ferner Funkenlöscheinrichtungen 5, die z. B. in der 2 zu sehen sind. Jede Funkenlöscheinrichtung 5 ist einer elektrischen Antriebseinrichtung 4 zugeordnet. Jede Funkenlöscheinrichtung 5 ist ausgebildet, zu verhindern, dass durch eine elektrische Spannung, die über einer zugeordneten elektrischen Antriebseinrichtung 4 anliegt, ein Funkenschlag bzw. Funkenbildung verursacht wird. Bei den Funkenlöscheinrichtungen 5 kann es sich beispielsweise um Dioden, Zenerdioden oder Varistoren handeln.
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Jede Funkenlöscheinrichtung 5 ist auf einer zugeordneten Leiterplatte 6 angeordnet. Jede Leiterplatte 6 ist wiederum an einem zugeordneten Ventilmodul 3 angebracht.
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Jede Leiterplatte 6 ist dabei derart an dem zugeordneten Ventilmodul 3 angebracht, dass die Leiterplatte 6 bei Abnahme des Ventilmoduls 3 von der Trägereinrichtung 2 an dem zugeordneten Ventilmodul 3 verbleibt. Demnach befindet sich die Leiterplatte 6 auch nach der Abnahme des Ventilmoduls 3 von der Trägereinrichtung 2 noch am Ventilmodul 3.
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Dadurch, dass die Funkenlöscheinrichtung 5 auf einer Leiterplatte 6 angeordnet ist, und die Leiterplatte 6 an dem Ventilmodul 3 angebracht ist, kann die Funkenlöscheinrichtung 5 in einfacher und flexibler Weise bereitgestellt werden. Da die Funkenlöscheinrichtung 5 auf einer Leiterplatte 6 an dem Ventilmodul 3 vorgesehen ist, sind keine größeren Modifikationen des Ventilmoduls 3 oder der Trägereinrichtung 2 notwendig – es muss lediglich die Leiterplatte 6 an dem Ventilmodul 3 angebracht werden.
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Im Folgenden werden exemplarische Details der Ventilanordnung 1 erläutert.
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Wie in der 1 gezeigt, weist die Trägereinrichtung 2 ein T-förmiges Profil auf und erstreckt sich in eine x-Richtung. Die Außenkontur der Trägereinrichtung 2 ist in x-Richtung im Wesentlichen konstant. Der längste T-Arm 9 des T-förmigen Profils erstreckt sich in eine y-Richtung, die orthogonal zu der x-Richtung verläuft. Die beiden kurzen T-Arme 10 des T-förmigen Profils erstrecken sich in eine z-Richtung. Die z-Richtung verläuft orthogonal zur x-Richtung und zur y-Richtung.
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Die Ventilmodule 3 sind jeweils in x-Richtung aufgereiht angeordnet. Die Ventilmodule 3 sind an einer oberen Seitenfläche 11 des längsten T-Arms 9 angeordnet. Die obere Seitenfläche 11 ist orthogonal zur z-Richtung ausgerichtet.
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Jedes der Ventilmodule 3 ist als quaderförmige Baugruppe ausgebildet, die einen Ventilmodul-Schaltabschnitt 14 sowie zwei elektrische Antriebseinrichtungen 4 umfasst. Eine größte Fläche des Ventilmoduls 3 ist orthogonal zur x-Richtung ausgerichtet. Die Ventilmodule 3 sind in x-Richtung nebeneinander angeordnet und bilden zusammen einen Körper mit quaderförmiger Grundgestalt. Die elektrischen Antriebseinrichtungen 4 eines Ventilmoduls 3 sind im Bereich des distalen Endes des längsten T-Arms 9 angeordnet.
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Die grundsätzliche Funktion eines Ventilmoduls 3 ist aus dem Stand der Technik bekannt. Der Ventilmodul-Schaltabschnitt 14 des Ventilmoduls 3 verfügt über ein in den Figuren nicht gezeigtes Ventilglied, das in verschiedene Stellungen versetzt werden kann. Ferner verfügt der Ventilmodul-Schaltabschnitt 14 über wenigstens einen Fluideingang und wenigstens einen Fluidausgang. Je nach Stellung des Ventilglieds sind der Fluideingang und der Fluidausgang miteinander verbunden oder nicht miteinander verbunden. Das Ventilglied des Ventilmodul-Schaltabschnitts 14 wird mit Hilfe der elektrischen Antriebseinheiten 4 angetrieben, um es von einer Stellung in eine andere Stellung zu versetzen.
