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Die Erfindung betrifft ein Ventilsystem zur Beeinflussung von Fluidströmen, mit einem Grundkörper, an dem ein Eingangsanschluss, ein Arbeitsanschluss und ein Ausgangsanschluss ausgebildet sind, wobei im Grundkörper ein erster Fluidkanal, der sich zwischen dem Eingangsanschluss und einem ersten Ventilsitz erstreckt, ein zweiter Fluidkanal, der sich zwischen dem Ausgangsanschluss und einem zweiten Ventilsitz erstreckt, ein dritter Fluidkanal, der sich zwischen dem zweiten Ventilsitz und dem Arbeitsanschluss erstreckt, und ein vierter Fluidkanal, der sich zwischen dem ersten Ventilsitz und dem dritten Fluidkanal erstreckt, ausgebildet sind, sowie mit einem ersten Steuerventil, das ein relativbeweglich zum ersten Ventilsitz verstellbares erstes Ventilglied aufweist, und mit einem zweiten Steuerventil, das ein relativbeweglich zum zweiten Ventilsitz verstellbares zweites Ventilglied aufweist.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Ventilsystem bereitzustellen, mit dem eine vorteilhafte Druckluftversorgung eines Druckluftverbrauchers gewährleistet werden kann.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass ein erster Minimalquerschnitt des ersten Fluidkanals und/oder des ersten Ventilsitzes und/oder des vierten Fluidkanals kleiner als ein zweiter Minimalquerschnitt des zweiten Fluidkanals und/oder des zweiten Ventilsitzes und/oder des dritten Fluidkanals ausgebildet bzw. gewählt ist.
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Der jeweilige (erste bzw. zweite) Minimalquerschnitt des jeweiligen Fluidkanals bzw. Ventilsitzes ist die kleinste Querschnittsfläche, die bei einem bestimmungsgemäßen Gebrauch des Ventilsystems für den Fluidstrom, insbesondere Druckluft, der mithilfe des Ventilsystems beeinflusst werden soll, im jeweiligen Fluidkanal bzw. am jeweiligen Ventilsitz zur Verfügung gestellt wird. Hierbei kann vorgesehen sein, dass der jeweilige Fluidkanal über seine gesamte Länge einem konstanten, minimalen Querschnitt aufweist oder dass im jeweiligen Fluidkanal eine sprunghafte lokale Verengung in der Art einer Drosselblende ausgebildet ist oder dass der Fluidkanal zumindest bereichsweise konusabschnittsförmig verjüngt ausgebildet ist und dadurch der jeweilige Minimalquerschnitt bestimmt wird. Der erste bzw. zweite Ventilsitz kann vorzugsweise als kreisrunde Bohrung ausgebildet sein, die insbesondere von einem kreisringförmigen, bevorzugt schneidenartig zulaufenden, Sitzring umgeben ist, wobei ein Innendurchmesser dieser Bohrung gegebenenfalls den ersten bzw. zweiten Minimalquerschnitt bestimmen kann.
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Bei einem bestimmungsgemäßen Gebrauch des Ventilsystems am Eingangsanschluss eine Druckluftquelle angeschlossen wird, dass der Ausgangsanschluss als Entlüftungsanschluss genutzt wird, der insbesondere mit einem Schalldämpfer verbunden sein kann, und dass am Arbeitsanschluss ein Fluidverbraucher, beispielsweise ein einfachwirkender Pneumatikzylinder, angeschlossen ist. Hierbei kann mit dem ersten Ventilglied des ersten Steuerventils, das wahlweise abdichtend am ersten Ventilsitz anliegt oder den ersten Ventilsitz freigibt, ein Zustrom von Druckluft von der Druckluftquelle durch den ersten Fluidkanal, den ersten Ventilsitz, den vierten Fluidkanal und einem Teilabschnitt des dritten Fluidkanals, der sich vom vierten Fluidkanal bis zum Arbeitsanschluss erstreckt, eine Fluidversorgung des Druckluftverbrauchers vorgenommen werden. Vorzugsweise ist hierbei vorgesehen, dass das zweite Steuerventil mit dem zugeordneten zweiten Ventilglieds dem zweiten Ventilsitz verschlossen hält. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das erste Steuerventil mit dem ersten Ventilglieds den ersten Ventilsitz verschließt, so dass eine fluidisch kommunizierende Verbindung zwischen der Druckluftquelle und dem Arbeitsanschluss unterbrochen ist und dass das zweite Steuerventil das zweite Ventilglied vom zweiten Ventilsitz abhebt, um eine fluidisch kommunizierende Verbindung zwischen dem Arbeitsanschluss und dem daran angebrachten Druckluftverbraucher, dem dritten Fluidkanal, den zweiten Ventilsitz, dem zweiten Fluidkanal und dem gegebenenfalls am Ausgangsanschluss angeschlossenen Schalldämpfer gewährleistet. Dementsprechend kann durch eine geeignete Ansteuerung, insbesondere eine elektrische Ansteuerung oder eine pneumatische Vorsteuerung, des ersten Steuerventils und des zweiten Steuerventils, eine gezielte Belüftung und Entlüftung für den Druckluftverbraucher vorgesehen werden.
