DE4409667C1

DE4409667C1 - Wegeventilanordnung mit Wegeventil und Grundplatte

Info

Publication number: DE4409667C1
Application number: DE19944409667
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Scharnowski; Helmut Dipl Ing Goettling; Ralf Kook
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1994-03-15
Filing date: 1994-03-15
Publication date: 1995-08-24
Anticipated expiration: 2014-03-16

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung mit Wegeventil und Grundplatte oder Grundplattenelement, wobei das Wegeventil über drei Druckmittelaus- bzw. -eingänge verfügt, welche an einer der Außenflächen des Ventiles vorzugsweise an der der Grundplatte im montierten Zustand zugewandten Außenfläche des Ventiles austreten und mit entsprechenden Druckmittelleitungen der Grundplatte über Dichtelemente nach außen abgedichtet in druckmittelschlüssigen Kontakt bringbar sind.

Ventilanordnungen dieser Art werden allgemein als Grundplattenventile bezeichnet, da diese auf entsprechend als Grundplatte bezeichnete Armaturen aufsteckbar oder arretierbar sind. Solche Ventileinheiten findet man auch bei sogenannten Ventilinseln. Dabei handelt es sich um zu Baugruppen zusammengesteckte Ventilgruppen.

Je nach Einsatzfall sind für entsprechende Funktionen unterschiedliche Ventile gefragt. Man ist daher dazu übergegangen, zumindest im Druckmittelanschlußbereich der Ventile zur Grundplatte genormte oder vereinheitlichte Steck- oder Kopplungsgeometrien zu wählen. Aus der DE 27 04 869 A1 ist eine pneumatische Schaltungsanordnung bekannt, die zwischen einer Grundplatte und einer Platte ein Dichtelement aufweist, das einstückig ausgebildet ist und neben der Dichtfunktion in Abhängigkeit von dem ausgewählten Dichtelement Ventilein- oder -ausgänge druckmittelschlüssig unterschiedlich miteinander verbindet. Vorgesehen ist dabei die Verwendung unterschiedlicher pneumatischer Logikbausteine, die auf die angege bene Weise miteinander verbindbar sind. Es kann hiermit beispielsweise eine Mehrzahl von Ventilen miteinander verschaltet werden. Aus der DE 28 52 685 A1 ist desweiteren eine Ein richtung mit Grundplatten für eine Ventilbatterie bekannt, bei welcher die Grundplattenele mente Druckmittelleitungen aufweisen und dieselben miteinander verbindbar sind.

Somit ist es möglich, auf einer beispielsweise größeren Grundplatte an den entsprechenden Stellen jeweils Ventile anzuordnen, die die entsprechenden Funktionen aufweisen. Dennoch verbleibt nachteiligerweise, daß die Ventilfunktion auf den Anwendungsfall zugeschnitten sein muß. Daß heißt mit anderen Worten, dort wo ein 2/2-Wegeventil gefordert ist, muß auch ein solches eingesetzt werden, und dort wo ein 3/2-Wegeventil gefordert wird, ist ein entsprechendes einzusetzen. Dies führt dazu, daß aus fertigungstechnischen Gründen zwar die Bauformen und die Anschlußflächen bzw. Anschlußelemente vereinheitlicht sind, aber die Ventile im Inneren auf ihre entsprechende Funktion ausgestaltet sein müssen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Ventilanordnung mit Wegeventil mit einer vereinheitlichten Funktion herstellen zu können, deren Ventilfunktion von außen, bei der Montage des Ventiles auf die Grundplatte, ausgewählt werden kann.

Die gestellte Aufgabe wird bei einer Ventilanordnung der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dichtelemente einstückig zu einer gemeinsamen Dichtung zusammengefaßt sind, und die Dichtung so ausgebildet ist, daß sie zwei der drei Ventilein- bzw. -ausgänge druckmittelschlüssig miteinander verbindet. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Dichtung ist also so ausgebildet, daß sie immer zwei der drei Druckmittelein- bzw. -ausgänge des Ventiles druckmittelschlüssig miteinander verbindet und diese dann mit der entsprechenden Druckmittelleitung der Grundplatte verbindet.