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Die elektrischen Antriebseinheiten 4 sind beispielsweise als Vorsteuermagnetventile ausgebildet, die über elektromagnetisch angetriebene Ventilglieder ein Druckfluid wahlweise in eine von zwei Druckkammern des Ventilmodul-Schaltabschnitts 14 leiten, um für eine Druckdifferenz zwischen den beiden Druckkammern zu sorgen. Durch die Druckdifferenz zwischen den beiden Druckkammern kann das Ventilglied des Ventilmodul-Schaltabschnitts 14 in eine bestimmte Stellung versetzt werden, beispielsweise indem mit der Druckdifferenz ein Kolben angetrieben wird, an den das Ventilglied gekoppelt ist.
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Alternativ zu der beschriebenen Ausgestaltung kann das Ventilmodul 3 auch anders ausgebildet sein. Insbesondere kann das Ventilmodul 3 auch nur eine elektrische Antriebseinrichtung 4 aufweisen. Ferner ist es möglich, dass die elektrische Antriebseinrichtung 4 das Ventilglied des Ventilmodul-Schaltabschnitts 14 direkt betätigt; beispielsweise ist es möglich, dass das Ventilglied des Ventilmodul-Schaltabschnitts 14 durch eine elektrische Antriebseinrichtung 4 direkt elektromagnetisch und/oder elektrodynamisch angetrieben wird.
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Vorzugsweise verfügt jede elektrische Antriebseinrichtung 4 über eine in den Figuren nicht gezeigte Spule, die zweckmäßigerweise über die Trägereinrichtung 2 mit Strom versorgt werden kann.
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Die Fluidversorgung zu dem Ventilmodul-Schaltabschnitt 14 und/oder den elektrischen Antriebseinrichtungen 4 erfolgt beispielsweise über die Trägereinrichtung 2. Exemplarisch ist die Trägereinrichtung 2 ausgebildet, jedem Ventilmodul 3 jeweils ein Fluid zuzuführen. Die Trägereinrichtung 2 verfügt dazu beispielsweise über entsprechende Fluidkanäle.
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In der Trägereinrichtung 2 ist eine Leiterplattenkammer 25 vorgesehen, die sich exemplarisch an einem distalen Ende des längsten T-Arms 9 befindet. Die Leiterplattenkammer 25 verläuft in x-Richtung und mündet exemplarisch an einer seitlichen Seitenfläche der Trägereinrichtung 2 aus. Im gezeigten Beispiel ist die Leiterplattenkammer 25 quaderförmig.
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Die 2 zeigt eine Ventilanordnung 1, bei der ein Ventilmodul 3 von der Trägereinrichtung 2 abgenommen ist. Wie aus der 2 hervorgeht, können die Ventilmodule 3 in z-Richtung von der Trägereinrichtung 2 abgenommen werden.
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An der Unterseite des abgenommenen Ventilmoduls 3, exemplarisch an der Unterseite der dem abgenommenen Ventilmodul 3 zugehörigen elektrischen Antriebseinrichtungen 4, ist die Leiterplatte 6 angeordnet, auf der sich die Funkenlöscheinrichtungen 5 befinden. Exemplarisch ragt die Leiterplatte 6 seitlich nicht über die Unterseite des Ventilmoduls 3 bzw. der zugehörigen elektrischen Antriebseinrichtungen 4 hinaus; d. h., die Leiterplatte 6 befindet sich innerhalb des x-y-Bereichs der Unterseite des Ventilmoduls 3 bzw. der elektrischen Antriebseinrichtungen 4.
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Die Trägereinrichtung 2 verfügt über eine Öffnung 13, in die die Leiterplatte 6 hineinpasst. Exemplarisch befindet sich die Öffnung 13 in der oberen Seitenfläche 11 und stellt eine Durchbrechung zu der Leiterplattenkammer 25 dar. Zweckmäßigerweise ist eine Mehrzahl von Öffnungen 13 vorgesehen, die in x-Richtung nebeneinander angeordnet sind. Jede der Öffnungen 13 ist einem jeweiligen Ventilmodul 3 zugeordnet. Alternativ dazu kann auch eine sich in x-Richtung erstreckende Öffnung 13 vorgesehen sein, die mehreren, vorzugsweise allen, Ventilmodulen 13 zugeordnet ist.
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Im gezeigten Beispiel weist die Öffnung 13 eine ovale Form auf, bzw. die Form eines Rechtecks, an dessen kurzen Seiten je ein Halbkreis angeordnet ist. Die Öffnung 13 ist exemplarisch mit ihrer Längsachse parallel zur y-Richtung ausgerichtet.
