DE19932358C2 - Ventilbatterie - Google Patents

Abstract

Es wird eine Ventilbatterie vorgeschlagen, die einen mit einer Mehrzahl von Ventilen (2) versehenen Fluidverteiler (3) aufweist, der ein mit den Ventilen (2) kommunizierendes Abluftkanalsystem (22) enthält, dem eine Schalldämpfeinrichtung (28) zugeordnet ist. Zugunsten kompakter Abmessungen ist die Schalldämpfeinrichtung (28) komplett im Innern des Abluftkanalsystems (22) plaziert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilbatterie, mit einem Fluid­ verteiler, der mit einer Mehrzahl von Ventilen versehen ist und der ein mit den Ventilen kommunizierendes, mindestens ei­ nen mit mehreren oder sämtlichen der Ventile kommunizierenden zentralen Abluftkanal aufweisendes Abluftkanalsystem enthält, dem eine komplett im Innern des Abluftkanalsystems platzierte Schalldämpfeinrichtung zugeordnet ist.

Bei einer aus der DE 39 17 242 A1 bekannten Ventilbatterie dieser Art ist ein Fluidverteiler vorgesehen, der sich aus mehreren aneinander gesetzten Fluidverteilermodulen zusammen­ setzt, die jeweils mit mehreren Ventilen ausgestattet sind. Die Abluft der Ventile wird in einer Aussparung des Fluidver­ teilermoduls aufgefangen und über mehrere zentrale Abluftka­ näle zur Umgebung abgeführt. Die zentralen Abluftkanäle sind von Durchbrechungen rahmenartiger Bestandteile der Fluidver­ teilermodule gebildet und enthalten jeweils einen mit der Au­ ßenfläche des Fluidverteilers bündig abschließenden Schall­ dämpfer.

Im Vergleich zu der in der DE 93 10 438 U1 beschriebenen Ven­ tilstation, bei der an den zentralen Abluftkanal endseitig ein vom Fluidverteiler wegragender Schalldämpfer angebracht ist, hat die aus der DE 39 17 242 A1 bekannte Ventilbatterie zwar den Vorteil, dass durch die vollständige Integration der Schalldämpfeinrichtung in das Abluftkanalsystem kompaktere Außenabmessungen bei zugleich verringertem Beschädigungsrisi­ ko realisierbar sind. Allerdings können weiterhin die glei­ chen Funktionsprobleme auftreten, wie sie auch bei der Ven­ tilstation gemäß DE 93 10 438 U1 nicht auszuschließen sind.

In beiden Fällen finden die schalldämpfenden Maßnahmen in demjenigen Bereich statt, in dem der zentrale Abluftkanal zur Atmosphäre austritt. Dabei hat die Schalldämpfeinrichtung die Aufgabe, die Abluft sämtlicher oder zumindest einer Mehrzahl von Ventilen gemeinsam Schall zu dämpfen und das gesamte Ab­ luftvolumen der betreffenden Ventile zu verarbeiten. Bei Ven­ tilbatterien mit einer großen Anzahl von Ventilen kann dabei das Problem eines Abluft-Rückstaus auftreten, bedingt durch den von der Schalldämpfeinrichtung hervorgerufenen Strömungs­ widerstand. Gleiches gilt für Ventilbatterien, bei denen meh­ rere Ventile im gleichen Takt aktiviert werden und somit das Abluftvolumen sämtlicher Ventile gleichzeitig an der Schall­ dämpfeinrichtung ansteht. Aufgrund des Rückstaus der Abluft können dann Fehlfunktionen auftreten, weil der Rückstau eine Druckerhöhung bewirkt, die ein ungewolltes Rückströmen von Druckluft durch einen momentan offenen Abluftkanal hervor­ ruft.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventil­ batterie der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der un­ ter Beibehaltung einer guten Schalldämpfqualität die aus der Abluft resultierenden Funktionsbeeinträchtigung reduziert sind.

Gelöst wird dieser Aufgabe zum einen dadurch, dass der zent­ rale Abluftkanal über in einzelnen Kommunikationsbereichen abzweigende einzelne Abluftkanäle mit den zugeordneten Venti­ len verbunden ist, wobei die Schalldämpfeinrichtung über in den einzelnen Abluftkanälen platzierte Schalldämpfeinheiten verfügt und/oder derart in den zentralen Abluftkanal integ­ riert ist, dass sie sich über sämtliche Kommunikationsberei­ che hinweg erstreckt.