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Typischerweise wird im Bereich der Industrieautomatisierung mit Druckluftquelle gearbeitet, die einen Versorgungsdruck von 6 bar bereitstellen, während der Druckluftverbraucher häufig mit einem Maximaldruckniveau von 2 bar betrieben wird. Somit ergibt sich, dass für die Belüftung des Druckluftverbrauchers, die durch den Fluidstrom zwischen der Druckluftquelle und dem Arbeitsanschluss bei entsprechender Ansteuerung des ersten Steuerventils vorgenommen wird, eine Druckdifferenz von bis zu 6 bar zwischen dem Eingangsanschluss und dem Arbeitsanschluss vorliegen kann. Beim Entlüftungsvorgang ergibt sich durch den rein exemplarisch für den Druckluftverbraucher vorgesehenen maximalen Arbeitsdruck von 2 bar auch eine maximale Druckdifferenz von 2 bar zwischen dem Arbeitsanschluss und dem Ausgangsanschluss. Um zu vermeiden, dass der Entlüftungsvorgang aufgrund der deutlich geringeren Druckdifferenz erheblich langsamer abläuft als der Belüftungsvorgang wird beim erfindungsgemäßen Ventilsystem in einem Entlüftungspfad, der ausgehend vom Arbeitsanschluss den dritten Fluidkanal, den zweiten Ventilsitz und den zweiten Fluidkanal umfasst, ein größerer Minimalquerschnitt vorgesehen als für einen Belüftungspfad, der dem ersten Fluidkanal, den ersten Ventilsitz und den vierten Fluidkanal umfasst. Dementsprechend weist der Entlüftungspfad einen erheblich geringeren Strömungswiderstand verglichen mit dem Belüftungspfad auf, wodurch eine Zeitdauer für eine vollständige Belüftung des Druckluftverbrauchers ausgehend von einer vorausgegangenen vollständigen Entlüftung des Druckluftverbrauchers zumindest im Wesentlichen gleich zu einer Zeitdauer für einen nachfolgenden Entlüftungsvorgang für den Druckluftverbraucher ist.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Zweckmäßig ist es, wenn der Grundkörper ein Grundkörperunterteil und ein mit dem Grundkörperunterteil verbundenes Grundkörperoberteil umfasst, wobei im Grundkörperunterteil der erste Fluidkanal, der zweite Fluidkanal, der dritte Fluidkanal, der vierte Fluidkanal, der erste Ventilsitz und der zweite Ventilsitz ausgebildet sind und wobei im Grundkörperoberteil eine elektronische Steuereinrichtung, ein erster Ventilantrieb für das erste Ventilglied und ein zweiter Ventilantrieb für das zweite Ventilglied angeordnet sind. Somit weist das Ventilsystem einen modularen Aufbau auf, bei dem eine Trennung zwischen dem fluidisch orientierten Grundkörperunterteil und dem steuerungstechnisch orientierten Grundkörperoberteil vorliegt. Durch diese Trennung kann eine Anpassung des Ventilsystems an unterschiedliche Druckluftverbraucher durch Auswahl eines geeigneten Grundkörperunterteils aus einer Gruppe von mehreren, mit unterschiedlichen Minimalquerschnitten verwirklichten Grundkörperunterteilen vorgenommen werden, ohne dass ein zwingender Austausch des erheblich komplexeren Grundkörperoberteils mit den darin aufgenommenen Komponenten wie Ventilantriebe und Steuereinrichtung erforderlich ist. Bevorzugt kann an das Grundkörperoberteil eine Vielzahl von unterschiedlich gestalteten Grundkörperunterteilen angebracht werden, um hiermit ein Baukastensystem zu schaffen, das eine vorteilhafte Anpassung an die Bedürfnisse und Einsatzbedingungen für den jeweiligen Druckluftverbraucher ermöglicht.