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Die Trägereinrichtung 2 ist ausgebildet, jede der elektrischen Antriebseinrichtungen 4 mit Strom zu versorgen. Zu diesem Zweck verfügt die Trägereinrichtung 2 exemplarisch über Kontakteinrichtungen 29, über die ein elektrischer Kontakt zu den elektrischen Antriebseinrichtungen 4 hergestellt werden kann. Exemplarisch ist jede Kontakteinrichtung 29 den elektrischen Antriebseinrichtungen 4 eines jeweiligen Ventilmoduls 3 zugeordnet.
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Wie in der 3 zu sehen, sind die Kontakteinrichtungen 29 auf einer Hauptleiterplatte 26 angeordnet. Die Hauptleiterplatte 26 ist ein Teil der Trägereinrichtung 2 und ist exemplarisch in der Leiterplattenkammer 25 untergebracht. Die Hauptleiterplatte 26 ist mit ihrer Plattenebene parallel zu einer x-y-Ebene ausgerichtet.
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Die Kontakteinrichtungen 29 sind beispielsweise als Steckeinrichtungen ausgebildet, in die die elektrischen Antriebseinrichtungen 4 gesteckt werden können. Exemplarisch können in jede Kontakteinrichtung 29 zwei elektrische Antriebseinrichtungen 4 gesteckt werden. Die Kontakteinrichtungen 29 sind in x-Richtung nebeneinander auf der Hauptleiterplatte 26 angeordnet, zweckmäßigerweise unter gleichen Abständen. Die Kontakteinrichtungen 29 sind mit ihren Längsachsen in y-Richtung ausgerichtet.
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An der Unterseite des Ventilmoduls 3, zweckmäßigerweise an der Unterseite der elektrischen Antriebseinrichtungen 4, sind zwei Anschlusseinrichtungen 15 vorgesehen, mit denen der elektrische Kontakt zu der Trägereinrichtung 2, exemplarisch den Kontakteinrichtungen 29, hergestellt werden kann. Die Anschlusseinrichtungen 15 verfügen jeweils über einen Anschlusssockel 32, von dem sich zwei als Kontaktstifte ausgebildete Antriebseinrichtungsanschlüsse 31 in z-Richtung nach unten erstrecken. Die beiden Anschlusseinrichtungen 15 desselben Ventilmoduls 3 sind exemplarisch auf einer y-Geraden angeordnet.
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In der 3 ist eine Leiterplatte 6 in einem Zustand gezeigt, in dem sie noch nicht an dem zugeordneten Ventilmodul 3 angebracht ist. Zweckmäßigerweise sind die Leiterplatte 6 und das Ventilmodul 3 derart ausgebildet, dass die Leiterplatte 3 werkzeuglos – z. B. rein manuell bzw. händisch – an dem Ventilmodul 3 angebracht werden kann. Beispielsweise ist die Leiterplatte 6 mittels einer Rastverbindung und/oder einer Klemmverbindung an dem Ventilmodul 3 anbringbar.
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Die Leiterplatte 6 befindet sich zwischen dem Ventilmodul 3 bzw. den elektrischen Antriebseinrichtungen 4 und der Kontakteinrichtung 29, wenn die Leiterplatte 6 an dem Ventilmodul 3 angebracht ist und das Ventilmodul 3 an der Kontakteinrichtung 29 angebracht ist.
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Die 4 und 5 zeigen die Leiterplatte 6 im Detail. Die 4 zeigt die Leiterplatte 6 von unten.
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Exemplarisch weist die Leiterplatte 6 eine ovale Form bzw. die Form eines Rechtecks mit zwei an den kurzen Seiten des Rechtecks angesetzten Halbkreisen auf. Die Leiterplatte 6 verfügt über zwei erste Durchbrechungen 16 und zwei zweite Durchbrechungen 17. Die beiden ersten Durchbrechungen 16 sind in Längsrichtung der Leiterplatte 6 verteilt angeordnet; die beiden zweiten Durchbrechungen 17 sind in Querrichtung der Leiterplatte 6 verteilt angeordnet. Die beiden zweiten Durchbrechungen 17 sind zwischen den beiden ersten Durchbrechungen 16 angeordnet. Exemplarisch sind die ersten und zweiten Durchbrechungen 16, 17 kreisförmig ausgebildet.
