DE60129900T2

DE60129900T2 - Ventilmodul mit Positionssensor

Info

Publication number: DE60129900T2
Application number: DE60129900T
Authority: DE
Inventors: Shinji Yawara-mura Tsukuba-gun Miyazoe; Makoto Yawara-mura Tsukuba-gun Ishikawa
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2000-09-12
Filing date: 2001-08-29
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2021-08-30
Also published as: CN1162632C; US6505642B2; KR100415784B1; KR20020021044A; TW510465U; EP1186814A2; JP3609331B2; EP1186814A3; JP2002089742A; DE60129900D1; EP1186814B1; US20020029809A1; CN1342859A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventilmodul mit einem elektromagnetischen Ventil und einer Positionsbestimmungsfunktion zum Erfassen einer Betriebsstellung eines elektromagnetischen Ventils, das einen Magneten und einen magnetometrischen Sensor verwendet.
Ein bekanntes elektromagnetisches Ventil, in dem die Betriebsstellung eines Abstandsringes erfasst werden kann, das einen Magneten und einem magnetometrischen Sensor verwendet, ist in der Japanischen Gebrauchsmusteranmeldung, offen gelegt unter Nr. 2-66784 , offenbart. Bei diesem elektromagnetischen Ventil ist der Magnet an einer äußeren Peripherie des Abstandsringes angebracht und der magnetometrische Sensor ist an einem Gehäuse angebracht. Wenn sich der Abstandsring zu einer Schaltstellung bewegt, nimmt der magnetometrische Sensor den Magneten wahr und wird eingeschaltet. Wenn sich der Abstandsring zu der anderen Schaltstellung bewegt, wird der magnetometrische Sensor vom Magneten separiert und ausgeschaltet. Der magnetometrische Sensor ist über einen Leiter, der außerhalb des Gehäuses des elektromagnetischen Ventils verläuft, an ein Steuergerät angeschlossen.
Elektromagnetische Ventile dieses Typs beinhalten ein als Verteiler verwendetes Ventil, das auf eine Verteilerbasis aufgesetzt ist. Das Ventilmodul wird normalerweise gebildet, indem ein oder mehrere elektromagnetische Ventile so auf einer Verteilerbasis positioniert werden, dass Druckfluid und Energie den jeweiligen elektromagnetischen Ventilen zusammen durch die Verteilerbasis zugeführt werden.
In so einem Ventilmodul ist es ähnlich der oben beschriebenen Art und Weise möglich, die Betriebsstellungen der elektromagnetischen Ventile unter Verwendung eines Magneten und eines magnetometrischen Sensors zu erfassen. Wenn jedoch der magnetometrische Sensor am Gehäuse des elektromagnetischen Ventils wie in der bekannten Anordnung angebracht ist, ist es erforderlich, einen Leiter außerhalb des Gehäuses entlang zu führen und den Leiter zu einem elektrischen Verbindungsabschnitt der Verteilerbasis zu führen und an diesen anzuschließen. Im Ergebnis sind Probleme, wie mühevolle und unordentliche Leitungsverlegung und die störende Einwirkung des Leiters auf andere Funktionen zu erwarten. Weil der Sensor durch den Leiter an die Verteilerbasis angeschlossen ist, muss er vom Gehäuse gelöst werden oder der Leiter muss von der Verteilerbasis getrennt werden, um die Verteilerbasis und das elektromagnetische Ventil bei der Wartung voneinander zu trennen, und auf diese Art und Weise ist die Handhabung mühevoll.
Obwohl die obigen Probleme gelöst werden können, indem Einführungsbohrungen im elektromagnetischen Ventil und der Verteilerbasis zur Verfügung gestellt werden und der Leiter durch die Einführungsbohrungen zum elektrischen Verbindungsabschnitt geführt wird, ist es schwierig die durchgehenden Bohrungen für den Leiter neu zur Verfügung zu stellen, weil eine Vielzahl von Durchflusswegen, Montagebohrungen und dergleichen bereits im elektromagnetischen Ventil und der Verteilerbasis in komplizierten Anordnungen vorhanden sind.
Es ist ein Ziel der Erfindung ein Ventilmodul zur Verfügung zu stellen, bei dem die Anbringung eines magnetometrischen Sensors und die Leitungsverlegung leicht sind und das bei der Wartung leicht handhabbar sowie mit einer Positionsbestimmungsfunktion ausgestattet ist.
Die EP-A-0844425 offenbart eine Vorrichtung zum Erfassen eines Ventilabstandsrings. Ein verschiebbarer Ventilabstandsring trägt eine Vielzahl von abgegrenzten Zielpunkten. Die Zielpunkte sind vorzugsweise axial voneinander abgesetzt und befinden sich an einem Ende des Ventilabstandsrings. Ein Detektor, der im Ventil angebracht ist, erfasst jeden Zielpunkt, wenn jeder Zielpunkt in einen Erfassungsbereich des Detektors eintritt. Der Detektor erzeugt ein eindeutiges, indikatives Ausgangssignal für einen Zielpunkt, der sich im Erfassungsbereich des Detektors befindet. Eine Steuereinrichtung bestimmt in Reaktion auf das Ausgangssignal des Detektors die genaue Position des Abstandsrings.