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Vorteilhaft ist es, wenn am Grundkörperoberteil eine erste Schnittstelle ausgebildet ist und das am Grundkörperunterteil eine zweite Schnittstelle ausgebildet ist, wobei die erste Schnittstelle und die zweite Schnittstelle für eine zumindest bereichsweise fluiddichte Kopplung des Grundkörperoberteils mit dem Grundkörperunterteil ausgebildet sind. Die erste Schnittstelle am Grundkörperoberteil und die zweite Schnittstelle am Grundkörperunterteil sind derart gestaltet, das sowohl eine zuverlässige mechanische Kopplung als auch eine fluiddichte Verbindung zwischen dem Grundkörperunterteil und dem Grundkörperoberteil gewährleistet ist. Bevorzugt sind die erste Schnittstelle und die zweite Schnittstelle derart ausgebildet, dass das Grundkörperunterteil in einfacher Weise, beispielsweise nur unter Verwendung eines Handwerkszeug wie beispielswese eines Schraubendrehers, vom Grundkörperoberteil abgenommen und durch einen anders gestaltetes Grundkörperunterteil ersetzt werden kann, mit dem eine vorteilhafte Anpassung an den jeweiligen Druckluftverbraucher durchgeführt wird.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Drucksensor mit der elektronischen Steuereinrichtung verbunden ist, der für eine Erfassung eines Fluiddrucks im ersten Fluidkanal oder im zweiten Fluidkanal oder im dritten Fluidkanal oder im vierten Fluidkanal ausgebildet ist. Bei einer Platzierung des Drucksensors im ersten Fluidkanal ermöglicht der Drucksensor die Ermittlung eines von der Druckluftquelle bereitgestellten Versorgungsdrucks. Bei einer Platzierung des Drucksensors im dritten Fluidkanal oder im vierten Fluidkanal stellt der Drucksensor eine Information über den an den Druckluftverbraucher bereitgestellten Arbeitsdruck zur Verfügung. Bei einer Platzierung des Drucksensors im zweiten Fluidkanal wird eine Überwachung eines Entlüftungsdrucks ermöglicht.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die elektronische Steuereinrichtung zur Verarbeitung eines Drucksignals des Drucksensors und zur Durchführung einer Druckregelung am Arbeitsanschluss ausgebildet ist. Beispielhaft ist vorgesehen, dass die elektronische Steuereinrichtung auf Basis eines externen Drucksignals, das insbesondere von einer übergeordneten Steuerung wie einer Maschinensteuerung bereitgestellt werden kann, einen Druck am Arbeitsausgang auf einen konstanten Wert oder gemäß einem vorgegebenen Druckverlauf regelt und hierzu das Drucksignal des Drucksensors, der in diesem Fall vorzugsweise im dritten oder vierten Fluidkanal angeordnet ist, verwendet. Besonders bevorzugt werden das erste Steuerventil und das zweite Steuerventil der Art von der elektronischen Steuereinrichtung angesteuert, dass eine Proportional-Druckregelung durchgeführt werden kann.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Ventilantrieb für eine frei wählbare elektrische Einstellung einer Position des ersten Ventilglieds zwischen einer abdichtend am ersten Ventilsitz anliegenden Blockierposition und einer entfernt vom ersten Ventilsitz angeordneten Freigabeposition ausgebildet ist und/oder dass der zweite Ventilantrieb für eine frei wählbare elektrische Einstellung einer Position des zweiten Ventilglieds zwischen einer abdichtend am zweiten Ventilsitz anliegenden Blockierposition und einer entfernt vom zweiten Ventilsitz angeordneten