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Auf der Leiterplatte 6 sind zwei Funkenlöscheinrichtungen 5 angeordnet, die exemplarisch jeweils zwei diskrete Bauelemente umfassen. Jede der Funkenlöscheinrichtungen 5 ist für eine der beiden elektrischen Antriebseinrichtungen 4 des der Leiterplatte 6 zugeordneten Ventilmoduls 3 vorgesehen.
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Jede Funkenlöscheinrichtung 5 umfasst beispielsweise zwei in Reihe geschaltete, gegensinnig gepolte Zehnerdioden, die bei Anbringung der Leiterplatte 6 an das Ventilmodul 3 parallel zur elektrischen Antriebseinrichtung 4 bzw. einer in der elektrischen Antriebseinrichtung 4 befindlichen Spule geschaltet sind. Alternativ oder zusätzlich dazu umfasst jede Funkenlöscheinrichtung 5 eine Diode und/oder einen Varistor. Die Funkenlöscheinrichtung 5 ist jedenfalls derart ausgebildet, dass sie einen Strompfad bereitstellt, über den bei der Abnahme des Ventilmoduls 3 die zugeordnete elektrische Antriebseinrichtung 4 entladen werden kann bzw. ihre elektrische Energie abgeben kann.
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Im gezeigten Beispiel sind die Funkenlöscheinrichtungen 5 auf der Unterseite der Leiterplatte 6 angeordnet.
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Die Leiterplatte 6 verfügt ferner über Kontaktmittel 18, die exemplarisch als Kontaktfedern ausgebildet sind. Die Kontaktmittel 18 sind derart ausgebildet, dass sie in einem Zustand, in dem die Leiterplatte 6 an dem Ventilmodul 3 angebracht ist, die Antriebseinrichtungsanschlüsse 31 berühren. Pro Funkenlöscheinrichtung 5 sind zwei Kontaktmittel 18 vorgesehen.
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Zweckmäßigerweise ist jede Funkenlöscheinrichtung 5 zwischen zwei Kontaktmittel 18 geschaltet.
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Exemplarisch erstrecken sich die Kontaktmittel 18 von den Längsseiten der Leiterplatte 6 in Querrichtung bis in den Bereich der ersten Durchbrechungen 16. Zwei Kontaktmittel 18, die derselben Funkenlöscheinrichtung 5 zugeordnet sind, sind gegenüberliegend angeordnet. Die Kontaktmittel 18 sind zweckmäßigerweise zungenförmig ausgebildet und in Querrichtung der Leiterplatte 6 geschlitzt. Das Ende jedes Kontaktmittels 18 ragt von der Leiterplatte 6 weg. Die Kontaktmittel 18 sind an der Unterseite der Leiterplatte 6 vorgesehen.
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Die 5 zeigt die Leiterplatte 6 von oben.
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Die Leiterplatte 6 verfügt über Rastmittel 19, die exemplarisch als Rastzungen ausgebildet sind. Pro Funkenlöscheinrichtung sind zwei Rastmittel 19 vorgesehen. Die Rastmittel 19 sind T-förmig ausgebildet und erstrecken sich von den Längsseiten der Leiterplatte 6 bis in den Bereich der ersten Durchbrechungen 16. Zwei Rastmittel 19, die derselben Funkenlöscheinrichtung 5 zugeordnet sind, sind gegenüberliegend angeordnet. Die Rastmittel 19 sind exemplarisch an der Oberseite der Leiterplatte 6 vorgesehen.
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Im gezeigten Beispiel sind jeweils ein Rastmittel 19 und ein Kontaktmittel 18 Bestandteile eines einstückig ausgebildeten Rast- und Kontaktelements 7. Das Rast- und Kontaktelement 7 ist U-förmig ausgebildet und auf einen Seitenrand einer Längsseite der Leiterplatte 6 aufgesteckt. Exemplarisch sind an der Leiterplatte 6 vier Rast- und Kontaktelemente 7 vorgesehen.
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Die Leiterplatte 6 verfügt zusätzlich zu den Funkenlöscheinrichtungen 5, den Rastmitteln 19 und den Kontaktmitteln 18 vorzugsweise über keine weiteren funktionalen und/oder elektrischen Bauteile. Die Leiterplatte 6 dient somit ausschließlich dem Zweck der Funkenlöschung.
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Die 6 zeigt eine Seitenansicht der Ventilanordnung 1. In der 6 ist das Ventilmodul 3 von der Trägereinrichtung 2 abgenommen. Ferner ist die Leiterplatte 6 noch nicht an dem Ventilmodul 3 angebracht.