Eine alternative Lösung der Aufgabe sieht vor, dass der zent­ rale Abluftkanal die zugeordneten Ventile in einzelnen Kommu­ nikationsbereichen zumindest partiell unmittelbar durchsetzt, wobei die Schalldämpfeinrichtung derart in den zentralen Ab­ luftkanal integriert ist, dass sie sich über sämtliche Kommu­ nikationsbereiche hinweg erstreckt.

Den beiden Lösungsprinzipien ist gemeinsam, dass trotz Zusam­ menfassung der Ventile zu einer Ventilbatterie eine individu­ elle Schalldämpfung der einzelnen Ventile erfolgt, gleichzei­ tig aber auf die Vorteile eines zentralen Abluftkanals und eines damit verbundenen Ausströmens der Druckluft an zentra­ ler Stelle nicht verzichtet werden muss. Bei beiden Prinzi­ pien lässt sich dies dadurch erreichen, dass die Schalldämpf­ einrichtung so in den zentralen Abluftkanal integriert wird, dass sie sich über sämtliche als Kommunikationsbereiche be­ zeichnete Übergangsbereiche zwischen dem zentralen Abluftka­ nal und den Ventilen oder den zu diesen führenden einzelnen Abluftkanälen erstreckt. Die über ein Ventil abströmende Ab­ luft wird somit bereits beim Einströmen in den zentralen Ab­ luftkanal schallgedämpft, so dass die sich auf die einzelnen Ventile beziehenden Schalldämpfmaßnahmen in großem Maße von­ einander unabhängig sind. Handelt es sich um eine Ventilbat­ terie, bei der der zentrale Abluftkanal über abzweigende Ab­ luftkanäle mit den Ventilen in Verbindung steht, kann alter­ nativ oder zusätzlich zu der vorerwähnten Maßnahme vorgesehen sein, einzelne Schalldämpfeinheiten in den einzelnen Abluft­ kanälen zu platzieren. In jedem Fall ist gewährleistet, dass die Abluft nicht dezentral individuell für jedes Ventil aus dem Fluidverteiler austritt, sondern zielgerichtet im Aus­ trittsbereich des zentralen Abluftkanals, was die Beeinträch­ tigung der Umgebung auf einen lokal begrenzten Bereich be­ schränkt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Un­ teransprüchen hervor.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeich­ nung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine erste mögliche Bauform der erfindungsge­ mäßen Ventilbatterie in schematischer Dar­ stellung im Längsschnitt,

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der Ventilbatterie in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellungsweise, und

Fig. 3 wiederum eine andere Realisierungsform der erfin­ dungsgemäßen Ventilbatterie in schematischer Längs­ schnittdarstellung.

Die in der Zeichnung abgebildeten Ventilbatterien 1 enthalten jeweils einen mit einer Mehrzahl von Ventilen 2 versehenen Fluidverteiler 3. Die Ventile 2 werden durch elektrische Si­ gnale betätigt und enthalten jeweils ein nicht näher darge­ stelltes bewegliches Ventilglied, das in Abhängigkeit von seiner Schaltstellung zur Steuerung einer Fluidströmung in der Lage ist. Zur Ermöglichung der elektrischen Betätigung ist jedes Ventil 2 mit mindestens einem nicht näher darge­ stellten Ventilantrieb ausgestattet, beispielsweise einem Elektromagnet oder einer Piezoeinrichtung.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist der Fluidverteiler 3 als einstückiger länglicher Körper ausgeführt, der vorzugs­ weise über eine plattenartige Gestaltung verfügt. Seine Au­ ßenfläche ist partiell als Bestückungsfläche 4 konzipiert, an der die Ventile 2, beispielsweise durch Schraubverbindungen, lösbar festgelegt sind. Die Ventile 2 sind zweckmäßigerweise in einer Reihe aufeinanderfolgend angeordnet, wobei die Rei­ henrichtung durch Doppelpfeil 5 angedeutet ist. Zugunsten kompakter Abmessungen können die Ventile 2 unmittelbar anein­ ander anliegen.

Die zur Betätigung der Ventile 2 erforderlichen elektrischen Signale können ausgehend von einer externen Steuereinrichtung direkt einem jeweiligen Ventil 2 zugeführt werden. Die Ven­ tilbatterie 1 des Ausführungsbeispiels ist jedoch unmittelbar mit einer elektronischen Steuereinheit 6 ausgestattet, die mit den Ventilen 2 in nicht näher dargestellter Weise ver­ drahtet ist, um diesen die Betätigungssignale zukommen zulas­ sen. Die Steuereinheit 6 kann über ein eigenes Steuerprogramm verfügen. Zweckmäßigerweise ist sie an einen zu einer exter­ nen Steuereinrichtung führenden Feldbus angeschlossen. Auch die Steuereinheit 6 kann an der Bestückungsfläche 4 ange­ bracht sein.