In Übereinstimmung mit der Erfindung wird ein Ventilmodul zur Verfügung gestellt, das durch Verbindung eines elektromagnetischen Ventils zur Steuerung von Druckfluid, einer Verteilerbasis zur Versorgung des elektromagnetischen Ventils mit Druckfluid und Energie und eines Zwischenblocks, angeordnet zwischen dem elektromagnetischen Ventil und der Verteilerbasis zur Verfügung gestellt, wobei das elektromagnetische Ventil ein Gehäuse beinhaltet, das eine Verbindungsfläche zum Anbringen des elektromagnetischen Ventils am Zwischenblock aufweist, ein Ventilelement, das im Gehäuse vorhanden ist, elektromagnetische Antriebsmittel für den Antrieb des Ventilelementes, die Antriebsmittel umfassend ein oder mehrere Servoventil(e) und eine Vielzahl durchgehender Bohrungen P₁, A₁, B₁, EA₁, EB₁, die in die Verbindungsfläche des Gehäuses öffnen, wobei die Verteilerbasis eine Positionierungsfläche beinhaltet, auf der der Zwischenblock positioniert wird, und eine Vielzahl durchgehender Bohrungen P₂, A₂, B₂, EA₂, EB₂, die in die Verbindungsfläche öffnen, und wobei der Zwischenblock eine erste Verbindungsfläche, auf deren oberer Seite das elektromagnetische Ventil positioniert wird, eine zweite Verbindungsfläche, deren untere Seite der Positionierung des Zwischenblocks auf der Verteilerbasis dient, beinhaltet und eine Vielzahl von Verbindungsbohrungen zur Verbindung der durchgehenden Bohrungen des elektromagnetischen Ventils und der Verteilerbasis miteinander, dadurch gekennzeichnet, dass das elektromagnetische Ventil einen Magneten zum Erfassen der Position des Ventilelementes, und der sich in Synchronisation mit diesem bewegt, beinhaltet und eine Aussparung in der Verbindungsfläche des Gehäuses an einer Position, die mit dem Magneten korrespondiert; dass die Verteilerbasis einen ersten Steckverbinder verbindbar mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung des elektromagnetischen Ventils beinhaltet; dass der Zwischenblock mindestens einen magnetometrischen Sensor beinhaltet, der so angebracht ist, dass er von der ersten Verbindungsfläche zum elektromagnetischen Ventil hin vorragt und in der Aussparung aufgenommen wird, wenn das elektromagnetische Ventil auf der ersten Verbindungsfläche positioniert wird, und dadurch, dass das Ventilmodul eine Einführungsbohrung beinhaltet, durch die ein Leiter zur Verbindung des magnetometrischen Sensors und des ersten Steckverbinders eingeschoben wird.
Im Ventilmodul, das die oben beschriebene Bauart aufweist, ist der Zwischenblock zwischen der Verteilerbasis und dem elektromagnetischen Ventil angeordnet, der magnetometrische Sensor ist am Zwischenblock vorgesehen und die Einführungsbohrung ist vorhanden, durch die der Leiter zur Verbindung des magnetometrischen Sensors und der erste Steckverbinder in die Verteilerbasis eingesetzt wird.
Dadurch ist die Anbringung des magnetometrischen Sensors leicht und die Verkabelung kann ordentlich ausgeführt werden, da der Leiter nicht entlang der Außenseite geführt werden muss. Darüber hinaus wird der Aufbau vereinfacht und das Design leicht gemacht, weil es nicht nötig ist, die Einführungsbohrungen im elektromagnetischen Ventil und der Verteilerbasis, die eine Vielzahl von Durchflusswegen, Montagebohrungen und dergleichen in komplizierten Anordnungen aufweisen können, zur Verfügung zu stellen.
Der magnetometrische Sensor ragt aus dem Zwischenblock heraus, die Vertiefung ist in das Gehäuse des elektromagnetischen Ventils eingeformt, und der magnetometrische Sensor wird in einer vorher festgelegten Position in der Vertiefung angebracht, indem das elektromagnetische Ventil auf den Zwischenblock aufgesetzt wird. Dadurch ist die Montage des magnetometrischen Sensors einfach. Darüber hinaus ist die Handhabung einfach, weil es nicht erforderlich ist, den magnetometrischen Sensor von der Verteilerbasis abzunehmen oder den Leiter von der Verteilerbasis zu trennen, wenn Verteilerbasis und elektromagnetisches Ventil für die Wartung voneinander getrennt werden.