Freigabeposition ausgebildet ist. Die Bewegung, die das jeweilige Ventilglied zwischen der Blockierposition und der Freigabeposition durchführt, wird auch als Ventilhub bezeichnet. Vorzugsweise sind das erste Steuerventil und/oder das zweite Steuerventil derart ausgebildet, dass eine Bewegung des jeweiligen Ventilglieds in einer vorgebbaren, insbesondere proportionalen, Abhängigkeit von einem jeweiligen Signalpegel eines ersten Ansteuersignals bzw. eines zweiten Ansteuersignals steht, und dementsprechend in eindeutiger Weise von der elektrischen Steuereinrichtung vorgegeben werden kann.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Steuereinrichtung für eine einstellbare Vorgabe eines maximalen Ventilhubs als Abstand zwischen der Blockierposition und der Freigabeposition für den ersten Ventilantrieb und/oder für den zweiten Ventilantrieb ausgebildet ist. In Abhängigkeit von den Eigenschaften der beiden Steuerventile sowie des Belüftungspfads, des Entlüftungspfads und des Druckluftverbrauchers kann es vorteilhaft sein, eine Begrenzung des Ventilhubs vorzusehen, um ein vorteilhaftes Verhalten, insbesondere ein vorteilhaftes Bewegungsverhalten, für den Druckluftverbraucher vorgeben zu können. Eine derartige Begrenzung des Ventilhubs kann bei elektrisch ansteuerbaren Steuerventilen durch die elektronische Steuereinrichtung erfolgen, die im Falle einer solchen Begrenzung keine Ansteuersignale bereitstellt, die zu einem Ventilhub oberhalb der jeweiligen vorgegebenen Begrenzung führen würden, auch wenn beispielsweise eine besonders rasche Belüftung oder Entlüftung für den Druckluftverbraucher vorgesehen werden soll.
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Zweckmäßig ist es, wenn das erste Steuerventil und das zweite Steuerventil aus der Gruppe: Magnetventil, fluidisch vorgesteuertes Pneumatikventil, Piezobiegerventil, ausgewählt ist. Bei einem Magnetventil erfolgt die Einleitung der Hubbewegung für das Ventilglied durch eine Veränderung eines magnetischen Feldes. Üblicherweise ist hierzu vorgesehen, dass ein Spulenstrom einer stromdurchflossen Spule geändert wird und dadurch auch eine Änderung einer magnetischen Wechselwirkung zwischen dem von der Spule bereitgestellten Magnetfeld und einer aktiven oder passiven Magnetkomponente wie beispielsweise einer weiteren Magnetspule, einem Permanentmagneten oder einem Eisenrückschluss auftritt, wodurch eine Bewegung, insbesondere eine Linearbewegung, des jeweiligen Ventilglieds, hervorgerufen werden kann. Alternativ ist wenigstens ein Ventil aus der Gruppe erstes Steuerventil, zweites Steuerventil, als fluidisch vorgesteuertes Pneumatikventil ausgebildet, bei dem eine Hubbewegung des Ventilglieds in Abhängigkeit von einem fluidischen Vorsteuerdruck steht. Bei einer weiteren alternativ ist wenigstens ein Ventil aus der Gruppe erstes Steuerventil, zweites Steuerventil als Piezobiegerventil ausgebildet, bei dem eine Bewegung des Ventilglieds durch eine Krümmungsänderung eines einseitig eingespannten und zumindest bereichsweise aus einem piezoelektrischen Material hergestellten Biegers bewirkt wird. Hierzu wird eine elektrische Steuerspannung von der Steuereinrichtung an das jeweilige Piezobiegerventil bereitgestellt.