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In der 6 sind insbesondere die vorstehend bereits beschriebenen Anschlusseinrichtungen 15 zu sehen, die an der Unterseite des Ventilmoduls 3 angeordnet sind. Jede Anschlusseinrichtung 15 verfügt über zwei als Kontaktstifte ausgebildete Antriebseinrichtungsanschlüsse 31, die jeweils auf einem Anschlusssockel 32 angeordnet sind. Zwischen den Anschlusseinrichtungen 15 befinden sich Befestigungsstifte 21, die dazu dienen, das Ventilmodul 3 an der Trägereinrichtung 2 zu befestigen. Die Befestigungsstifte 21 sind in x-Richtung nebeneinander angeordnet. Die Befestigungsstifte 21 sind nicht zwingend erforderlich; beispielsweise kann die Befestigung des Ventilmoduls 3 an der Trägereinrichtung 2 auch über die Antriebseinrichtungsanschlüsse 32 oder über andere Befestigungsmittel erfolgen.
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Das Ventilmodul 3 verfügt über Gegenrastmittel 20, die dazu dienen, im Zusammenspiel mit den Rastmitteln 19 eine Rastbefestigung der Leiterplatte 6 an dem Ventilmodul 3 bereitzustellen. Die Gegenrastmittel 20 sind an den Anschlusseinrichtungen 15, exemplarisch an dem Anschlusssockel 32 vorgesehen. Die Gegenrastmittel 20 sind als Bünde bzw. Vorsprünge ausgebildet.
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Die 6 zeigt ferner die in der Leiterplattenkammer 25 angeordnete Hauptleiterplatte 26 sowie die ebenfalls in der Leiterplattenkammer 25 angeordnete Kontakteinrichtung 29. Die Kontakteinrichtung 29 ist über die Öffnung 13 zugänglich.
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Die 7 zeigt einen Zustand, in dem die Leiterplatte 6 an dem Ventilmodul 3 angebracht ist. Die Leiterplatte 6 ist arretierend an dem Ventilmodul 3 angebracht. Zur Anbringung der Leiterplatte 6 an das Ventilmodul 3 werden die Anschlusseinrichtungen 15 durch die ersten Durchbrechungen 16 geführt und die Befestigungsstifte 21 durch die zweiten Durchbrechungen 17 geführt. Die Leiterplatte 6 wird mit den ersten Durchbrechungen 16 auf die Anschlusseinrichtungen 15, exemplarisch auf die Anschlusssockel 32, des Ventilmoduls 3 aufgesetzt.
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Die 8 zeigt einen Zustand, in dem das Ventilmodul 3 mit der Leiterplatte 6 an der Trägereinrichtung 2 angebracht ist. Beispielsweise handelt es sich dabei um einen Zustand in dem das Ventilmodul 3 mittels einer Rastbefestigung und/oder Steckbefestigung an der Trägereinrichtung 2 befestigt ist. Wie in der 8 zu sehen, ist die Leiterplatte 6 vollständig in der Öffnung 13 bzw. der Leiterplattenkammer 25 angeordnet. Die Öffnung 13 bzw. die Leiterplattenkammer 25 wird durch das Ventilmodul 3 abgedeckt. Die Leiterplatte 6 ist in diesem Zustand parallel zur Hauptleiterplatte 26 angeordnet.
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Die 9 und 10 zeigen die Schnittstelle zwischen dem Ventilmodul 3, der Leiterplatte 6 und der Kontakteinrichtung 29 in einem Zustand, in dem die Leiterplatte 6 an dem Ventilmodul 3 befestigt ist und das Ventilmodul 3 an der Trägereinrichtung 2 befestigt ist.
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In diesem Zustand befindet sich ein Abschnitt des Anschlusssockels 32 in der ersten Durchbrechung 16 der Leiterplatte 6.
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Insbesondere befindet sich das bundförmige Gegenrastmittel 20 in der ersten Durchbrechung 16. Die Stirnseite bzw. Unterseite des Anschlusssockels 32 liegt auf den Kontaktmitteln 18 auf. Die Antriebseinrichtungsanschlüsse 31 ragen zwischen den Kontaktmittel 18 hindurch nach unten und berühren dabei die Kontaktmittel 18. Die Rastmittel 19 sind mit dem Gegenrastmittel 20 verrastet und stellen so sicher, dass die Leiterplatte 6 bei der Abnahme des Ventilmoduls 3 an dem Ventilmodul 3 verbleibt. Zu diesem Zweck nehmen die Rastmittel 19 und das Gegenrastmittel 20 denselben x-y-Bereich ein. Das bundförmige Rastmittel 20 befindet sich in z-Richtung zwischen den beiden U-Schenkeln jeder der beiden zugehörigen U-förmigen Rast- und Kontaktelemente 7.