Es ist wünschenswert, dass ein hohler vorstehender Abschnitt an der ersten Montagefläche des Zwischenblocks vorhanden ist und dass der vorstehende Abschnitt als Positionierungsmittel bei der Verbindung des Zwischenblocks und des elektromagnetischen Ventils sowie als Halterung für die Unterbringung des magnetometrischen Sensors dient.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das elektromagnetische Ventil ein elektromagnetisches Ventil mit Abstandsring, die Antriebsmittel sind ein oder zwei elektromagnetisch betriebene Servoventil(e) und Kolben an gegenüber liegenden Seiten des Ventilelementes, die durch Steuerfluid betrieben werden. Der Magnet ist entweder am Ventilelement oder den Kolben angebracht oder eine Magnethalterung ist zwischen einem der Kolben und dem Ventilelement angeordnet, um sich in Synchronisation mit dem Kolben und dem Ventilelement zu bewegen, und der Magnet ist an der Magnethalterung angebracht.
Es ist wünschenswert, dass der Magnet so angebracht ist, dass er vom Druckfluid bzw. dem Steuerfluid separiert ist.
Die Erfindung wird nun am Beispiel unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben, von denen:
1 eine Schnittdarstellung eines Teils eines ersten Ausführungsbeispiels eines Ventilmoduls entsprechend der vorliegenden Erfindung ist.
2 eine perspektivische Darstellung ist, die das Ventilmodul aus 1 aufgelöst in Einzelteile und teilweise in Schnittperspektive zeigt.
3 eine Schnittdarstellung entlang der Linie III-III von 1 ist.
4 eine Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Ventilmoduls entsprechend der vorliegenden Erfindung ist.
5 eine perspektivische Darstellung ist, die das Ventilmodul aus 4 aufgelöst in Einzelteile und teilweise in Schnittperspektive zeigt.
6 eine Schnittdarstellung eines Teils eines dritten Ausführungsbeispiels eines Ventilmoduls der Erfindung ist.
Die 1 bis 3 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines Ventilmoduls 100, gebildet durch aufeinanderfolgendes Aufeinandersetzen und festes Verbinden eines elektromagnetischen Ventils 1 zur Steuerung von Druckfluid wie Druckluft, einer Verteilerbasis 2 zur Versorgung des elektromagnetischen Ventils 1 mit dem Druckfluid und Energie und eines Zwischenblocks 3, der zwischen dem elektromagnetischen Ventil 1 und der Verteilerbasis 2 angeordnet ist.
Das elektromagnetische Ventil 1 ist ein elektromagnetisches Ventil mit zwei Servoventilen und beinhaltet eine Hauptventil 4 und zwei elektromagnetisch betriebene Servoventile 5a und 5b, die nebeneinander an einem Ende des Hauptventils 4 angebracht sind, und das Hauptventil 4 wird umgeschaltet, indem diese Servoventile 5a und 5b genutzt werden. Das Hauptventil 4 ist als Fünf-Wege-Ventil ausgebildet und hat ein Gehäuse 6, das aus nicht magnetischem Material besteht. Das Gehäuse 6 besteht aus einem ersten Element 6a mit einem rechteckigen Querschnitt, einem zweiten Element 6b, das mit einem Ende des ersten Elementes 6a verbunden ist und auch als Adapter zur Anbringung der Servoventile 5a und 5b fungiert, einem dritten Element 6c, das mit dem anderen Ende des ersten Elementes 6a verbunden ist und als Endplatte zum Verschließen eines Endabschnittes des Gehäuses fungiert, und einem vierten Element 6d, das zwischen dem dritten Element 6c und dem ersten Element 6a und einer unteren Fläche des Gehäuses 6 angeordnet ist, ausgebildet als substantiell ebene Montagefläche 1a zum Aufsetzen und Fixieren des Gehäuses 6 auf einer oberen Fläche des Zwischenblocks.
An einem Abschnitt der Montagefläche 1a sind in Übereinstimmung mit der unteren Fläche des ersten Elementes 6a eine durchgehende Zuführungsbohrung P₁, zwei durchgehende Ausgangsbohrungen A₁ und B₁ auf einander gegenüber liegenden Seiten der durchgehenden Zuführungsbohrung P₁ vorhanden, und zwei durchgehende Ablassbohrungen EA₁ und EB₁ sind an einander gegenüber liegenden Seiten der durchgehenden Ausgangsbohrungen A₁ und B₁ vorhanden. Innerhalb des ersten Elementes 6a ist eine Ventilbohrung 7 vorhanden, in die die jeweiligen durchgehenden Bohrungen in axialer Richtung nebeneinander öffnen, und ein Abstandsring 8, der ein Ventilelement zum Umschalten der Durchflusswege ist, ist gleitend in der Ventilbohrung 7 untergebracht.
Eine Vielzahl von Dichtungselementen 9 zur Abteilung eines Durchflussweges, der die jeweiligen Ports miteinander verbindet, sind an einer äußeren Peripherie des Abstandsrings 8 vorhanden und ein Dichtungselement des Endabschnittes 9a zur Separierung einer Entlüftungskammer 10, die an jedem der Endabschnitte des Abstandsrings 8 liegt, und des Durchflussweges des Arbeitsfluids in der Ventilbohrung 7 voneinander ist an einer äußeren Peripherie jeder der einander gegenüber liegenden Endabschnitte des Abstandsrings 8 vorhanden.
