DE102019131851B4

DE102019131851B4 - Ventil sowie Ventilinsel

Info

Publication number: DE102019131851B4
Application number: DE102019131851.3A
Authority: DE
Inventors: Ralf Scheibe
Original assignee: Buerkert Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Buerkert Werke GmbH and Co KG
Priority date: 2019-11-25
Filing date: 2019-11-25
Publication date: 2024-02-08
Anticipated expiration: 2039-11-26
Also published as: DE102019131851A1; CN112833243A; US11333177B2; US20210156406A1

Abstract

Ventil (10), miteinem Gehäuse (12), das wenigstens zwei Fluidöffnungen (50), durch die Fluid strömen kann, eine weitere Öffnung (52) und eine Ventilsitzplatte (22) aufweist,wenigstens einem Ventilsitz (54), der einer der Fluidöffnungen (50) zugeordnet ist, undwenigstens einem Verschlussglied (36, 44), das verstellbar ist, um den wenigstens einen Ventilsitz (54) freizugeben und/oder zu verschließen,wobei an einem Gehäuseteil der zumindest eine Ventilsitz (54) ausgebildet ist, der an einen fluiddurchströmbaren Hohlraum (48) angrenzt,dadurch gekennzeichnet, dass in der weiteren Öffnung (52) eine Sensorvorrichtung (64) angeordnet ist, die durch die Ventilsitzplatte (22) hindurchragt, die die weitere Öffnung (52) fluiddicht verschließt und Daten über das Fluid erfassen kann,wobei rückseitig der Ventilsitzplatte (22) eine Fluidanschlussplatte (14) mit Anschlusskanälen (56) vorgesehen ist und für jede Fluidöffnung (50) ein eigener Anschlusskanal (56) in der Fluidanschlussplatte (14) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs sowie eine Ventilinsel.
Gattungsgemäße Ventile sind in der Regel dazu vorgesehen, einen Fluidstrom zu steuern. Je nach Anwendungsgebiet des Ventils ist es wünschenswert, eine oder mehrere Sensorvorrichtung(en) im Ventil zu verbauen, wodurch unterschiedlichste Daten über das im Ventil strömende Fluid erfasst werden können.
Derartige Ventile sind beispielsweise in der DE 102 48 616 A1 , der DE 11 2004 001 045 T5 , der DE 10 2014 226 416 A1 und der DE 380 530 A offenbart.
In gattungsgemäßen Ventilen werden zusätzlich eingebrachte Hohlräume im Gehäuse genutzt, um die Sensorvorrichtung dort zu integrieren. Eine Montage und Demontage gestaltet sich hierbei jedoch schwer, da die Sensorvorrichtung von außerhalb des Ventils schlecht oder nicht erreichbar ist.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ventil zu schaffen, in der zumindest eine Sensorvorrichtung leicht montiert und demontiert werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Ventil erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der weiteren Öffnung eine Sensorvorrichtung angeordnet ist, die durch die Ventilsitzplatte hindurchragt, die Öffnung fluiddicht verschließt und Daten über das Fluid erfassen kann. Dabei ist rückseitig der Ventilsitzplatte eine Fluidanschlussplatte mit Anschlusskanälen vorgesehen, wobei für jede Fluidöffnung ein eigener Anschlusskanal in der Fluidanschlussplatte vorgesehen ist. Aufgrund der Anordnung der Sensorvorrichtung in einer weiteren Öffnung ist die Sensorvorrichtung von außerhalb des Ventils leicht zugänglich, wodurch eine einfache Montage und Demontage der Sensorvorrichtung gewährleistet wird.
An der Ventilsitzplatte sind die Ventilsitze angebracht oder angeformt, die mit dem Verschlussglied zusammenwirken, um den Fluidstrom zu steuern. Da die Sensorvorrichtung durch die Ventilsitzplatte hindurchragt, kann die Sensorvorrichtung fluidseitig bündig mit der Ventilsitzplatte abschließen und ist auf der entgegengesetzten Seite der Fluidseite leicht zugänglich. Des Weiteren kann durch die Fluidanschlussplatte Fluid in den Hohlraum geleitet werden oder aus dem Hohlraum abgeleitet werden. Zudem kann die Fluidanschlussplatte als Montagebasis für das Gehäuse dienen.
