DE19801234A1 - Ventileinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventileinheit, bestehend aus mehreren über gegenüberliegende Anschlußflächen zu einem Paket aneinanderreihbaren elektrisch ansteuerbaren Ventilen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Ventileinheit ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift 41 43 274 bekannt. Die einzelnen über gegenüberliegende Anschlußflächen aneinanderreihbaren Ventile bestehen aus ein er Grundplatte, die von mehreren der Druckmittelversorgung der einzelnen Ventile dienenden Druckmittelkanalabschnitten an (R, P, S) durchsetzt ist und die ein mit der Grundplatte verbundenes Hauptventil trägt. Am Hauptventil sind die zu versorgenden Arbeitsanschlüsse (A, B) angeordnet. Die Ansteuerung des Hauptventils erfolgt über mindestens ein in der Grundplatte integriertes elektrisches Vorsteuerventil. Zur elektrischen Verbindung des Vorsteuerventils mit einer externen elektronischen Steuereinheit - beispielsweise einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) - kann zum einen ein entlang der Ventileinheit in der Grundplatte untergebrachter, einer Kabelführung dienender Kanal genutzt werden. Zum anderen kann die elektrische Verbindung auch über eine aus der Anschlußfläche der Ventile austretende Steckverbindung für Leiterbahnen einer Leiterplatte erfolgen (Fig. 2). Die einzelnen Ventile sind über Rastmittel paketartig zusammengehalten. Damit ist eine druckmittelschlüssige sowie - bei Verwendung der Leiterbahnen mit Steckverbindungen - auch eine elektrische Verbindung herstellbar. Somit ergibt sich hier eine kompakte, modular aufgebaute Ventileinheit.

Da jedoch die Verbindung der einzelnen Ventile hierbei über mechanische Rast- und elektrische Steckmittel erfolgt, ist deren Montage zu einer Ventileinheit recht aufwendig. Insbesondere ein Austausch eines defekten, sich im Verbund der Ventileinheit befindlichen Ventils ist durch diese Verbindungslösung erschwert.

Eine andere gattungsgemäße Ventileinheit ist aus der deutschen Patentschrift 44 13 657 bekannt. Sie besteht aus einzelnen über gegenüberliegende Anschlußflächen aneinanderreihbaren Ventilen, mit einer Grundplatte, die Druckmittelkanalabschnitte (R, P, S), ein Hauptventil sowie das Hauptventil ansteuernde Vorsteuerventile enthält. Um eine kompakte Anordnung zu erzielen, bildet die Grundplatte das Gehäuse des Hauptventils und enthält eine Schieberaufnahme mit zugehörigem Ventilschieber. Die Grundplatte ist in ein Zentralteil und zwei an dessen einander entgegengesetzten Stirnseiten angesetzte Abschlußteile unterteilt, die jeweils sowohl einen stirnseitigen Deckel für die Schieberaufnahme als auch einen Schenkel bilden, der einen Einbauraum für die Vorsteuerventile begrenzt. Die einzelnen Ventile sind über längs entlang von Durchgangsbohrungen in der Ventileinheit verlaufende Zuganker zusammengehalten. Damit wird allein eine druckmittelschlüssige Verbindung der Druckmittelkanalabschnitte gewährleistet. Die elektrische Verbindung der Ventile erfolgt jedoch über jeweils an Stirnflächen der Ventile austretende Anschlußsteckkontakte. Damit ist hier ein separates elektrisches Anschlußteil zur elektrischen Verbindung der Ventile erforderlich.

Durch die zum Zusammenhalten der Ventile dienenden Zuganker und die separaten elektrischen Anschlußteile ist - insbesondere bei erforderlichen Reparaturen - ein erhöhter Montageaufwand erforderlich.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ventileinheit zu schaffen, die einerseits einfach montierbar ist und damit insbesondere einen leichten Austausch von sich im Verbund der Ventileinheit befindlichen Ventilen ermöglicht und die andererseits auch über einen kompakten Aufbau verfügt.

Die Aufgabe wird ausgehend von einer Ventileinheit gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, daß an einander gegenüberliegende Anschlußflächen von scheibenartigen Ventilen aneinanderpreßbare elektrische Kontakte vorgesehen sind, über die im zusammengebauten Zustand der Ventileinheit die elektrische Verbindung für die Ventile herstellbar ist, wobei mittels einer beide Anschlußplatten verbindenden, die Ventile mindestens teilweise umgreifenden Spanneinrichtung die elektrischen Kontakte über die Ventile aneinanderpreßbar sind.