Andererseits sind in das zweite Element 6b und das dritte Element 6c jeweils Kolbenkammern 11a und 11b eingeformt. Von den Kolbenkammern 11a und 11b weist die erste Kolbenkammer 11a, die im zweiten Element 6b ausgebildet ist, einen großen Durchmesser auf und ein erster Kolben 12a mit einem großen Durchmesser ist gleitend in der ersten Kolbenkammer 11a untergebracht. Die zweite Kolbenkammer 11b, die im dritten Element 6c ausgebildet ist, weist einen kleineren Durchmesser auf als die erste Kolbenkammer 11a und ein zweiter Kolben 12b mit einem kleinen Durchmesser ist gleitend in der zweiten Kolbenkammer 11b untergebracht. Von diesen Kolben ist der erste Kolben 12a in losem Kontakt mit einer Endfläche des Abstandsrings 8 oder fest mit dem Abstandsring 8 verbunden und der andere, zweite Kolben 12b ist in Kontakt mit einer Endfläche des Abstandsrings 8 über eine Magnethalterung 19, die gleitend im vierten Element 6d zur Verfügung steht. Die Magnethalterung 19 besitzt eine kreisrunde, zylindrische Form und gleitet in der Entlüftungskammer 10 in Synchronisation mit dem Abstandsring 8 und dem zweiten Kolben 12b.
Die erste und die zweite Druckkammer 13a und 13b sind jeweils an den rückseitigen Flächen der entsprechenden Kolben 12a und 12b ausgebildet, d.h. an Flächen, die den Flächen auf der Seite des Abstandsrings 8 gegenüber liegen. Die Entlüftungskammern 10, 10, die durch Bohrungen (nicht dargestellt) nach außen geöffnet sind, sind jeweils zwischen den entsprechenden Kolben 12a und 12b und dem Abstandsring 8 ausgebildet. Diese Druckkammern 13a, 13b und die Entlüftungskammem 10, 10 sind luftdicht voneinander getrennt durch Teile der Kolbendichtungen 15, 15, die an äußeren Peripherien der Kolben 12a und 12b angebracht sind.
Die erste Druckkammer 13a, die sich an einer Seite des ersten Kolbens 12a befindet, der den großen Durchmesser aufweist, kommuniziert mit einem Zuführungsport P durch einen Durchflussweg 16 zur Zuführung von Steuerdruck, einen manuellen Bedienungsmechanismus 17a (siehe 2), der an einem Hilfsblock 14 vorhanden ist, das eine Servoventil 5a und einen Ausgangsdurchflussweg für Steuerdruck 18a. Die zweite Druckkammer 13b, die sich an einer Seite des zweiten Kolbens 12b befindet, der den kleinen Durchmesser aufweist, kommuniziert mit dem Zuführungsport P durch den Durchflussweg für Steuerdruck 16, das andere Servoventil 5b, einen Ausgangsdurchflussweg für Steuerdruck 18b, einen manuellen Bedienungsmechanismus 17b und einen Ausgangsdurchflussweg für Steuerdruck 18c.
Wenn das eine Servoventil 5a ausgeschaltet ist, öffnet die erste Druckkammer 13a in die Atmosphäre, das andere Servoventil 5b ist eingeschaltet und Steuerfluid vom Durchflussweg 16 zur Zuführung von Steuerdruck wird der zweiten Druckkammer 13b durch die Ausgangsdurchflusswege für Steuerdruck 18b und 18c zugeführt, der Abstandsring 8 wird durch den zweiten Kolben 12b zu einer ersten Schaltstellung gedrückt, die nach links versetzt ist, wie in 1 dargestellt. Wenn das Umschalten zwischen den Servoventilen 5a und 5b von diesem Zustand ausgehend so ausgeführt wird, dass das Servoventil 5a eingeschaltet wird und das Servoventil 5b ausgeschaltet wird, öffnet die zweite Druckkammer 13b in die Atmosphäre und das Steuerfluid wird der ersten Druckkammer 13a zugeführt. Dadurch wird der Abstandsring 8 durch den Kolben 12a nach rechts gedrückt und nimmt eine zweite Schaltstellung ein.
Die manuellen Bedienungsmechanismen 17a und 17b dienen jeweils dem manuellen Erreichen der Schaltzustände ähnlich den Fällen, in denen die Servoventile 5a und 5b eingeschaltet werden, und sie werden während eines Ausfalls der Energieversorgung oder einer Betriebsstörung der Servoventile genutzt. Mit anderen Worten, der manuelle Bedienungsmechanismus 17a entspricht dem Servoventil 5a. Durch Herunterdrücken eines Bedienelementes 17c kommunizieren der Durchflussweg zur Zuführung von Steuerdruck 16 und der Ausgangsdurchflussweg für Steuerdruck 18a direkt miteinander und Steuerfluid wird der ersten Druckkammer 13a vom Zuführungsport P zugeführt. Der andere manuelle Bedienungsmechanismus 17b entspricht dem Servoventil 5b. Durch Herunterdrücken eines Bedienelementes 17c kommunizieren der Durchflussweg zur Zuführung von Steuerdruck 16 und der Ausgangsdurchflussweg für Steuerdruck 18c direkt miteinander und das Steuerfluid wird der zweiten Druckkammer 13b vom Zuführungsport P zugeführt.