Beispielsweise umfasst die Sensorvorrichtung einen Drucksensor, einen Temperatursensor und/oder einen Geschwindigkeitssensor. Der Sensor steht dabei in direktem Fluidkontakt. So kann der Druck, die Temperatur und/oder die Geschwindigkeit bzw. der Durchfluss des Fluids auf einfache Weise erfasst werden.
Insbesondere ist die weitere Öffnung eine ohnehin vorgesehene, aber ungenutzte Fluidöffnung. So kann z. B. ein 3-2-Wegeventil ohne Probleme für ein 2-2-Wegeventil genutzt werden, bei dem die weitere Öffnung zum Einsetzen der Sensorvorrichtung genutzt wird. In dem hier betrachteten Fall wird also die weitere Öffnung nicht mehr als Fluidöffnung gebraucht. Durch das Anordnen der Sensorvorrichtung in dieser ungenutzten Fluidöffnung muss zum einen kein separater Bauraum für die Sensorvorrichtung vorgesehen werden und zum anderen kann der Aufwand zur Abdichtung der nicht genutzten Fluidöffnung reduziert werden. Die Sensorvorrichtung dient somit neben der Datenerfassung auch als Dichtung.
Das Ventil kann ein Magnetventil, insbesondere ein Wippenventil und/oder ein Membranventil sein. Derartige Ausführungen bieten sich besonders für ein Ventil an, das zwei Schaltstellungen und zumindest zwei Anschlüsse haben soll.
Beispielsweise ist das Ventil ein Wippenventil, mit einer Wippe, deren Enden jeweils einem Ventilsitz zugeordnet sind, wobei die weitere Öffnung mittig zwischen den beiden Ventilsitzen angeordnet ist. Ein Wippenventil kann sehr kompakt ausgebildet sein und auf effiziente Weise ein Ventil mit zumindest zwei Schaltstellungen und zwei Wegen bereitstellen.
Gemäß einem Aspekt stellt zumindest ein Teil der Sensorvorrichtung einen Abschnitt einer Innenseite des Gehäuses dar und führt die Innenseite im Bereich der weiteren Öffnung fort, insbesondere absatzlos. Dadurch wird der Raum, der zum Teil durch die Innenwand begrenzt ist, nicht verkleinert. Insbesondere wenn die Innenwand in Kontakt mit Fluid ist, bietet sich diese Anordnung an, da so der Fließquerschnitt für die Fluidströmung nicht verkleinert wird und die Fluidströmung kaum oder nicht gestört wird.
Insbesondere sind die Ventilsitzplatte und die Fluidanschlussplatte separate Bauteile. Dadurch kann das Gehäuse leicht an die Fluidanschlussplatte montiert werden oder von der Fluidanschlussplatte demontiert werden.
Gemäß einem Aspekt ragt die Sensorvorrichtung in oder durch eine mit der weiteren Öffnung fluchtende Aufnahmeöffnung in der Fluidanschlussplatte hinein bzw. hindurch. Je nach Bauart der Fluidanschlussplatte bietet sich eine Sensorvorrichtung an, die in die Fluidanschlussplatte hineinragt oder durch die Fluidanschlussplatte hindurchragt. Bei einem Hindurchragen der Sensorvorrichtung durch die Fluidanschlussplatte ist die Sensorvorrichtung auch von der der Ventilsitzplatte entgegengesetzten Seite der Fluidanschlussplatte zugänglich, beispielsweise für die Ankoppelung eines elektrischen Anschlusses. Bei lediglich einem Hineinragen der Sensorvorrichtung in die Fluidanschlussplatte können die Sensorvorrichtung und die Fluidanschlussplatte sehr kompakt ausgebildet werden.
Ein Aspekt sieht vor, dass in der Fluidanschlussplatte an der der Ventilsitzplatte zugewandten Seite, insbesondere in der Aufnahmeöffnung, ein elektrischer Anschluss vorgesehen ist, an den die Sensorvorrichtung signaltechnisch ankoppelbar ist, insbesondere über eine Steckverbindung oder eine Anlagekontaktierung mit offenliegenden Kontaktflächen, beispielsweise einer Leiterplatte. Auf diese Weise ist die Sensorvorrichtung leicht und schnell mit dem elektrischen Anschluss signaltechnisch an- und entkoppelbar. Zudem kann die Fluidanschlussplatte sehr kompakt ausgebildet werden.