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ausgehend vom dritten Fluidkanal mehrere zweite Fluidkanäle erstreckt sind, die gemeinsam in den Ausgangsanschluss münden, wobei jedem der zweiten Fluidkanäle ein zweiter Ventilsitz, ein zweites Steuerventil und ein zweites Ventilglied zugeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform werden mehrere zweite Steuerventile dazu eingesetzt, eine Beeinflussung eines freien Querschnitts für den Entlüftungspfad zu gewährleisten, wobei wahlweise vorgesehen sein kann, alle zweiten Steuerventile parallel anzusteuern oder eine sequenzielle Zuschaltung der Steuerventile in Abhängigkeit von dem freizugeben den Entlüftungsquerschnitt durchzuführen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Minimalquerschnitt und der zweite Minimalquerschnitt unveränderlich durch den jeweiligen Fluidkanal und/oder Ventilsitz vorgegeben sind. Die Geometrien des ersten bis vierten Fluidkanals sind hierbei fest vorgegeben, gleiches gilt für die Geometrien des ersten und zweiten Ventilsitzes. Hiermit ist sichergestellt, dass bei Fluidströmen innerhalb des Belüftungspfads und bei Fluidströmen innerhalb des Entlüftungspfads stets Strömungsverhältnisse vorliegen, die von den fest vorgegebenen Geometrien und nicht von verstellbaren Komponenten wie verstellbaren Blenden oder Drosseln abhängig sind. Somit ist ein vorhersehbares Verhalten des Ventilsystems für einen breiten Anwendungsbereich, insbesondere innerhalb eines bestimmungsgemäßen Versorgungsdruckbereichs und bei Verwendung von Druckluftverbrauchern, für die das Ventilsystem konfiguriert ist, gewährleistet.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:
- 1 eine perspektivische Gesamtdarstellung eines Ventilsystems,
- 2 das Ventilsystem gemäß der 1 mit abgenommen Abdeckung, und
- 3 eine streng schematische und nicht maßstäbliche Darstellung des Ventilsystems.
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Ein in den 1 und 2 jeweils in perspektivischer Darstellung gezeigtes Ventilsystem 1 ist zur Verwendung mit einem nicht dargestellten Druckluftverbraucher, beispielsweise einem einfachwirkenden Pneumatikzylinder, vorgesehen, der von den Ventilsystem 1 belüftet und entlüftet werden soll. Das Ventilsystem 1 umfasst einen Grundkörper 2, der gemäß der Darstellung der 1 aus einem Grundkörperoberteil 3 und einem Grundkörperunterteil 4 gebildet ist, wobei gemäß der Darstellung der 1 das Grundkörperoberteil 3 von einer Abdeckhaube 5 abgedeckt ist. Wie den Darstellungen der 1 und 2 entnommen werden kann, ist das Grundkörperunterteil 4 in der Art eines Quaders gestaltet und kann mit einander entgegengesetzten, jeweils im Wesentlichen eben ausgebildeten Seitenflächen 6, 7 zwischen nicht dargestellte Funktionsmodule einer nicht dargestellten Ventilinsel eingereiht werden. Alternativ kann das Ventilsystem 1 auch als Einzelkomponente betrieben werden.
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An der Seitenfläche 6 des Grundkörperunterteils 4 ist ein Eingangsanschluss 10 ausgebildet, an den entweder eine nicht dargestellte Druckluftquelle angeschlossen werden kann oder bei Anreihung des Ventilsystems 1 zwischen Funktionsmodulen einer Ventilinsel eine Druckluftzuführ von einem benachbart angeordneten Funktionsmodul erfolgen kann. An einer vorderen Stirnfläche 8 des Grundkörperunterteils 4, die angrenzend an die Seitenfläche 6 angeordnet ist und im rechten Winkel zur Seitenfläche 6 ausgerichtet ist, sind ein Ausgangsanschluss 11 sowie ein Arbeitsanschluss 12 vorgesehen.