Da insoweit die elektrische Verbindung gemeinsam mit der druckmittelschlüssigen Verbindung allein durch die flächige Anlage der Ventile in einem Montagearbeitsgang herstellbar ist, wobei zum Austausch eines Ventils der Ventileinheit lediglich ein Lockern der die Ventile umgreifenden Spanneinrichtung zu erfolgen hat, ist der Montageaufwand bei der erfindungsgemäßen Lösung denkbar gering. Es sind keine elektrischen Steckverbinder zur elektrischen Verbindung- der Ventile erforderlich, was die Montage weiter vereinfacht und zusätzlich den Bauteileaufwand senkt.

Vorzugsweise beinhaltet die Spanneinrichtung ein längs der Ventileinheit verlaufendes, beide Abschlußplatten verbindendes, stangenartiges Kopplungselement, das über eine mit mindestens einer Spannschraube versehenen Preßplatte nach Art einer Spannzwinge zusammenwirkt. Damit ist bestenfalls lediglich eine einzige Spannschraube zu betätigen, um die gesamte Ventileinheit zu demontieren bzw. zu montieren. Das Kopplungselement kann beispielsweise als Rundprofil, als Flachprofil, als T-Profil, als Hohlprofil oder als zusammengesetztes Profil ausgebildet sein.

Die flächig aneinanderliegenden elektrischen Kontakte können zum einen als federnd gelagerte metallische Kontaktfahnen ausgebildet sein. Zum anderen können die elektrischen Kontakte auch als axial federbelastete Kontaktstifte oder als starre Kontaktflächen ausgebildet sein. Im letztgenannten Fall ist jedoch eine präzise Maßhaltigkeit - insbesondere der Anschlußflächen erforderlich - um eine zuverlässige Kontaktierung zu gewährleisten.

Vorteilhafter Weise ist an den Anschlußflächen zweier benachbarter Ventile im Bereich ihrer Druckmittelkanalabschnitte ein elastisches Dichtelement angeordnet. Durch das Aneinanderpressen der Ventile bei der Montage ergibt sich somit eine zuverlässige Abdichtung korrespondierender Druckmittelkanalabschnitte zur Bildung eines Druckmittelkanals. Das Dichtelement kann direkt an einer Anschlußfläche- beispielsweise durch Aufkleben oder durch Einlegen in eine Nut - befestigt sein.

Eine weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahme besteht darin, daß jedes Ventil zu seiner Ausrichtung und Befestigung am Kopplungselement an einer rückwärtigen Stirnfläche eine in das Kopplungselement eingreifende Ausnehmung aufweist. Zur Verbesserung der Befestigung können vorzugsweise zwei parallel verlaufende Kopplungsstangen als Kopplungselemente vorgesehen werden, die dann mit zwei entsprechenden Ausnehmungen an der rückwärtigen Stirnfläche der Ventile zusammenwirken, über die jedes einzelne Ventil in die Kopplungselemente eingehakt wird.

Die elektrische Ansteuerung der einzelnen Ventile kann zum einen nach Art einer parallelen Verdrahtung jedes einzelnen Elektromagneten oder zum anderen seriell im Rahmen einer Datenbusanbindung realisiert sein. Wenn die elektrische Ansteuerung der Ventile über einen von Ventil zu Ventil durchgeschleiften Datenbus erfolgt, so sind die elektrischen Kontakte der gegenüberliegenden Anschlußflächen pingleich miteinander und mit der Eingangsseite eines Decodierchips verbunden. Die Ausgangsseite des Decodierchips ist elektrisch mit einem Elektromagneten als Ventilantrieb verbunden.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ventileinheit bei der Bestückung mit Ventilen,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung zweier benachbarter Ventile einer Ventileinheit und

Fig. 3 einen teilweise Längsschnitt durch ein scheibenartiges Ventil (Prinzipdarstellung).