Es kann vorgesehen sein, dass die Steckverbindung oder die Anlagekontaktierung beim Befestigen der Fluidanschlussplatte an der Ventilsitzplatte automatisch angekoppelt wird und bei Lösen der Fluidanschlussplatte von der Ventilsitzplatte automatisch entkoppelt wird, indem jeweilige, miteinander in Kontakt tretende Anschlussteile fest entweder an der Fluidanschlussplatte oder an der Ventilsitzplatte angebracht sind. In anderen Worten ausgedrückt, erfolgt während der Montage oder Demontage der Fluidanschlussplatte an die Ventilsitzplatte gleichzeitig ein Herstellen bzw. Lösen der Steckverbindung oder der Anlagekontaktierung und folglich eine elektrische Koppelung bzw. Entkoppelung der Sensorvorrichtung vom elektrischen Anschluss. Das ermöglicht ein leichtes Befestigen und Lösen der Fluidanschlussplatte an die Ventilsitzplatte und folglich eine sehr leichte Montage und Demontage des Ventils.
Insbesondere bilden die weitere Öffnung und die Aufnahmeöffnung einen Aufnahmeraum, in dem die Sensorvorrichtung und der elektrische Anschluss oder lediglich die Sensorvorrichtung aufgenommen ist. Hierbei kann die Aufnahme durch einen Formschluss erfolgen, oder die Sensorvorrichtung und/oder der elektrische Anschluss ist kraftschlüssig, beispielsweise über separate Befestigungsmittel, wie Schrauben oder Niete, oder stoffschlüssig, beispielsweise durch Kleben oder Schweißen, am entsprechenden Bauteil (Fluidanschlussplatte oder Ventilsitzplatte) befestigt.
Optional ist zwischen einer Wandung der weiteren Öffnung und der Sensorvorrichtung eine Dichtung angeordnet, die die Sensorvorrichtung umfangsmäßig umschließt. So kann ein Austritt von Fluid aus dem fluiddurchströmten Hohlraum des Gehäuses zuverlässig verhindert werden.
Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Ventilinsel mit mehreren Ventilen der zuvor genannten Art gelöst, wobei eine gemeinsame Fluidanschlussplatte vorgesehen ist, auf der mehrere Ventilsitzplatten von zugeordneten Ventilen sitzen. Durch die Anordnung der Sensorvorrichtungen in die (bereits vorhandenen) Öffnungen der Fluidanschlussplatte und der Ventilsitzplatten kann eine sehr kompakte Bauweise der Ventilinsel erzielt werden.
Die beschriebenen Vorteile und Merkmale des erfindungsgemäßen Ventils gelten gleichermaßen für die Ventilinsel und umgekehrt.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

- 1 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventils,
- 2 eine Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ventilinsel mit drei erfindungsgemäßen Ventilen gemäß 1,
- 3 eine Schnittansicht der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilinsel gemäß 2,
- 4 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils,
- 5 eine Perspektivansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilinsel mit drei erfindungsgemäßen Ventilen gemäß 4, und
- 6 eine Schnittansicht der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilinsel gemäß 5.

In 1 ist eine erste Ausführungsform eines Ventils 10 gezeigt, das auf einer Fluidanschlussplatte 14 angeordnet ist. Das Ventil 10 ist hier als Magnetventil, insbesondere als Wippen- und Membranventil ausgebildet.
Das Ventil 10 weist ein Gehäuse 12 auf, das mehrere Gehäuseteile hat, nämlich einen Deckel 16, an dem ein elektrischer Anschluss 18 für das Ventil 10 vorgesehen ist, ein Aktorgehäuse 20, welches wiederum ein Spulengehäuse 20a und ein Wippengehäuse 20b umfasst, und eine Ventilsitzplatte 22.
Im Spulengehäuse 20a ist eine elektromagnetische Spule 24 angeordnet und der Rest des Innenraums des Spulengehäuses 20a durch ein Joch 26 ausgefüllt.
Zwischen dem Spulengehäuse 20a und dem Wippengehäuse 20b ist eine Gehäusedichtung 28 vorgesehen.
In einem oberen Bereich eines Innenraums des Wippengehäuses 20b ist ein vertikal bewegbares, magnetisches oder magnetisierbares Übertragungsteil 30 angeordnet, das an seiner Unterseite einen nach unten abstehenden Anker 32 sowie eine nach unten abstehende Nase 34 aufweist.
Unterhalb des Übertragungsteils 30 ist eine um eine Schwenkachse S drehbare oder kippbare Wippe 36 angeordnet.