Die Servoventile 5a und 5b sind die elektromagnetisch betriebenen Servoventile für das Öffnen und Schließen der Durchflusswege für Steuerfluid durch Erregung eines Elektromagneten. Da der Aufbau und die Betriebsabläufe der Servoventile 5a und 5b ähnlich denen von bekannten Servoventilen sind, werden konkrete Beschreibungen von ihnen weg gelassen.
An der Magnethalterung 19 ist ein Magnet 20 als zu erfassender Körper beim Erfassen einer Betriebsstellung des Abstandsringes 8 angebracht. Geeignet als ein solcher Magnet 20 ist zum Beispiel einer, der durch Einmischen von Metallpulver mit magnetischen Eigenschaften in ein weiches, elastisches Basismaterial wie synthetisches Harz und synthetisches Gummi in einer Ringform ausgebildet ist, die in einem Abschnitt des Umfangs eine Einkerbung aufweist. Der Magnet 20 wird angebracht, indem er in eine Montagenut an einer äußeren Peripherie der Magnethalterung 19 eingesetzt wird, während sich der Magnet 20 im Durchmesser elastisch ausdehnt. Durch Erfassen des Magneten 20, der sich mit dem Abstandsring 8 bewegt, mit einem magnetometrischen Sensor 21, der am Zwischenblock 3 angebracht ist, kann die Betriebsposition des Abstandsrings 8 erfasst werden.
Durch die Unterbringung des Magneten 20 in der Entlüftungskammer 10, wie oben beschrieben, ist es möglich zu vermeiden, dass der Magnet 20 in Kontakt mit dem Druckfluid oder dem Steuerfluid kommt. Darum, wenn Feuchtigkeit, chemischer Nebel, Partikel von magnetischem Material wie Metallpulver und dergleichen im Fluid enthalten sind, rostet oder korrodiert der Magnet 20 nicht durch Kontakt mit der Feuchtigkeit und dem chemischen Nebel und adsorbiert nicht die Partikel von magnetischem Material. Als ein Ergebnis treten die Reduktion der Genauigkeit der Positionserfassung durch die Verringerung der Magnetkraft und ein funktionsunfähiger Zustand des Abstandsrings 8 durch die adsorbierten kleinen Partikel nicht auf.
In der Montagefläche 1a des Gehäuses 6 des elektromagnetischen Ventils 1 ist eine Vertiefung 22 mit einem substantiell rechteckigen Querschnitt, in die der magnetometrische Sensor 21 eingesetzt ist, an einer Position ausgebildet, die eine Bodenfläche des vierten Elementes 6d ist und eine solche Tiefe aufweist, dass sie sich nah am Magneten 20 befindet.
Die Verteilerbasis 2 ist eine gestapelte Ausführung, die durch Zusammenschweißen einer Vielzahl von Verteilerbasen in einer Dicke-(Breite-)Richtung entsteht und aus nicht magnetischem Material hergestellt wird. Die Verteilerbasis 2 hat einen Durchflussweg, der den Abschnitt 2A bildet, der auf einer Seite einer Hälfte der Verteilerbasis 2 ausgebildet ist, und einen elektrischen Verbindungsabschnitt 2B, der an einer Seite der anderen Hälfte ausgebildet ist. Auf einer oberen Fläche der Verteilerbasis 2 ist eine Positionierungsfläche 2a über dem Durchflussweg bildenden Abschnitt 2A und dem elektrischen Verbindungsabschnitt 2B ausgebildet. Der Durchflussweg bildende Abschnitt 2A und der elektrische Verbindungsabschnitt 2B können integriert oder separat ausgebildet sein und miteinander verbunden werden.
Im Durchflussweg bildenden Abschnitt 2A sind der Zuführungsdurchflussweg P und ein Ablassdurchflussweg E, die in der Dickerichtung durch die Verteilerbasis 2 verlaufen, ausgebildet und zwei Ausgangsports A und B, die in eine Endfläche der Verteilerbasis 2 öffnen, sind ausgebildet. Der Zuführungsdurchflussweg P und der Ablassdurchflussweg E und die jeweiligen Ausgangsports A und B kommunizieren jeweils mit einer durchgehenden Zuführungsbohrung P₂, zwei durchgehenden Ablassbohrungen EA₂ und EB₂ und zwei durchgehenden Ausgangsbohrungen A₂ und B₂ über Verbindungsbohrungen, die im Durchflussweg bildenden Abschnitt 2A ausgebildet sind, die in die Montagefläche 2a öffnen. Wenn das elektromagnetische Ventil auf die Positionierungsfläche 2a aufgesetzt wird, kommunizieren die entsprechenden durchgehenden Bohrungen entsprechend mit der durchgehenden Zuführungsbohrung P₁, den beiden durchgehenden Ablassbohrungen EA₁ und EB₁ und den beiden durchgehenden Ausgangsbohrungen A₁ und B₁, die in die Montagefläche 1a des elektromagnetischen Ventils öffnen.