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Gemäß der Darstellung der 1 umfasst das Gehäuseoberteil 3 eine Abdeckhaube 5, die rein exemplarisch mit einer Anzeigeeinrichtung 21, einer ersten Funktionstaste 22, einer zweiten Funktionstaste 23 und einer dritten Funktionstaste 24 versehen ist und von einem Steuereingang 25 durchsetzt ist. Die Anzeigeeinrichtung 21 kann beispielsweise als Flüssigkristalldisplay ausgebildet sein und zur Anzeige von Funktionszuständen und Parametern, die für den Betrieb des Ventilsystems 1 von Bedeutung sind, genutzt werden. Mit den Funktionstasten 23 bis 24 können Benutzereingaben durchgeführt und bestätigt werden, um einem Benutzer eine Einflussnahme auf Funktionszustände und/oder Parameter des Ventilsystems 1 zu ermöglichen. Der Steuereingang 25 kann beispielsweise dazu genutzt werden, Steuersignale einer nicht dargestellten, übergeordneten Steuereinrichtung, insbesondere einer Maschinensteuerung, an das Ventilsystem 1 zur Verfügung zu stellen. Bei diesen Steuersignalen kann es sich insbesondere um Informationen handeln, welcher Arbeitsdruck am Arbeitsanschluss 12 bereitgestellt werden soll.
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Das Grundkörperoberteil 3 ist für eine Kopplung mit dem Grundkörperunterteil 4 ausgebildet und weist hierzu eine in der 3 schematisch dargestellte Schnittstelle 15 auf, die für eine Wirkverbindung mit einer Schnittstelle 16 des Grundkörperunterteils 4 ausgestaltet ist.
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Rein exemplarisch umfasst das Grundkörperoberteil 3 gemäß der Darstellung der 2 eine Baugruppe 30, die aus einem ersten Ventilantrieb 31, einem zweiten Ventilantrieb 32 und einer Steuerplatine 33 gebildet ist. Dabei bilden die beiden Ventilantriebe 31, 32 und die Steuerplatine 33 sowohl einen mechanischen Verbund als auch einen elektrischen Verbund. Beispielhaft ist vorgesehen, dass die Baugruppe 30 separat vor montiert und getestet werden kann und anschließend mit ihrer Schnittstelle 15 an der Schnittstelle 16 des Grundkörperunterteils 4 festgelegt wird.
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Ausgehend von dem Eingangsanschluss 10 im Grundkörperunterteil 4 erstreckt sich ein in den 1 und 2 nur bereichsweise sichtbarer erster Fluidkanal 41. Ausgehend vom Ausgangsanschluss 11 erstreckt sich ein in den 1 und 2 nur bereichsweise sichtbarer zweiter Fluidkanal 42. Ausgehend vom Arbeitsanschluss 12 erstreckt sich ein in den 1 und 2 nur bereichsweise sichtbarer dritter Fluidkanal 43. Die Fluidkanäle 41 bis 43 sowie ein lediglich in der 3 erkennbarer vierter Fluidkanal 44 sind in dem rein exemplarisch als Kunststoffspritzgussteil ausgebildeten Gehäuseunterteil 4 verwirklicht, ferner beherbergt das Gehäuseunterteil 4 auch den in der 3 erkennbaren ersten Ventilsitz 61 sowie den zweiten Ventilsitz 62.
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Bei der schematischen Darstellung gemäß der 3 sind der erste Ventilantrieb 31 und der zweite Ventilantrieb 32 aus darstellerischen Gründen kompakter gestaltet als bei der Darstellung der 1 und 2. Ferner sind sowohl der erste Ventilantrieb 31 als auch der zweite Ventilantrieb 32 abweichend von der Darstellung der 2 in einem separat ausgebildeten Gehäuseblock 17 aufgenommen, wobei an dessen Oberseite 18 ebenfalls abweichend von der Darstellung der 2 die Steuerplatine 33 angebracht ist. Ferner ist im Gehäuseblock 17 eine Sensorausnehmung 19 vorgesehen, in der ein Drucksensor 20 angeordnet ist, der die Sensorausnehmung 19 gegenüber dem Gehäuseblock 17 abdichtet und der über Sensorleitungen 70 elektrisch mit der Steuerplatine 33 verbunden ist. Der Drucksensor 20 ist rein exemplarisch zur Erfassung eines Fluiddrucks in einem Stichkanal 58 vorgesehen, der im Grundkörperunterteil 4 ausgebildet ist und der fluidisch kommunizierend mit dem Arbeitsanschluss 12 verbunden ist.