Zwischen dem Übertragungsteil 30 und der Wippe 36 sind zwei Federn angeordnet.
Eine Rückstellfeder 38 stützt sich an der Unterseite des Übertragungsteils 30 und an einer Oberseite der Wippe 36 ab, wobei sich der Anker 32 ins Innere der hülsenartigen Rückstellfeder 38 erstreckt.
An der Nase 34 ist eine Blattfeder 40 angebracht, die sich im Wesentlichen horizontal erstreckt und sich mit ihrem freien Ende auf der Oberseite der Wippe 36 abstützt.
Die Wippe 36 ist im Wesentlichen aus zwei Wippenarmen gebildet, an deren freien Enden jeweils ein Stößel 42 vorgesehen ist, der im Wesentlichen nach unten hin von seinem jeweils zugeordneten Wippenarm absteht.
Die Stößel 42 sind mit einem Dichtelement 44 verbunden, das als Dichtmembran ausgebildet ist und zwischen dem Wippengehäuse 20b und der Ventilsitzplatte 22 geklemmt ist. Dabei erstreckt sich das Dichtelement 44 im Wesentlichen über eine gesamte Unterseite oder Oberseite des Wippengehäuses 20b bzw. der Ventilsitzplatte 22.
Durch das Dichtelement 44 sind ein durch das Wippengehäuse 20b gebildeter Betätigungsraum 46 und ein durch die Ventilsitzplatte 22 gebildeter fluiddurchströmbarer Hohlraum 48 fluidisch voneinander getrennt. In anderen Worten ausgedrückt, stellt das Dichtelement 44 eine Barriere für Fluid zwischen der Ventilsitzplatte 22 und dem Aktorgehäuse 20 dar.
Die Ventilsitzplatte 22 weist drei durchgehende Öffnungen auf, die sich im Wesentlichen senkrecht durch die Ventilsitzplatte 22 erstrecken. Zwei dieser Öffnungen sind mit Fluid durchströmt, sodass diese im Folgenden als Fluidöffnungen 50 bezeichnet werden. Die andere Öffnung wird als weitere Öffnung 52 bezeichnet.
Die Ventilsitzplatte 22 ist so geformt, dass an jeder Fluidöffnung 50 ein Ventilsitz 54 gebildet ist, der einem der Stößel 42 gegenüberliegt. Die Ventilsitze 54 sind somit jeweils einem Stößel 42 und einer Fluidöffnung 50 zugeordnet.
In der Fluidanschlussplatte 14 sind drei Anschlusskanäle vorgesehen, die jeweils einer der Öffnungen 50, 52 zugeordnet sind. Die Anschlusskanäle, die den Fluidöffnungen 50 zugeordnet sind, werden im Folgenden als Fluidanschlusskanäle 56 bezeichnet. Der andere Anschlusskanal wird als Aufnahmeöffnung 58 bezeichnet.
Die Fluidanschlusskanäle 56 erstrecken sich ausgehend von der Oberseite der Fluidanschlussplatte 14 durch die Fluidanschlussplatte 14 und münden nach außen hin an einer seitlichen Außenseite 62 der Fluidanschlussplatte 14.
Zwischen der Ventilsitzplatte 22 und der Fluidanschlussplatte 14 im Bereich der Fluidöffnungen 50 bzw. der Fluidanschlusskanäle 56 ist eine Dichtung 59 angeordnet. Die Dichtungen 59 sind als Dichtringe ausgebildet und jeweils umfangsmäßig um die Einlassöffnung eines Fluidanschlusskanals 56 angeordnet.
Die Aufnahmeöffnung 58 ist mittig der Fluidöffnungen 50 angeordnet und erstreckt sich im Wesentlichen vertikal von einer der Ventilsitzplatte 22 zugewandten Oberseite der Fluidanschlussplatte 14 in einen unteren Bereich, in dem sich die Aufnahmeöffnung 58 verbreitet und sich im Wesentlichen horizontal (in die und aus der Bildebene) entlang der gesamten Unterseite der Fluidanschlussplatte 14 erstreckt. Der breitere Bereich der Aufnahmeöffnung 58 dient der Kabelführung 60.
Durch die weitere Öffnung 52 und die Aufnahmeöffnung 58 ist ein Aufnahmeraum gebildet, in dem eine Sensorvorrichtung 64 aufgenommen ist.