In der Zeichnung bezeichnet eine Bezugsziffer 24 eine Befestigungsbohrung, in die ein Bolzen eingesetzt wird und die Vielzahl von Verteilerbasen 2 miteinander verbindet und verbolzt, und Bezugsziffern 25 und 26 bezeichnen Positionierungsvorsprung und Einsetzbohrung, die an Positionen vorhanden sind, die einander auf gegenüber liegenden Flächen der Verteilerbasis 2 gegenüber liegen, und der Vorsprung 25 wird in die Einsetzbohrung 26 einer benachbarten Verteilerbasis 2 eingepasst.
Der elektrische Verbindungsabschnitt 2B beinhaltet eine Gehäusekammer 27, in der elektrische Komponenten zur Verbindung untergebracht sind. In dieser Gehäusekammer 27 ist ein erster Steckverbinder 28 vorhanden, der mit einer ersten Steckdose (nicht dargestellt) am Ende eines Leiters, der von einer Steuervorrichtung zur Steuerung des elektromagnetischen Ventils her kommt, verbunden ist, eine erste Leiterplatte 29, elektrisch verbunden mit dem ersten Steckverbinder 28, und eine zweite Steckdose 30a, verbunden mit der ersten Leiterplatte 29. Mit der zweiten Steckdose 30a ist ein zweiter Steckverbinder 30b, der am Zwischenblock 3 angebracht ist, verbunden.
Der Zwischenblock 3 ist zwischen dem elektromagnetischen Ventil 1 und der Verteilerbasis 2 so montiert, dass er nicht nach außen übersteht. Der Zwischenblock 3 ist so ausgebildet, dass er substantiell die gleiche Länge und Dicke (Breite) aufweist wie das elektromagnetische Ventil 1 bzw. die Verteilerbasis 2, und hat eine erste Montagefläche 3a an einer oberen Flächenseite, auf die das elektromagnetische Ventil 1 aufgesetzt wird, und eine zweite Montagefläche 3b an einer unteren Flächenseite für das Aufsetzen des Zwischenblocks 3 auf die Verteilerbasis 2.
Der Zwischenblock 3 besteht aus einem ersten Abschnitt 3A, der mit dem Hauptventil 4 des elektromagnetischen Ventils 1 und dem Durchflussweg bildenden Abschnitt 2A der Verteilerbasis 2 korrespondiert, und einem zweiten Abschnitt 3B, der mit den Servoventilen 5a und 5b und dem elektrischen Verbindungsabschnitt 28 der Verteilerbasis 2 korrespondiert. Eine Vielzahl von Verbindungsbohrungen 35 zur Verbindung der ersten Montagefläche 3a und der zweiten Montagefläche 3b stehen im ersten Abschnitt 3A zur Verfügung und die Vielzahl von durchgehenden Bohrungen, die jeweils in die Montagefläche 1a des elektromagnetischen Ventils 1 und die Positionierungsfläche 2a der Verteilerbasis 2 öffnen, sind miteinander durch die Verbindungsbohrungen 35 verbunden.
Ein kappenförmiger vorstehender Abschnitt 37 mit rechteckigem Querschnitt mit einer solchen Größe, dass er substantiell in die Vertiefung 22 passt, ist ausgebildet und ragt in einer Position der ersten Montagefläche 3a des Zwischenblocks 3 nach oben, dass er mit der Vertiefung 22, die im elektromagnetischen Ventil 1 ausgebildet ist, korrespondiert. Der magnetometrische Sensor 21 wird in den überstehenden Abschnitt 37 von einer Seite einer ersten Relaiskammer 38, die im Zwischenblock 3 vorhanden ist, eingesetzt und der magnetometrische Sensor 21 wird durch den vorstehenden Abschnitt 37 gehalten, so dass er ausgehend von der Positionierungsfläche 2a zum elektromagnetischen Ventil 1 hin hervorragt. Durch Positionierung des elektromagnetischen Ventils 1 auf der ersten Montagefläche 3a wird der vorstehende Abschnitt 37 in die Vertiefung zur Positionierung des Zwischenblocks 3 und des elektromagnetischen Ventils 1 zueinander eingepasst und der magnetometrische Sensor 21 wird in zusammengesetztem Zustand durch den vorstehenden Abschnitt 37 in die Vertiefung 22 eingesetzt. Somit fungiert der vorstehende Abschnitt 37 als Positionierungsmittel bei der Verbindung des Zwischenblocks 3 und des elektromagnetischen Ventils 1 und als Halterung zum Halten des magnetometrischen Sensors 21, der über den Zwischenblock 3 vorsteht. Obwohl der vorstehende Abschnitt 37 integriert mit dem Zwischenblock 3 ausgebildet ist, kann der vorstehende Abschnitt 37 separat hergestellt sein und am Zwischenblock 3 befestigt werden.