Eine Ventileinheit besteht gemäß Fig. 1 aus mehreren zu einem Paket aneinandergereihten scheibenartigen Ventilen 1a, 1b, usw. . Die Ventile 1a, 1b usw. verfügen über je zwei parallel gegenüberliegende Anschlußflächen 2 und 2'. Über die Anschlußflächen 2 und 2' erfolgt die druckmittelschlüssige und die elektrische Anbindung der Ventile. Mittels zweier je endseitig an der Ventileinheit angeordneter Abschlußplatten 3 und 4, zwischen denen zwei stangenartige Kopplungselemente 5 und 5, wirken, wird die Ventileinheit nach Art einer Spannzwinge umgriffen. Die Verspannung erfolgt über zwei Spannschrauben 6 und 6'. Die Spannschrauben 6 und 6' sind in die Abschlußplatte 4 eingeschraubt und drücken gegen eine Preßplatte 7, die an der Anschlußfläche 2' des letzten Ventils 1f zur Anlage kommt. Dabei werden die sich zu gemeinsamen Druckmittelkanälen R, P, S vereinigenden Druckmittelkanalabschnitte jedes einzelnen Ventils 1a bis 1f gemäß Fig. 2 druckdicht verschlossen. Die Druckmittelversorgung bzw. Entlüftung erfolgt über in den Figuren nicht gegenständlich dargestellte Anschlüsse in der Preßplatte 7 oder vorzugsweise der Abschlußplatte 3. Die Ventile 1a, 1b sind über zwei an ihrer rückwärtigen Stirnfläche befindliche Ausnehmungen 8 und 8' in die beiden Kopplungselemente 5 und 5, zur Gewährleistung einer fluchtenden Ausrichtung eingehakt.

Zwischen den benachbarten über ihre Anschlußflächen 2 und 2' in Kontakt tretenden Ventilen 1a und 1b ist ein elastisches Dichtelement 9 im Bereich der Druckmittelkanalabschnitte R, P, S vorgesehen. Das elastische Dichtelement 9 ist in korrespondierenden Nuten 10 am Ventil 1a bzw. 1b gehalten.

An der vorderen Stirnseitenfläche des Ventils 1a bzw. 1b befinden sich Arbeitsanschlüsse A, B. An die Arbeitsanschlüsse A, B werden Druckmittelleitungen zur Versorgung eines Druckmittelaggregates, beispielsweise einer Kolben-Zylinder- Einheit angeschlossen.

An der oberen Stirnseitenfläche des Ventils 1a bzw. 1b ist ein Vorsteuerventil 11 mit Elektromagnet als Antrieb angeordnet. Das Vorsteuerventil 11 ist mit einer Handhilfsbetätigung 12 ausgestattet. Zur elektrischen Ansteuerung des Elektromagneten dienen federnde elektrische Kontakte 13. Die federnden elektrischen Kontakte 13 sind als metallische Kontaktfahnen ausgebildet. Die elektrischen Kontakte 13 benachbarter Ventile 1a, 1b kommen im zusammengebauten Zustand der Ventileinheit pingleich zur Anlage, d. h. die elektrischen Signale werden damit gerade von Ventil 1a zu Ventil 1b durchgeschleift. Zur Signalübertragung wird hierbei ein Datenbussystem verwendet. Die dafür erforderlichen Decodierchips zur Umwandlung der seriellen Bussignale in parallele Signale zur Ansteuerung der Elektromagneten sind im jeweiligen Vorsteuerventil 11 bzw. 11' integriert. Ebenfalls im Vorsteuerventil 11 bzw. 11' ist eine elektronische Treiberstufe zur Verstärkung des Ansteuersignals integriert.

Das Vorsteuerventil setzt das elektrische Ansteuersignal in ein analoges Drucksignal zur Be- oder Entlüftung einer Vorsteuerkammer 14 nach Fig. 3 um. In der zylinderartigen Vorsteuerkammer 14 ist ein Vorsteuerkolben 15 längsbeweglich angeordnet. Ein Dichtring 16 ist außenradial am Vorsteuerkolben 15 befestigt und kommt dichtend an der Wandung der Vorsteuerkammer 14 zur Anlage. Der Druck in der Vorsteuerkammer 14 wird in eine Längsbewegung eines vom Vorsteuerkolben 15 koaxial abgehenden Ventilschiebers 16 umgesetzt. Durch die druckmittelvermittelnde Längsbewegung des Ventilschiebers 16 wird der Druckmittelfluß zwischen den Druckmittelkanälen R, P, S und den Arbeitsanschlüssen A, B gesteuert. Der Ventilschieber 16 ist über eine an dem dem Vorsteuerkolben 15 entgegengesetzten Ende angeordnete Druckfeder 17 rückstellbar.