Dies führt dazu, daß beispielsweise ein 3/2-Wegeventil als generalisiertes Ventil hergestellt und verwendet werden kann und durch die entsprechende Positionierung der Dichtung die spezifisch gewünschte Ventilfunktion, beispielsweise die eines 2/2-Wegeventiles mit spezifischem Fail-Safe-Verhalten, bei der Montage gewählt werden kann. Dabei ist in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung die Dichtung mit einem Durchgangsloch und mit einem Langloch versehen. Das Langloch erfüllt dabei im montierten Zustand die Funktion, zwei Druckmittelein- bzw. -ausgänge des Ventiles druckmittelschlüssig miteinander zu verbinden und des weiteren einen druckmittelschlüssigen Kontakt zu einem der von der Dichtung umfaßten Druckmittelein- bzw. -ausgang der Grundplatte zu bewerkstelligen. Das einfache Durchgangsloch der Dichtung fluchtet im Montagezustand lediglich mit dem anderen Druckmittelein- bzw. -ausgang der Grundplatte. Dies wird in konstruktiv einfacher Ausführung durch die Tatsache begünstigt, daß 3/2-Wegeventile mit drei Druckmittelein- bzw. -ausgängen und die Grundplatten bzw. Grundplattenelemente im Ventilsteckbereich mit jeweils zwei Druckmittelein- bzw. -ausgängen versehen sind. Es ergibt sich also der Vorteil, daß die Fertigung von Wegeventilen drastisch verbilligt werden kann, indem nunmehr mit hohen Stückzahlen nur noch eine Kategorie von Wegeventilen hergestellt wird und sowohl die 3/2-Wegeventilfunktion als auch die 2/2-Wegeventilfunktion mit jeweilig veränderbarem, d. h. anpaßbarem Fail-Safe-Verhalten bei der Montage der Ventile auf der Grundplatte, gewählt werden kann.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im nachfolgenden näher beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 Ventil und Grundplatte in Seitenansicht,

Fig. 2a-c Grundplatte mit positionierter Dichtung für 3 Schaltfunktionen in Draufsicht,

Fig. 3a-c Anwendungsbeispiele, Schaltfunktion.

In Fig. 1 ist das auf die Grundplatte 20 montierte Ventil 10 zu erkennen. Die Grundplatte verfügt dabei über die in dieser Ansicht dargestellten beiden dem Ventil zugewandten Druckmittelanschlüsse P für Druckmittelversorgung und A für Arbeitsleitung. Das Ventil selbst weist an der der Grundplatte zugewandten Außenfläche die drei Ventilein- bzw. -ausgänge als Druckmittelanschlüsse R_v, A_v und R_v auf. Hierbei bedeutet R = Entlüftung, A = Arbeitsleitung und P = Druckmittelversorgung. Die Dichtung zwischen beiden Elementen Ventil und Grundplatte ist dabei nun so eingelegt, daß zwei der Druckmittelleitungen des Ventils, in diesem Falle der Druckmittelanschluß P_v und A_v druckmittelschlüssig zusammengefaßt sind kund in einen Druckmitteleingang zur Arbeitsleitung A der Grundplatte münden, welcher druckmittelschlüssig eine Verbindung zum Druckmittelanschluß der Arbeitsleitung A aufweist. Der Druckmittelanschluß R_v des Ventiles fluchtet dabei in die hier nicht dargestellte Entlüftung R.

Fig. 2 zeigt die Abbildung der Fig. 1 in der Dichtungsebene. Aus den Fig. 2a bis 2c geht eine Grundplatte 20 hervor, welche für vier Ventile vorgesehen ist. Hierbei handelt es sich um den Anwendungsfall der Druckmittelbeaufschlagung eines doppelt wirkenden Arbeitszylinders. Für diesen, hier nicht weiter dargestellten Arbeitszylinder sind pro Kolbenseite jeweils zwei Ventile vorgesehen. Als Ventile werden 3/2-Wege-Ventile verwendet. Durch entsprechende Einlegung der Dichtung zwischen dem jeweiligen Ventil 10 und der Grundplatte 20 werden die jeweils zwei Ventile pro Kolbenseite zur Erzielung eines bestimmten Fail-Safe-Verhaltens zusammengeschaltet. Die Fig. 2a bis 2c stellen dabei durch Angabe der Dichtungsposition drei verschiedene vorwählbare Fail-Safe-Verhalten dar, die auch in Fig. 3a bis 3c noch näher ausgeführt sind. In Fig. 2a sind die entsprechenden paarweise Verschaltungen dargestellt, zur Erzielung des ersten Fail-Safe-Verhaltens, bei dem der spannungslose Zustand (0 Volt am Betätigungsmagneten 30) die Arbeitsleitung A abgeschlossen ist.