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Eine dem Grundkörperunterteil 4 zugewandte Unterseite 26 des Gehäuseblocks 17 ist als Schnittstelle 15 ausgebildet und zur Kopplung mit der Schnittstelle 16 des Grundkörperunterteil 4 vorgesehen.
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Der erste Ventilantrieb 31 und der zweite Ventilantrieb 32 sind jeweils über erste bzw. zweite Steuerleitungen 71, 72 elektrisch mit der Steuerplatine 33 verbunden. Ferner sind der erste Ventilantrieb 31 und der zweite Ventilantrieb 32 rein exemplarisch jeweils als identisch ausgeführte Magnetantriebe ausgebildet, so dass die nachstehende Beschreibung sowohl auf den ersten wie auch auf den zweiten Magnetantrieb zutrifft.
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Folgende Aufbau- und Funktionsweise ist für den ersten Ventilantrieb 31 und für den zweiten Ventilantrieb 32 vorgesehen: eine linearbeweglich längs einer Bewegungsachse 99 in einem Ringspalt zwischen einer Führungshülse 81 und einem Magnetkern 82 aufgenommene Magnetspule 83 ist über die jeweiligen Steuerleitungen 71 oder 72 elektrisch mit der Steuerplatine 33 verbunden. Der Magnetkern 82 umfasst einen kreisringförmig ausgebildeten Permanentmagneten 84, der an einander entgegengesetzten Stirnflächen jeweils mit einem kreisringförmig ausgebildeten Eisenrückschluss 85 versehen ist. Der Magnetkern 82 ist auf einen Haltedorn 86 aufgesteckt, der seinerseits an einer Trägerplatte 87 festgelegt ist, die mit der Führungshülse 81 verbunden ist. Die Baugruppe aus Trägerplatte 87 und Führungshülse 81 ist ortsfest in einer Ausnehmung des Gehäuseblocks 17 aufgenommen.
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Die Magnetspule 83 ist auf einen Wickelkörper 88 gewickelt, der mit einer Innenoberfläche 92 der Führungshülse 81 eine Gleitlagerung ausbildet und der einen rein exemplarisch becherförmig ausgebildeten Ventilgliedträger 89 aufweist. An einer axial ausgerichteten Stirnfläche 93 des Ventilgliedträgers 89 ist ein aus gummielastischem Material hergestellt ist und rein exemplarisch kreiszylindrisch ausgebildetes Ventilglied 90 angebracht, das für eine wahlweise Abdichtung oder Freigabe eines nachstehend näher beschriebenen, im Grundkörperunterteil 4 ausgebildeten ersten Ventilsitzes 61 bzw. 62 vorgesehen ist.
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Bei einer Bereitstellung eines Spulenstroms von der Steuerplatine 33 an die Magnetspule 83 tritt eine Wechselwirkung zwischen den stromdurchflossenen Spulenwindungen der Magnetspule 83 und dem vom Magnetkern 82 bereitgestellten magnetischen Fluss auf, wodurch Lorentzkräfte auf die stromdurchflossen Spulenwindungen auftreten, die parallel zur Bewegungsachse 99 ausgerichtet sind und die zu einer linearen Verlagerung der Läuferbaugruppe 94, die aus dem Wickelkörper 88, dem Ventilgliedträger 89, dem Ventilglied 90 und der Magnetspule 83 gebildet ist, führen. Rein exemplarisch ist vorgesehen, dass in einem vom Ventilgliedträger 89 begrenzten Raumabschnitt eine Rückstellfeder 91 aufgenommen ist, die am Magnetkern 82 und am Ventilgliedträger 89 abgestützt ist und die eine gemäß der Darstellung der 3 längs der Bewegungsachse 99 nach unten gerichtete Schließkraft auf das Ventilglied 90 ausübt. Durch die Bestromung der jeweiligen Magnetspule 83 treten Lorentzkräfte auf, die dieser Schließkraft entgegenwirken, so dass das Ventilglied 90 vom ersten Ventilsitz 61 bzw. vom zweiten Ventilsitz 62 abgehoben werden kann.