Andererseits ist eine zweite Relaiskammer 39 im zweiten Abschnitt 3B des Zwischenblocks 3 ausgebildet. In der Relaiskammer 39 sind der zweite Steckverbinder 30b, ein zweiter Relaisträger 40, verbunden mit dem zweiten Steckverbinder 30b, und eine dritte Steckdose 41a, verbunden mit dem zweiten Relaisträger 40 vorhanden. Wenn das elektromagnetische Ventil 1 auf die erste Montagefläche 3a aufgesetzt wird, ist die dritte Steckdose 41a mit einem dritten Steckverbinder 41b verbunden, der am elektromagnetischen Ventil 1 angebracht ist. An den zweiten Relaisträger 40 ist der magnetometrische Sensor 21 über einen ersten Relaisträger 42 angeschlossen, der in der ersten Relaiskammer 38 zur Verfügung steht, und über einen Leiter 44, der in einer Einschubbohrung 43 verläuft. Die Einschubbohrung 43 ist in einem zentralen Abschnitt des Zwischenblocks 3 so ausgebildet, dass sie die beiden Relaiskammem 38 und 39 verbindet, wie aus 3 ersichtlich ist. Die Einschubbohrung 43 schneidet die Zentren der Vielzahl von Verbindungsbohrungen 35, ist jedoch von den Verbindungsbohrungen 35 separiert.
Obwohl der Zwischenblock 3 eine Vielzahl von Elementen verbindet, kann der gesamte Zwischenblock 3 als ein integraler Körper ausgebildet sein.
Im Ventilmodul 100, das den obigen Aufbau aufweist, ist der Zwischenblock 3 zwischen der Verteilerbasis 2 und dem elektromagnetischen Ventil 1 angeordnet, der magnetometrische Sensor 21 ist am Zwischenblock 3 befestigt und die Einschubbohrung 43, in die der Leiter 44 zur Verbindung des magnetometrischen Sensors 21 und des ersten Steckverbinders 28 in der Verteilerbasis 2 eingeschoben wird, ist ausgebildet. Dadurch ist die Anbringung des magnetometrischen Sensors 21 leicht und die Kabelführung ist einfach und kann ordentlich ausgeführt werden, weil der Leiter 44 nicht an der Außenseite entlang geführt werden muss. Darüber hinaus sind Aufbau und Konstruktion einfach, weil es unnötig ist, die Einschubbohrung 43 im elektromagnetischen Ventil 1 und in der Verteilerbasis 2, in denen die Vielzahl von Durchflusswegen, Montagebohrungen und dergleichen in komplexer Art und Weise angeordnet sind, neu zu schaffen.
Der magnetometrische Sensor 21 ist am Zwischenblock herausragend angebracht, die Vertiefung 22 ist in das Gehäuse 6 des elektromagnetischen Ventils eingeformt und der magnetometrische Sensor 21 wird automatisch in einer vorher festgelegten Position in der Vertiefung 22 montiert, indem das elektromagnetische Ventil 1 auf den Zwischenblock 3 aufgesetzt wird. Dadurch ist die Anbringung des magnetometrischen Sensors 21 einfach. Darüber hinaus ist die Handhabung einfach, weil es unnötig ist, den magnetometrischen Sensor 21 von der Verteilerbasis 1 zu trennen und den Leiter 44 von der Verteilerbasis 2 zu trennen, wenn die Verteilerbasis 2 und das elektromagnetische Ventil 1 zur Wartung voneinander separiert werden.
Des Weiteren steht das vierte Element 6d als Teil des Gehäuses 6 des elektromagnetischen Ventils 1 zur Verfügung, die Magnethalterung 19 steht im vierten Element 6d zur Verfügung und der Magnet 20 ist an der Magnethalterung 19 befestigt. Dadurch ist die Anbringung des Magneten 20 einfach.
Obwohl im obigen Ausführungsbeispiel die Magnethalterung 19 und der Magnet 20 an einer Seite des Gehäuses 6 zur Verfügung stehen, die einer Seite gegenüber liegt, an der die Servoventile 5a und 5b angebracht sind, d.h. zwischen dem ersten Element 6a und dem dritten Element 6c durch Aufnahme der Magnethalterung 19 und des Magneten 20 im vierten Element 6d, ist es auch möglich, die Magnethalterung 19 und den Magneten 20 an der Seite zur Verfügung zu stellen, an der die Servoventile 5a und 5b angebracht sind, d.h. zwischen dem ersten Element 6a und dem zweiten Element 6b. Es ist unnötig zu sagen, dass der magnetometrische Sensor 21 auch in einer Position zur Verfügung steht, die mit der Magnethalterung 19 und dem Magneten 20 in diesem Fall korrespondiert.
Die 4 und 5 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel eines Ventilmoduls 200, das sich von dem Ventilmodul 100 des ersten Ausführungsbeispiels dadurch unterscheidet, dass der Magnet 20 direkt am Kolben angebracht ist, ohne dass das vierte Element 6d und die Magnethalterung 19 im zweiten Ausführungsbeispiel vorhanden sind, anders als im ersten Ausführungsbeispiel, in dem sich das vierte Element 6d am Gehäuse 6 befindet, die Magnethalterung 19 im vierten Element 6d vorhanden ist und der Magnet 20 an der Magnethalterung 19 angebracht ist. Mit anderen Worten, der Magnet 20 ist an der äußeren Peripherie des ersten Kolbens 12a, der den großen Durchmesser aufweist, angebracht, die Vertiefung 22 ist in eine untere Fläche des zweiten Elementes 6b des Gehäuses 6 eingeformt und der vorstehende Abschnitt 37 ist an einer Position des Zwischenblocks 3 ausgebildet, die mit der Vertiefung 22 der ersten Montagefläche 3a entspricht, um den magnetometrischen Sensor 21 aufzunehmen.