Die Ventilbatterie gemäß Fig. 2 ist hinsichtlich ihrer Aus­ stattung mit Ventilen 2 und einer Steuereinheit 6 mit der Ventilbatterie gemäß Fig. 1 identisch. Unterschiede ergeben sich jedoch in der Ausgestaltung des Fluidverteilers 3. Er setzt sich hier aus einer Mehrzahl lösbar aneinandergesetzter Fluidverteilermodule 7 zusammen, die beispielsweise durch Zuganker 8 oder durch andere mechanische Verbindungsmittel fest zusammengehalten werden. Die durch Doppelpfeil 12 ver­ deutlichte Aneinanderreihungsrichtung der Fluidverteilermodu­ le 7 verläuft parallel zur Reihenrichtung 5 der Ventile 2.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 unterscheidet sich von den anderen Ausführungsbeispielen durch eine Integration der Ven­ tile 2 in den Fluidverteiler 3. Während gemäß Fig. 1 und 2 jedes Ventil 2 über ein bezüglich des Fluidverteilers 3 sepa­ rates Ventilgehäuse verfügt, können gemäß Fig. 3 die Gehäuse der Ventile 2 unmittelbar vom Fluidverteiler 3 gebildet sein.

Man erkennt schematisch angedeutet mehrere Ausnehmungen 13 im Innern des Fluidverteilers 3, die das nicht näher dargestell­ te Ventilglied enthalten.

Auch beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 kann der Fluidver­ teiler 3 prinzipiell als einteiliger Körper gestaltet sein. Allerdings ist die gezeigte Bauform vorzuziehen, bei der sich der Fluidverteiler 3 ähnlich der Fig. 2 aus mehreren in ei­ ner Aneinanderreihungsrichtung 12 aneinandergesetzten Fluidverteilermodulen 7 zusammensetzt. Diese Fluidverteiler­ module 7 sind zumindest teilweise mit mindestens einem der Ventile 2 ausgestattet. An oder in dem Fluidverteiler 3 kann wiederum eine nicht näher dargestellte elektronische Steuer­ einheit vorgesehen sein, die die oben geschilderten Aufgaben übernimmt.

Im Innern eines jeweiligen Fluidverteilers 3 erstreckt sich ein nur strichpunktiert angedeutetes Speisekanalsystem 14. Es enthält einen sich parallel zur Aneinanderreihungsrichtung 12 erstreckenden zentralen Speisekanal 15, der über eine Ein­ speiseöffnung 16, vorzugsweise stirnseitig, zu einer Außen­ fläche des Fluidverteilers 3 ausmündet. Dort läßt sich eine zu einer Druckluftquelle P führende Fluidleitung anschließen.

Der zentrale Speisekanal 15 steht mit jedem der Ventile 2 in Verbindung. Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 2 geschieht dies über vom zentralen Speisekanal 15 abzweigende einzelne Speisekanäle 17, die zur Bestückungsfläche 4 ausmün­ den und dort mit zugeordneten Ventilkanälen der angesetzten Ventile 2 in Verbindung stehen. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist die Anordnung so getroffen, daß der zentrale Speisekanal 15 die zugeordneten Ventile 2 zumindest partiell durchsetzt, indem er die Ausnehmungen 13 anschneidet.

Jedes Ventil ist mit strichpunktiert angedeuteten Arbeitska­ nälen 18 versehen, an die sich Fluidleitungen anschließen lassen, die zu zu betätigenden Verbrauchern führen, bei­ spielsweise zu druckluftbetriebenen Antrieben. Durch gesteu­ erte Betätigung der Ventile 2 läßt sich die von der Druck­ luftquelle in den zentralen Speisekanal 15 eingespeiste Druckluft individuell den angeschlossenen Verbrauchern zulei­ ten.