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Die Kontakteinrichtung 29 verfügt über zwei mal zwei Kontakteinrichtungsanschlüsse 30, die exemplarisch als Federhalter ausgebildet sind. In der 9 sind zwei Kontakteinrichtungsanschlüsse 30 zu sehen. Die andere beiden sind in Richtung orthogonal zur Zeichnungsebene bzw. in y-Richtung nach hinten versetzt angeordnet. Jeder Antriebseinrichtungsanschluss 31 der dem Ventilmodul 3 zugehörigen elektrischen Antriebseinrichtungen 4 greift in einen entsprechenden Kontakteinrichtungsanschluss 30, so dass die Antriebseinrichtungsanschlüsse 31 mit den Kontakteinrichtungsanschlüssen 30 in elektrischem Kontakt stehen.
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In dem diskutierten Ausführungsbeispiel verfügt jede Kontakteinrichtung 29 über zwei mal zwei Kontakteinrichtungsanschlüsse 30, da an jede Kontakteinrichtung zwei elektrische Antriebseinrichtungen 4 angeschlossen werden. Alternativ dazu kann jede Kontakteinrichtung auch nur zwei Kontakteinrichtungsanschlüsse 30 aufweisen. In diesem Fall könnte an jede Kontakteinrichtung 29 eine elektrische Antriebseinrichtung 4 angeschlossen werden.
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Über die Kontakteinrichtungsanschlüsse 31 werden die elektrischen Antriebseinrichtungen 4 von der Trägereinrichtung mit Strom versorgt. Dabei sind jeder elektrischen Antriebseinrichtung 4 zwei Kontakteinrichtungsanschlüsse 30 zugeordnet, die mit den beiden Antriebseinrichtungsanschlüssen 31 der elektrischen Antriebseinrichtung 4 in elektrischem Kontakt stehen. Beispielsweise stellt ein Kontakteinrichtungsanschluss 30 einen Pluspol und der andere Kontakteinrichtungsanschluss 30 einen Minuspol dar. In einem Zustand, in dem das Ventilmodul 3 an der Trägereinrichtung 2 angebracht ist, ist die elektrische Antriebseinrichtung 4 bzw. ein darin befindliche Spule elektrisch zwischen die beiden Kontakteinrichtungsanschlüsse 30 bzw. zwischen den Pluspol und den Minuspol geschaltet. Die zugeordnete Funkenlöscheinrichtung 5 ist elektrisch ebenfalls zwischen die beiden Kontakteinrichtungsanschlüsse 30 geschaltet, und zwar parallel zu der elektrischen Antriebseinrichtung 4 bzw. der darin befindlichen Spule.
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Die 11 zeigt ein Ventilmodul 3 mit zwei Leiterplatten 36 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform wird bei der zweiten Ausführungsform für jede elektrische Antriebseinrichtung 4 eine eigene Leiterplatte 36 bereitgestellt, auf der zweckmäßigerweise genau eine Funkenlöscheinrichtung 5 angeordnet ist.
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Exemplarisch sind die Leiterplatten 36 U-förmig ausgebildet. Die Funkenlöscheinrichtungen 5 sind exemplarisch auf der Oberseite der Leiterplatten 36 angeordnet. Auf der Unterseite der Leiterplatten 36 sind exemplarisch jeweils zwei Befestigungs- und Kontaktelemente 37 vorgesehen. Diese sind exemplarisch U-förmig ausgebildet und mit jeweils einem U-Arm an der Leiterplatte 36 befestigt. Die Leiterplatte 36 können mittels der Befestigungs- und Kontaktelemente 37 an dem Gegenrastmittel 20 der Anschlusseinrichtungen 15 befestigt werden. Dazu werden die beiden Befestigungs- und Kontaktelemente 37 einer Leiterplatte 36 auf das Gegenrastmittel 20 einer Anschlusseinrichtung 15 geschoben. Exemplarisch besteht zwischen den Befestigungs- und Kontaktelementen 37 und dem Gegenrastmittel 20 eine Klemmverbindung. Die Befestigungs- und Kontaktelemente 37 stehen mit den Antriebseinrichtungsanschlüssen 31 in elektrischem Kontakt.