Die erfindungsgemäße, aus mehreren derartigen Ventilen 1a, 1b usw. paketartig zusammengesetzte und leicht montierbare Ventileinheit verfügt über einen kompakten Aufbau und ermöglicht über die definierten Anschlußflächen der Ventile sowohl eine elektrische als auch eine druckmittelschlüssige Anbindung der Ventile in nur einem Montagearbeitsgang bei deren Aneinanderreihung zu einer Ventileinheit. Durch die umgreifende Spanneinrichtung ist es möglich, ein innerhalb der Ventileinheit befindliches beliebiges Ventil im Reparaturfall auf einfache Weise auszuwechseln, ohne daß die gesamte Ventileinheit demontiert werden muß.

Bezugszeichenliste

1

Ventil

2

Anschlußflächen

3

Abschlußplatte

4

Abschlußplatte

5

Kopplungselement

6

Spannschraube

7

Preßplatte

8

Ausnehmung

9

Dichtelement

10

Nut

11

Vorsteuerventil

12

Handhilfsbetätigung

13

Kontakte, elektrisch

14

Vorsteuerkammer

15

Vorsteuerkolben

16

Ventilschieber

17

Rückstellfeder

Claims (9)

1. Ventileinheit, bestehend aus mehreren über gegenüberliegende Anschlußflächen zu einem Paket aneinanderreihbaren, elektrisch ansteuerbaren Ventilen, die für die Druckmittelversorgung mindestens eines an einer Stirnfläche eines jeden Ventils angeordneten Arbeitsanschlusses (A, B) mindestens ein im wesentlichen senkrecht zur Anschlußfläche angeordneten Druckmittelkanalabschnitt (R, P, S) aufweisen, wobei miteinander korrespondierende Druckmittelkanalabschnitte (R, P, S) benachbarter Ventile durch die Aneinanderreihung zu je einem allen Ventilen gemeinsamen Druckmittelkanal (R, P S) druckmittelschlüssig verbunden sind, der/die jeweils über eine endseitig am ersten und am letzten Ventil der Ventileinheit angeordnete Abschlußplatte druckdicht verschlossen ist bzw. sind, wobei mindestens eine Abschlußplatte zur Druckmittelversorgung jedes Druckmittelkanals (R, P, S) entsprechende Druckmittelanschlüsse aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an den einander gegenüberliegenden Anschlußflächen (2, 2') der scheibenartigen Ventile (1a bis 1f) aneinanderpreßbare elektrische Kontakte (13) vorgesehen sind, über die im zusammengebauten Zustand der Ventileinheit die elektrische Verbindung für die Ventile (1a bis 1f) herstellbar ist, wobei mittels einer beide Abschlußplatten (3, 4) verbindenden, die Ventile (1a bis 1f) mindestens teilweise umgreifenden Spanneinrichtung die elektrischen Kontakte über die Ventile (1a bis 1f) aneinandergepreßt sind.

2. Ventileinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Spanneinrichtung ein längs der Ventileinheit verlaufendes, beide Abschlußplatten (3, 4) verbindendes, stangenartiges Kopplungselement (5, 5') vorgesehen ist, das über eine mit mindestens einer Spannschraube (6, 6') versehenen Preßplatte (7) nach Art einer Spannzwinge zusammenwirkt.

3. Ventileinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Kontakte (13) der Ventile (1a bis 1f) als federnd gelagerte metallische Kontaktfahnen ausgebildet sind.

4. Ventileinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Kontakte (13) der Ventile (1a bis 1f) als axial federbelastete Kontaktstifte ausgebildet sind.

5. Ventileinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Kontakte (13) der Ventile (1a bis 1f) als starre Kontaktflächen ausgebildet sind.

6. Ventileinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Anschlußflächen (2, 2') zweier benachbarter Ventile (1a bis 1f) im Bereich der Druckmittelkanalabschnitte (R, P, S) ein elastisches Dichtelement (9) angeordnet ist.

7. Ventileinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ventil (1a bis 1f) zur Befestigung am Kopplungselement (5, 5') an einer rückwärtigen Stirnfläche eine in das Kopplungselement (5, 5') eingreifende Ausnehmung (8) aufweist.

8. Ventileinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Kopplungselement (5, 5') zwei parallel verlaufende Kopplungsstangen vorgesehen sind.

9. Ventileinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Ansteuerung der Ventile (1a bis 1f) über einen von Ventil zu Ventil durchgeschleiften Datenbus derart erfolgt, daß die elektrischen Kontakte der gegenüberliegenden Anschlußflächen (2, 2') pingleich miteinander und mit der Eingangsseite eines Decodierchips verbunden sind, wobei die Ausgangsseite des Decodierchips mit mindestens einem Elektromagneten als Ventilantrieb verbunden ist.