Die Sensorvorrichtung 64 erstreckt sich dabei vertikal durch die komplette Fluidanschlussplatte 14 und mit einem oberen dünneren Abschnitt derart in die weitere Öffnung 52, dass eine obere Stirnseite 66 der Sensorvorrichtung 64 bündig an eine Fluid kontaktierende Oberseite 68 der Ventilsitzplatte 22 anschließt. In anderen Worten ausgedrückt, führt die obere Stirnseite 66 die Fluid kontaktierende Oberseite 68 im Wesentlichen ohne Absatz fort, sodass die obere Stirnseite 66 und die Fluid kontaktierende Oberseite 68 eine gemeinsame, durchgehende Fluid kontaktierende Fläche bilden, die einen Teil der Begrenzung des fluiddurchströmbaren Hohlraums 48 bildet. Die Oberseite 68 stellt eine Innenseite des Gehäuses 12 dar.
Beispielsweise umfasst die Sensorvorrichtung 64 einen Drucksensor zur Erfassung des Fluiddrucks. Dabei ist der Drucksensor so angeordnet, dass er in direktem Fluidkontakt steht, dabei aber die Fluidströmung nicht beeinflusst. Dementsprechend ist der Drucksensor im oberen Bereich der Sensorvorrichtung 64 vorgesehen, in dem der Drucksensor bündig an die Fluid kontaktierende Oberseite 68 der Ventilsitzplatte 22 anschließt.
Alternativ oder zusätzlich kann die Sensorvorrichtung 64 eine andere Art von Sensor umfassen, beispielsweise einen Temperatur- oder Geschwindigkeitssensor.
Am unteren Ende der Sensorvorrichtung 64 ist eine Anschlusskomponente 70 vorgesehen, an der ein elektrischer Anschluss, beispielsweise ein Kabel, anbringbar ist, wodurch die Sensorvorrichtung 64 signaltechnisch an den elektrischen Anschluss 76 ankoppelbar ist.
Ähnlich zu den Dichtungen 59 im Bereich der Fluidöffnungen 50 ist im Bereich der weiteren Öffnung 52 eine Dichtung 72 zwischen der Ventilsitzplatte 22 und der Sensorvorrichtung 64 vorgesehen. Die Dichtung 72 ist als Dichtring ausgebildet und umschließt den dünneren Abschnitt der Sensorvorrichtung 64 umfangsmäßig.
Die Sensorvorrichtung 64 kann lose von oben in die Aufnahmeöffnung 58 eingesetzt sein, wobei die Befestigung durch einen Formschluss zwischen der Ventilsitzplatte 22, der Dichtung 72 und der Fluidanschlussplatte 14 bei der Montage des Ventils 10 oder genauer beim Zusammensetzen der Fluidanschlussplatte 14 und der Ventilsitzplatte 22 erfolgt. Bei einer Demontage kann bei abgenommener Ventilsitzplatte 22 zum einen die Dichtung 72 leicht entfernt werden und zum anderen die Sensorvorrichtung 64 leicht aus der Aufnahmeöffnung 58 entnommen werden.
Natürlich kann auch vorgesehen sein, dass die Sensorvorrichtung 64 an der Ventilsitzplatte 22 und/oder an der Fluidanschlussplatte 14 angebracht ist, beispielsweise kraftschlüssig über separate Befestigungsmittel (zum Beispiel Schrauben oder Niete) oder stoffschlüssig durch Schweißen, Kleben oder dergleichen.
Im Folgenden wird die Funktionsweise des Ventils 10 beschrieben.
Durch einen der Fluidanschlusskanäle 56 oder durch beide Fluidanschlusskanäle 56 wird Fluid zu den zugeordneten Fluidöffnungen 50 geleitet oder von den zugeordneten Fluidöffnungen 50 abgeleitet. Dazu können optional noch weitere Fluidöffnungen 50 im Wippengehäuse 20b oder in der Ventilsitzplatte 22 vorgesehen sein.
In der in 1 gezeigten ersten, stromlosen Schaltstellung der Wippe 36 ist der linke Stößel 42 vom ihm zugeordneten linken Ventilsitz 54 beabstandet, wodurch das Dichtelement 44 nicht am linken Ventilsitz 54 anliegt. Der rechte Stößel ist dagegen in Richtung seines zugeordneten rechten Ventilsitzes 54 verfahren, wodurch er das Dichtelement 44 gegen den rechten Ventilsitz 54 presst. In dieser Stellung ist die rechte Fluidöffnung 50 somit vom fluiddurchströmbaren Hohlraum 48 fluidisch entkoppelt, und die linke Fluidöffnung 50 ist strömungstechnisch mit dem fluiddurchströmbaren Hohlraum 48 verbunden.