Fig. 2b repräsentiert den Fall, bei dem durch die entsprechende Änderung der Dichtungsposition der Zustand erreicht wird, in dem spannungslos, die Arbeitsleitung A belüftet ist. Fig. 2c stellt dabei den Zustand dar, in dem spannungslos die Arbeitsleitung A entlüftet ist. Hierbei ist beim Vergleich der Fig. 2a bis 2c zu erkennen, daß durch entsprechende Veränderung der Lage der Dichtung jeweils immer zwei der drei Öffnungen der Druckmittelanschlüsse A_v, P_v, R_v des Ventiles 10 zusammengefaßt werden und die entsprechende Leitung in den entsprechenden Anschluß der Grundplatte münden. Um dies deutlich zu machen, sind in den Fig. 2a bis 2c die Ventile 10 weggelassen, wobei jedoch die einzelnen Anschlüsse P_v, A_v und R_v der Ventile mit angedeutet sind. Hierdurch kann deutlich gemacht werden, welche der entsprechenden Anschlüsse des jeweiligen Ventiles 10 zusammengefaßt werden. Hierzu verfügt die Dichtung 40 jeweils über ein Langloch 41 und ein Durchgangsloch 42, wobei über das Langloch 41 dann die entsprechenden Ventilanschlüsse zusammengefaßt werden. In Fig. 3a bis 3c sind diese drei in Fig. 2a bis 2c dargestellten Dichtungspositionen in Wirkverbindung mit der dadurch erzielten Ventilfunktion dargestellt.

Fig. 3 zeigt drei Anwendungsbeispiele bezüglich der mit der Erfindung erreichten Ventilfunktionen. Fig. 3a zeigt im linken Bildteil die Anwenderfunktion, nämlich daß im spannungslosen Zustand die Arbeitsleitung A abgeschlossen ist. Im mittleren Bildteil sind die Druckmittelkanäle der Ventile sowie ihre Verschaltung bezüglich ihrer Funktion symbolisch dargestellt. Die dort durchgezeichneten druckmittelschlüssigen Verbindungen entstehen körperhaft erst durch die entsprechende Positionierung der Dichtung. Die beiden Ventile zeigen, daß zwischen der Arbeitsleitung A und der Druckmittelversorgung P sowie der Entlüftung R keine druckmittelschlüssige durchgehende Verbindung herrscht. Im mittleren Bildteil ist weiterhin dargestellt, welche Wirkung eine entsprechend angelegte Einlegung der erfindungsgemäßen Dichtung hat. Der oder die dadurch erzielten Dichtpunkte sind in diesem mittleren Bildteil dargestellt. Im rechten Bildteil zu Fig. 3a ist gezeigt, wie durch die erfindungsgemäße Einbringung der erfindungsgemäß ausgestalteten Dichtung die im Bildteil 3a dargestellte Ventilfunktion in dem dort geforderten Fail-Safe-Fall durch zwei entsprechend verschaltete 3/2-Wegeventile erzielt wird. Die geschwungenen Doppel linien zeigen, welche Druckmittelverbindungen gemäß den im mittleren Bildteil dargestellten Dichtpunkte getrennt sind, und den entsprechenden Fail-Safe-Fall bewirken.

Fig. 3b zeigt den Fail-Safe-Fall (U = 0 Volt) bei dem die Arbeitsleitung A belüftet ist. In diesem Fall schaltet das druckmittelleitungsseitige Ventil die Druckmittelleitung P in die Druckmittelleitung A durch. Der mittlere Bildteil von Fig. 3b zeigt, welche Dichtpunkte durch das entsprechende Einlegen der erfindungsgemäßen Dichtung dazu wirkungsmäßig notwendig sind.

Im rechten Bildteil von Fig. 3b ist dargestellt, an welchen Stellen die Druckmittelverbindungen getrennt sind, wobei zu erkennen ist, daß über das rechte 3/2-Wegeventil in dieser Schaltposition der Druckmittelanschluß P in die Arbeitsleitung A durchgeschaltet ist und das linke 3/2-Wegeventil die Arbeitsleitung A von der Entlüftung R trennt.