Die beim Betrieb der angeschlossenen Verbraucher anfallende Abluft wird durch die Ventile 2 und den Fluidverteiler 3 hin­ durch abgeführt. Hierzu ist jeder Fluidverteiler 3 im Innern mit einem Abluftkanalsystem 22 ausgestattet, das einen sich parallel zu der Aneinanderreihungsrichtung 12 erstreckenden zentralen Abluftkanal 23 aufweist. Dieser zentrale Abluftka­ nal 23 kommuniziert mit jedem der Ventile 2, zu welchem Zweck bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 einzelne Ab­ luftkanäle 24 von dem zentralen Abluftkanal 23 abzweigen und zur Bestückungsfläche 4 führen, wo sie mit dem jeweils zuge­ ordneten Ventil 2 in Verbindung stehen. Die Abzweigstellen seien zur besseren Erläuterung als Kommunikationsbereiche 25 bezeichnet.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3, bei dem die Ventile 2 zumindest teilweise und vorzugsweise gänzlich in den Fluid­ verteiler 3 integriert sind, ist der zentrale Abluftkanal 23 so plaziert, daß er die Ventile 2 zumindest partiell unmit­ telbar durchsetzt. Die entsprechenden Bereiche seien auch hier als Kommunikationsbereiche 25 bezeichnet.

In allen Fällen mündet der zentrale Abluftkanal 23 mit einer an der Außenfläche des Fluidverteilers 3 plazierten Ausström­ öffnung 26 zur Umgebung "R" aus. Die Ausströmöffnung 26 be­ findet sich vorzugsweise an einer der axial orientierten Stirnflächen des Fluidverteilers 3.

Bei allen Ausführungsbeispielen ist der zentrale Abluftkanal 23 als Durchgangskanal konzipiert, der den Fluidverteiler 3 über seine gesamte Länge hinweg durchsetzt. Allerdings ist er beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 einenends ver­ schlossen, wobei eine geeignete Verschlußeinrichtung, bei­ spielsweise ein Stopfen, bei 27 angedeutet ist. Im Gegensatz dazu ist der zentrale Abluftkanal 23 beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 an beiden Enden offen, so daß insgesamt zwei Aus­ strömöffnungen 26 vorliegen, die ein gleichzeitiges Ausströ­ men der Abluft gestatten.

Sämtliche Ventilbatterien 1 sind mit einer Schalldämpfein­ richtung 28 ausgestattet, die das Auströmgeräusch der Abluft reduziert. Zugunsten kompakter Abmessungen der Ventilbatterie 1 ist diese Schalldämpfeinrichtung 28 jeweils komplett im In­ nern des Abluftkanalsystems 22 plaziert, also vollständig in den Fluidverteiler 3 integriert. Der Verzicht von über den Fluidverteiler 3 hinausragenden Bestandteilen der Schall­ dämpfeinrichtung 28 hat überdies den Vorteil, daß eine Schutzwirkung erreicht wird und die Gefahr mechanischer Be­ schädigungen der Schalldämpfeinrichtung 28 erheblich redu­ ziert ist.

Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 3 ist die Schalldämpfeinrichtung 28 ausschließlich in dem zentralen Ab­ luftkanal 23 plaziert. Gemäß Fig. 1 ist die Schalldämpfein­ richtung 28 als hohlzylindrisch gestaltete Schalldämpfpatrone 32 ausgeführt, die über eine der stirnseitigen Öffnungen des zentralen Abluftkanals 23 hinweg in selbigen eingesetzt ist. Ihre Länge ist zweckmäßigerweise so gewählt, daß sie sich ü­ ber sämtliche Kommunikationsbereiche 25 hinweg erstreckt. Die Druckluft tritt also beim Übertritt von den einzelnen Abluft­ kanälen 24 zum zentralen Abluftkanal 23 in die Schalldämpf­ patrone 32 ein und verläßt schließlich diesen zentralen Ab­ luftkanal 23 durch die zugeordnete Ausströmöffnung 26 hin­ durch.

Anstelle einer hohlzylindrisch gestalteten Schalldämpfpatrone könnte auch eine vollzylindrische, also durchgängig aus Schalldämpfmaterial bestehende Schalldämpfpatrone eingesetzt werden wie sie in Fig. 3 angedeutet ist (aus Gründen der Ü­ bersichtlichkeit sind in Fig. 3 nur die beiden Endabschnitte der Schalldämpfpatrone gezeigt). Die hohlzylindrische Gestal­ tung hat allerdings den Vorteil, daß Schalldämpfmaterial ein­ gespart wird. Man kann insbesondere die Wandstärke der hohl­ zylindrischen Schalldämpfpatrone in Abhängigkeit von den vor­ liegenden Druckverhältnissen wählen.