Durch ein Anlegen einer elektrischen Spannung an die Spule 24 wird das magnetische oder magnetisierbare Übertragungsteil 30 von der Spule 24 wegbewegt. Dadurch werden der Anker 32 und die Nase 34 des Übertragungsteils 30 gegen die Vorspannungskraft der Blattfeder 40 gegen den linken Wippenarm der Wippe 36 verfahren, wodurch sich die Rückstellfeder 38 teilweise entspannt und die Wippe 36 um die Schwenkachse S gegen den Uhrzeigersinn gekippt wird. Dabei werden der rechte Stößel 42 und ein Teil des Dichtelements 44 im Bereich des rechten Ventilsitzes 54 im Wesentlichen vertikal vom rechten Ventilsitz 54 wegbewegt, sodass die rechte Fluidöffnung 50 strömungstechnisch mit dem fluiddurchströmbaren Hohlraum 48 verbunden wird. Der linke Stößel 42 und ein Teil des Dichtelements 44 im Bereich des linken Ventilsitzes 54 werden im Wesentlichen vertikal nach unten bewegt, bis das Dichtelement 44 auf dem linken Ventilsitz 54 aufliegt.
In der hier gezeigten Ausführungsform ist der linke Ventilsitz 54 als Blindsitz ausgebildet. Dieser weist seitlich eine Öffnung 74 auf, die die linke Fluidöffnung 50 auch bei auf dem linken Ventilsitz 54 aufsitzenden Dichtelement 44 mit dem fluiddurchströmbaren Hohlraum 48 fluidisch verbindet. Die fluidische Kopplung der linken Fluidöffnung 50 ist somit unabhängig von der Schaltstellung der Wippe 36.
Die Wippe 36 entkoppelt somit je nach Schaltstellung nur die rechte Fluidöffnung 50 vom fluiddurchströmbaren Hohlraum 48.
Bei einem Stoppen des Stromflusses durch die Spule 24 wird das Abstoßen des Übertragungsteils 30 in Richtung der Wippe 36 beendet, und aufgrund der Rückstellkraft der Blattfeder 40 wird das Übertragungsteil 30 in Richtung zur Spule 24 nach oben bewegt. Da die Federkraft der Rückstellfeder 38 so gerichtet ist, dass das Übertragungsteil 30 und die Wippe 36 gegeneinander verfahren werden und das Übertragungsteil 30 aufgrund der Blattfeder 40 von der Wippe 36 wegbewegt wird, wird über die Rückstellfeder 38 der linke Wippenarm und somit der linke Stößel 42 sowie ein Teil des Dichtelements vom linken Ventilsitz 54 wegbewegt. Dadurch ist die Ausgangsstellung erreicht.
Die Wippe 36 und/oder das Dichtelement 44 kann somit als Verschlussglied bezeichnet werden.
Ohne die Sensorvorrichtung 64 fungiert die weitere Öffnung 52 als Fluidöffnung, und die Aufnahmeöffnung 58 sowie die Kabelführung 60 fungieren als Fluidanschlusskanal. Durch die weitere Öffnung 52, die Aufnahmeöffnung 58 sowie die Kabelführung 60 kann somit Fluid strömen. Wenn dies allerdings nicht gewünscht ist, können die ungenutzte Fluidöffnung 52 sowie der ungenutzte Fluidanschluss 58, 60 zur Integration der Sensorvorrichtung verwendet werden. So muss zum einen keine neue Ventilsitzplatte 22 mit nur zwei Fluidöffnungen verwendet werden und zum anderen müssen keine weiteren Bauteile zur Abdichtung der weiteren Öffnung 52 sowie kein weiterer Aufnahmeraum für die Integration der Sensorvorrichtung 64 vorgesehen werden.
In den 2 und 3 ist eine Ventilinsel 100 dargestellt, die drei Ventile 10 aufweist, die auf einer gemeinsamen Fluidanschlussplatte 14 angeordnet sind.
Durch die Kabelführung 60 erstrecken sich mehrere elektrische Anschlüsse 76 in Form von Kabeln zu den einzelnen Ventilen 10.