Fig. 3c zeigt im linken Bildteil den Fail-Safe-Fall (U = 0 Volt) in dem die Arbeitsleitung A entlüftet ist. Hierbei ist die Druckmittelversorgung P von der Arbeitsleitung A getrennt und die Arbeitsleitung in die Entlüftung R durchgeschaltet. Der mittlere Bildteil von Fig. 3c zeigt die dazu notwendige Dichtposition. Im rechten Bildteil von Fig. 3c ist diese Funktion wiederum durch zwei entsprechend verschaltete 3/2-Wegeventile dargestellt. Auch hier ist an den entsprechenden Stellen die jeweilige Druckmittelverbindung durch die entsprechenden Dichtpunkte aufgetrennt, wobei hier zu erkennen ist, daß die Arbeitsleitung über das linke 3/2-Wegeventil in die Entlüftung durchgeschaltet ist.

Aus der Gesamtschau der rechten Bildteile der Fig. 3a bis 3c ist zu erkennen, daß die drei unterschiedlichen Ventilfunktionen im Fail-Safe-Fall durch gleiche Ventile, und gleiche Ventilverschaltungen bzw. Verbindungsleitungen erreicht wird, bei denen nur durch Umlegen der Dichtung die entsprechende Funktion anwählbar ist.

Dies ergibt nun insgesamt den bereits dargestellten Vorteil, daß trotz unterschiedlicher Ventilfunktionen nur eine Ventilausgestaltung sowie eine Ventilverschaltung notwendig ist, und die entsprechend individuellen Funktionen einzig durch Umlegen eines entsprechend ausgebildeten Dichtelementes erfolgen kann. Dies führt dazu, daß man sich bei der Fertigung solcher Grundplattenventile mit Grundplatten auf einen Ventiltyp beschränken kann, und die Ventilfunktionen Anwender, d. h. Kundenseitig einfach durch Umlegen der Dichtung gewählt werden können. Es entsteht somit eine erhebliche Vereinfachung in der Fertigung. Zudem wird das System kundenfreundlich, da der Kunde die entsprechende Applikation entweder selbst wählen kann, oder ohne Austausch der Grundplatten oder der Ventile die Ventilfunktionen verändern kann.

Claims

1. Ventilanordnung mit Wegeventil und Grundplatte oder Grundplattenelement, wobei das Wegeventil über drei Druckmittelaus- bzw. -eingänge (R, P, A) verfügt, welche an einer der Außenflächen des Ventiles, vorzugsweise an der der Grundplatte im montierten Zustand zugewandten Außenfläche des Ventiles austreten und mit entsprechenden Druckmittelleitungen der Grundplatte über Dichtelemente nach außen abgedichtet in druckmittelschlüssigen Kontakt bringbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß dies Dichtelemente einstückig zu einer gemeinsamen Dichtung (40) zusammengefaßt sind, und die Dichtung (40) so ausgebildet ist, daß sie neben der Funktion der Abdichtung nach außen zwei der drei Ventilein- bzw. -ausgänge (R_v, A_v, P_v) druckmittelschlüssig miteinander verbindet.

2. Ventilanordnung mit Wegeventil und Grundplatte oder Grundplattenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsgeometrie derartig ausgebildet ist, daß durch eine Verdrehung der Dichtung in der Dichtebene, gewählt werden kann, welche zwei der drei Ventilaus- bzw. -eingänge druckmittelschlüssig miteinander verbindbar sind.

3. Ventilanordnung mit Wegeventil und Grundplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (40) mit einem Durchgangsloch (42) und mit einem Langloch (41) versehen ist.

4. Ventilanordnung mit Wegeventil und Grundplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (20) mit zwei Druckmittelein- bzw. -ausgängen versehen ist, welche mit zwei der Druckmittelein- bzw. -ausgänge des Ventiles (10) im montierten Zustand fluchten.

5. Ventilanordnung mit Wegeventil und Grundplatte nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung der Ventilanordnung für druckmittelbetriebene Arbeitszylinder mindestens zwei Ventile für jede mit Druckmittel beaufschlagbare Kolbenseite vorgesehen sind, wobei die beiden Arbeitsleitungsausgänge druckmittelschlüssig zusammengelegt sind, und daß durch Umlegen, bzw. Drehen der Dichtung die drei Ventilfunktionen

a) spannungslos, A abgeschlossen
b) spannungslos, A belüftet
c) spannungslos, A = entlüftet, unter Verwendung eines einzigen Ventiltyps vorwählbar sind.

6. Ventilanordnung mit Wegeventil und Grundplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als vereinheitlicher Ventiltyp ein 3/2-Wegeventil einsetzbar ist.