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Rein exemplarisch befindet sich gemäß der Darstellung der 3 ein erstes Steuerventil 63, das durch den ersten Ventilantrieb 31 und die zugeordnete Läuferbaugruppe 94 sowie den ersten Ventilsitz 61 gebildet wird, in einer Schließstellung, während sich ein zweites Steuerventil 64, das durch den zweiten Ventilantrieb 32 und die zugeordnete Läuferbaugruppe 94 sowie den zweiten Ventilsitz 62 gebildet wird, in einer Öffnungsstellung befindet.
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Im Grundkörperunterteil 4 erstreckt sich ausgehend vom Eingangsanschluss 10 der erste Fluidkanal 41, der in einer ersten Aufnahmebohrung 45 ausmündet, die zur Aufnahme des ersten Ventilantriebs 31 sowie der zugehörigen Läuferbaugruppe 94 dient. An einem Bodenbereich 46 der ersten Aufnahmebohrung 45 mündet der vierte Fluidkanal 44 aus, wobei eine Mündungsöffnung 46 des vierten Fluidkanals 44 von einem konusabschnittsförmig ausgebildeten Ring 47 umrahmt ist und den ersten Ventilsitz 61 bildet. Der vierte Fluidkanal 44 mündet in einem Mündungsbereich 48 in den dritten Fluidkanal 43. Der dritte Fluidkanal 43 erstreckt sich zwischen dem Arbeitsanschluss 12 und einer zweiten Aufnahmebohrung 49, wobei eine Mündungsöffnung 50 des dritten Fluidkanals 43 von einem konusabschnittsförmig ausgebildeten Ring 51 ist und den zweiten Ventilsitz 62 bildet.
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Die zweite Aufnahmebohrung 49 dient zur Aufnahme des zweiten Ventilantriebs 32 sowie der zugehörigen Läuferbaugruppe 94, wobei das Ventilglied 90 in Abhängigkeit von der Stellung der Läuferbaugruppe 94 in abdichtende Anlage zum Ring 51 gebracht werden kann, um eine fluidisch kommunizierende Verbindung zwischen dem dritten Fluidkanal 43 und der zweiten Aufnahmebohrung 50 sowie dem mit der zweiten Aufnahmebohrung 50 verbundenen zweiten Fluidkanal 42 zu unterbrechen. Der zweite Fluidkanal 42 ist seinerseits mit dem Ausgangsanschluss 11 verbunden.
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Wie aus der Darstellung der 3 entnommen werden kann, sind ein Minimaldurchmesser 52 des ersten Ventilsitzes 61 sowie ein Minimaldurchmesser 57 eines sich daran anschließenden Abschnitts des vierten Fluidkanals 44 erheblich kleiner als ein Minimaldurchmesser 54 des ersten Fluidkanals 41, ein Minimaldurchmesser 55 des zweiten Fluidkanals 42, ein Minimaldurchmesser 56 des dritten Fluidkanals 43 und ein Minimaldurchmesser 53 des zweiten Ventilsitzes 62. Rein exemplarisch beträgt der Minimaldurchmesser 52 des ersten Ventilsitzes 61 ungefähr 50 Prozent der Minimaldurchmesser 53, 54, 55 und 56.
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Somit ist gewährleistet, dass ein vom ersten Fluidkanal 41 und vom ersten Ventilsitz 61 sowie vom vierten Fluidkanal 44 bestimmter Belüftungspfad einen erheblich größeren Strömungswiderstand aufweist als ein vom dritten Fluidkanal 43, vom zweiten Ventilsitz 62 und vom zweiten Fluidkanal 42 bestimmter Entlüftungspfad.
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Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass eine Belüftung eines nicht dargestellten, am Arbeitsanschluss 12 angebrachten Druckluftverbraucher wie beispielsweise eines einfach wirkenden Pneumatikzylinders bei vollständiger Öffnung des zugeordneten ersten Steuerventils 63 und vollständig geschlossenem zweiten Steuerventil in einer ähnlichen Zeitspanne durchgeführt werden kann wie eine Entlüftung dieses Druckluftverbrauchers bei vollständig geöffnetem zweiten Steuerventil 64 und vollständig geschlossenem ersten Steuerventil 63.