In 3 ist erkennbar, dass die einzelnen elektrischen Anschlüsse 76 jeweils einem Ventil 10 bzw. einer Sensorvorrichtung 64 eines Ventils 10 zugeordnet sind und am unteren Ende der Sensorvorrichtung 64 angeschlossen sind. Dabei ist jede Sensorvorrichtung 64 in einem eigenen Aufnahmeraum angeordnet, der durch die weitere Öffnung 52 in der Ventilsitzplatte 22 und der Aufnahmeöffnung 58 in der Fluidanschlussplatte 14 gebildet ist.
Die einzelnen Aufnahmeöffnungen 58 erstrecken sich im Wesentlichen vertikal durch die Fluidanschlussplatte 14 und die Kabelführung 60 erstreckt sich durchgehend im Wesentlichen horizontal an der Unterseite der Fluidanschlussplatte 14.
Die Schwenkachse S der Wippe 36 erstreckt sich durch das Wippengehäuse 20b (siehe 2).
Das Wippengehäuse 20b kann optional eine Fluidöffnung 50 aufweisen, durch die Fluid in das oder aus dem Ventil 10 strömen kann.
In den 4 bis 6 ist eine zweite Ausführungsform des Ventils 10 gezeigt, die - bis auf die Sensorvorrichtung 64 und den elektrischen Anschluss 76 - nahezu identisch zu der ersten Ausführungsform des Ventils 10 ist. Dementsprechend wird im Folgenden lediglich auf die Unterschiede eingegangen, und gleiche oder funktionsgleiche Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Sensorvorrichtung 64 ist hier hauptsächlich in der weiteren Öffnung 52 der Ventilsitzplatte 22 aufgenommen und erstreckt sich dabei vertikal durch die komplette Ventilsitzplatte 22. Lediglich an der Unterseite der Sensorvorrichtung 64 angeordnete Kontaktstifte 78 ragen bis in die Aufnahmeöffnung 58 der Fluidanschlussplatte 14.
In der Aufnahmeöffnung 58 ist ein elektrischer Anschluss 76 in Form einer Leiterplatte mit offenliegenden Kontakten aufgenommen.
Die Kontaktstifte 78 kontaktieren die offenliegenden Kontakte der Leiterplatte beim Befestigen von Ventilsitzplatte 22 und Fluidanschlussplatte 14, wodurch die Sensorvorrichtung 64 signaltechnisch an den elektrischen Anschluss 76 angekoppelt ist.
Anstatt der oben beschriebenen Anlagekontaktierung kann auch eine Steckverbindung zwischen der Sensorvorrichtung 64 und dem elektrischen Anschluss 76 vorgesehen sein. Dazu kann die Leiterplatte Kontaktbuchsen aufweisen, in die die Kontaktstifte 78 der Sensorvorrichtung 64 eingesteckt werden können und so die Sensorvorrichtung 64 signaltechnisch an den elektrischen Anschluss 76 angekoppelt wird.
Die Sensorvorrichtung 64 und der elektrische Anschluss 76 können lose in der weiteren Öffnung bzw. in der Aufnahmeöffnung 58 eingesetzt sein, wobei die Befestigung beider Teile durch einen Formschluss zwischen der Ventilsitzplatte 22, der Dichtung 72 und der Fluidanschlussplatte 14 bei der Montage des Ventils 10 oder genauer beim Zusammensetzen der Fluidanschlussplatte 14 und der Ventilsitzplatte 22 erfolgt. Bei einer Demontage können bei abgenommener Ventilsitzplatte 22 die Sensorvorrichtung 64 leicht aus der weiteren Öffnung 52 und der elektrische Anschluss 76 leicht aus der Aufnahmeöffnung 58 entnommen werden.
Natürlich kann auch vorgesehen sein, dass die Sensorvorrichtung 64 und/oder der elektrische Anschluss 76 an der Ventilsitzplatte 22 bzw. an der Fluidanschlussplatte 14 angebracht ist, beispielsweise kraftschlüssig über separate Befestigungsmittel (zum Beispiel Schrauben oder Niete) oder stoffschlüssig durch Schweißen, Löten, Kleben oder dergleichen.
In den 5 und 6 ist eine zweite Ausführungsform der Ventilinsel 100 dargestellt, die drei Ventile 10 aufweist, die auf einer gemeinsamen Fluidanschlussplatte 14 angeordnet sind.