Alle Schalldämpfpatronen sind durch geeignete, nicht näher dargestellte Sicherungsmittel im Innern des zentralen Abluft­ kanals 23 fixiert. Dabei kann es bereits ausreichen, die betreffende Schalldämpfpatrone 32 mit geringem Übermaß auszu­ führen und durch Einpressen im zentralen Abluftkanal 23 fest­ zulegen.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist wiederum der Aus­ strömöffnung 26 eine in den zentralen Abluftkanal 23 einge­ setzte Schalldämpfpatrone 32 zugeordnet. Zusätzlich ist aber auch jedem einzelnen Abluftkanal 24 eine individuelle Schall­ dämpfeinheit 33 zugeordnet, die, vorzugsweise auch patronen­ artig, unmittelbar in den betreffenden einzelnen Abluftkanal 24 eingesetzt ist. Wirkungsmäßig haben diese Schalldämpfein­ heiten 33 die Funktion von Vorschalldämpfern, da sie der im zentralen Abluftkanal 23 angeordneten Schalldämpfpatrone 32 vorgeschaltet sind. Man kann auf diese Weise eine Optimierung der geräuschdämpfenden Wirkung erzielen.

Es versteht sich, daß die den einzelnen Abluftkanälen 24 zu­ geordneten Schalldämpfeinheiten 33 auch allein, ohne weitere Schalldämpfmaßnahmen und insbesondere ohne eine im zentralen Abluftkanal 23 plazierte Schalldämpfeinrichtung eingesetzt werden können.

Die Erläuterung der verschiedenen Ausführungsbeispiele von Schalldämpfeinrichtungen 28 erfolgte zwar anhand unterschied­ licher Ventilbatteriekonzepte. Es versteht sich jedoch, daß die erläuterten Maßnahmen einzeln oder in beliebiger Kombina­ tion bei jedem Ventilbatteriekonzept zur Anwendung gelangen können.

Claims (7)

1. Ventilbatterie, mit einem Fluidverteiler (3), der mit einer Mehrzahl von Ventilen (2) versehen ist und der ein mit den Ventilen (2) kommunizierendes, mindestens einen mit meh­ reren oder sämtlichen der Ventile (2) kommunizierenden zent­ ralen Abluftkanal (23) aufweisendes Abluftkanalsystem (22) enthält, dem eine komplett im Innern des Abluftkanalsystems (22) plazierte Schalldämpfeinrichtung (28) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Abluftkanal (23) ü­ ber in einzelnen Kommunikationsbereichen (25) abzweigende einzelne Abluftkanäle (24) mit den zugeordneten Ventilen (2) verbunden ist, wobei die Schalldämpfeinrichtung (28) über in den einzelnen Abluftkanälen (24) plazierte Schalldämpfeinhei­ ten (33) verfügt und/oder derart in den zentralen Abluftkanal (23) integriert ist, daß sie sich über sämtliche Kommunikati­ onsbereiche (25) hinweg erstreckt.

2. Ventilbatterie, mit einem Fluidverteiler (3), der mit einer Mehrzahl von Ventilen (2) versehen ist und der ein mit den Ventilen (2) kommunizierendes, mindestens einen mit meh­ reren oder sämtlichen der Ventile (2) kommunizierenden zent­ ralen Abluftkanal (23) aufweisendes Abluftkanalsystem (22) enthält, dem eine komplett im Innern des Abluftkanalsystems (22) plazierte Schalldämpfeinrichtung (28) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Abluftkanal (23) die zugeordneten Ventile (2) in einzelnen Kommunikationsbereichen (25) zumindest partiell unmittelbar durchsetzt, wobei die Schalldämpfeinrichtung (28) derart in den zentralen Abluftka­ nal (23) integriert ist, daß sie sich über sämtliche Kommuni­ kationsbereiche (25) hinweg erstreckt.

3. Ventilbatterie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schalldämpfeinrichtung (28) mindestens eine in den zentralen Abluftkanal (23) eingesetzte Schall­ dämpfpatrone (32) enthält.

4. Ventilbatterie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schalldämpfpatrone (32) lösbar in den zentralen Abluftkanal (23) eingesetzt ist.

5. Ventilbatterie nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch eine hohlzylindrische oder vollzylindrische Ausgestal­ tung der Schalldämpfpatrone (32).

6. Ventilbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß sich der Fluidverteiler (3) aus ei­ ner Mehrzahl insbesondere lösbar aneinandergesetzter Fluid­ verteilermodule (7) zusammensetzt, denen zumindest teilweise mindestens ein Ventil (2) zugeordnet ist.

7. Ventilbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ventile (2) zumindest teilweise in den Fluidverteiler (3) integriert sind.