Die zweite Ausführungsform der Ventilinsel 100 entspricht - bis auf die Sensorvorrichtung 64 und den elektrischen Anschluss 76 - der ersten Ausführungsform der Ventilinsel 100. Dementsprechend wird im Folgenden lediglich auf die Unterschiede eingegangen, und gleiche oder funktionsgleiche Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
Anstatt Kabel, die in einer Kabelführung 60 zu den einzelnen Sensorvorrichtungen 64 der Ventile 10 geführt werden, erstreckt sich bei der zweiten Ausführungsform der Ventilinsel 100 der elektrische Anschluss 76 in Form einer Leiterplatte mittig an der der Ventilsitzplatte 22 zugewandten Oberseite der Fluidanschlussplatte 14 über die gesamte Länge der Fluidanschlussplatte 14.
Die Leiterplatte ist dabei so an der Oberseite angeordnet, dass sie unter jeder Sensorvorrichtung 64 der Ventile 10 verläuft und dabei die Sensorvorrichtungen 64 die Leiterplatte kontaktieren, beispielsweise über eine Anlage- oder Steckkontaktierung.

Claims

Ventil (10), mit einem Gehäuse (12), das wenigstens zwei Fluidöffnungen (50), durch die Fluid strömen kann, eine weitere Öffnung (52) und eine Ventilsitzplatte (22) aufweist, wenigstens einem Ventilsitz (54), der einer der Fluidöffnungen (50) zugeordnet ist, und wenigstens einem Verschlussglied (36, 44), das verstellbar ist, um den wenigstens einen Ventilsitz (54) freizugeben und/oder zu verschließen, wobei an einem Gehäuseteil der zumindest eine Ventilsitz (54) ausgebildet ist, der an einen fluiddurchströmbaren Hohlraum (48) angrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass in der weiteren Öffnung (52) eine Sensorvorrichtung (64) angeordnet ist, die durch die Ventilsitzplatte (22) hindurchragt, die die weitere Öffnung (52) fluiddicht verschließt und Daten über das Fluid erfassen kann, wobei rückseitig der Ventilsitzplatte (22) eine Fluidanschlussplatte (14) mit Anschlusskanälen (56) vorgesehen ist und für jede Fluidöffnung (50) ein eigener Anschlusskanal (56) in der Fluidanschlussplatte (14) vorgesehen ist.
Ventil (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (10) ein Magnetventil, insbesondere Wippenventil und/oder Membranventil ist.
Ventil (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (10) ein Wippenventil ist, mit einer Wippe (36), deren Enden jeweils einem Ventilsitz (54) zugeordnet sind, wobei die weitere Öffnung (52) mittig zwischen den beiden Ventilsitzen (54) angeordnet ist.
Ventil (10) nach einem der Ansprüche 1-3 ,dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Sensorvorrichtung (64) einen Abschnitt einer Innenseite (68) des Gehäuses (12) darstellt und die Innenseite (68) im Bereich der weiteren Öffnung (52) fortführt.
Ventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (64) in oder durch eine mit der weiteren Öffnung (52) fluchtende Aufnahmeöffnung (58) in der Fluidanschlussplatte (14) hineinragt und/oder hindurchragt.
Ventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Fluidanschlussplatte (14) an der der Ventilsitzplatte (22) zugewandten Seite ein elektrischer Anschluss (76) vorgesehen ist, an den die Sensorvorrichtung (64) signaltechnisch ankoppelbar ist, insbesondere über eine Steckverbindung oder eine Anlagekontaktierung mit offenliegenden Kontaktflächen.
Ventil (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbindung oder die Anlagekontaktierung beim Befestigen der Fluidanschlussplatte (14) an der Ventilsitzplatte (22) automatisch angekoppelt wird und bei Lösen der Fluidanschlussplatte (14) von der Ventilsitzplatte (22) automatisch entkoppelt wird, indem jeweilige, miteinander in Kontakt tretende Anschlussteile fest entweder an der Fluidanschlussplatte (14) oder an der Ventilsitzplatte (22) angebracht sind.
Ventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Wandung der weiteren Öffnung (52) und der Sensorvorrichtung (64) eine Dichtung (72) angeordnet ist, die die Sensorvorrichtung (64) umfangsmäßig umschließt.
Ventilinsel mit mehreren Ventilen (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine gemeinsame Fluidanschlussplatte (14) vorgesehen ist, auf der mehrere Ventilsitzplatten (22) von zugeordneten Ventilen (10) sitzen.