Der Kontakt des Magneten 20 mit dem Steuerfluid wird dadurch verhindert, dass er in einer Position am Kolben 12a angebracht ist, die näher an der Entlüftungskammer 10 als an der Kolbendichtung 15 liegt.
Der magnetometrische Sensor 21 ist mit dem zweiten Relaisträger 40 über den ersten Relaisträger 42, angeordnet in der zweiten Relaiskammer 39, eine vierte Steckdose 46a, verbunden mit dem ersten Relaisträger 42, einen vierten Steckverbinder 46b, lösbar verbunden mit der vierten Steckdose 46a, und einen Leiter 47, verbunden mit dem vierten Steckverbinder 46b, verbunden.
Daher stehen in diesem Ausführungsbeispiel die erste Relaiskammer 38 und die Einschubbohrung 43 anders als im ersten Ausführungsbeispiel nicht im Zwischenblock 3 zur Verfügung und die zweite Relaiskammer 39 fungiert auch als die Einschubbohrung 43. Jedoch ist es natürlich möglich, den Zwischenblock 3, der mit der ersten Relaiskammer 38 und der Einschubbohrung 43 versehen ist, in diesem Fall zu verwenden.
Weil die anderen Merkmale des zweiten Ausführungsbeispiels, die oben nicht beschrieben wurden, substantiell gleich denen des ersten Ausführungsbeispiels sind, wurden die Hauptkomponenten mit den gleichen Bezugsziffern wie im ersten Ausführungsbeispiel versehen und werden nicht weiter beschrieben.
Anstatt der Anbringung des Magneten 20 am ersten Kolben 12a ist es auch möglich, den Magneten 20 am gegenüber liegenden Kolben 12b anzubringen. In diesem Fall werden die Vertiefung 22 und der magnetometrische Sensor 21 ebenfalls an Positionen zur Verfügung gestellt, die mit dem Magneten 20 korrespondieren. Als Zwischenblock 3 wird einer verwendet, der die erste Relaiskammer 38 und die Einschubbohrung 43 aufweist, wie im ersten Ausführungsbeispiel, und der Leiter vom magnetometrischen Sensor 21 ist mit dem zweiten Relaisträger 40 über die Einschubbohrung 43 verbunden.
6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des Ventilmoduls.
Das Ventilmodul 300 des dritten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich dadurch vom ersten und zweiten Ausführungsbeispiel, dass der Magnet 20 direkt am Abstandsring 8 angebracht ist. Mit anderen Worten, der Magnet 20 ist in einer Position des Endabschnittes des Abstandsrings 8 angebracht, die näher an der Entlüftungskammer 10 liegt als am Dichtungselement 9a des Endabschnittes, in einer Lage, in der der Magnet 20 vollständig vom Druckfluid isoliert ist. In diesem Fall ist die Vertiefung 22 in eine untere Fläche des ersten Elementes 6a des Gehäuses 6 eingeformt und der vorstehende Abschnitt 37 zur Aufnahme des magnetometrischen Sensors 21 ist in einer Position des Zwischenblocks 3 ausgebildet, die mit der Vertiefung 22 korrespondiert.
Weil die anderen Merkmale des dritten Ausführungsbeispiels, die oben nicht beschrieben wurden, substantiell gleich denen des zweiten Ausführungsbeispiels sind, wurden die Hauptkomponenten mit den gleichen Bezugsziffern wie im zweiten Ausführungsbeispiel versehen und werden nicht weiter beschrieben.
Obwohl in den jeweiligen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen der hohle, kappenförmige, vorstehende Abschnitt 37 im Zwischenblock 3 ausgebildet ist und der magnetometrische Sensor 21 im vorstehenden Abschnitt 37 untergebracht ist, um darin den magnetometrischen Sensor 21 aufzunehmen, der über die erste Montagefläche 3a am Zwischenblock 3 hinausragt, können andere Methoden für den magnetometrischen Sensor 21 verwendet werden.
Zum Beispiel kann der vorstehende Abschnitt 37 in Form eines hohlen Rohrs mit einem offenen Kopfende ausgebildet sein und der magnetometrische Sensor 21 kann in dem vorstehenden Abschnitt untergebracht sein. Es ist ebenfalls möglich, das der magnetometrische Sensor 21 in der Vertiefung angebracht ist, während er nach außen übersteht, ohne dass der vorstehende Abschnitt 37 vorhanden ist.
Obwohl in den obigen Ausführungsbeispielen ein magnetometrischer Sensor 21 in der Vertiefung 22 angebracht ist, können zwei oder mehr magnetometrische Sensoren verwendet werden. Durch Anbringung einer Vielzahl von magnetometrischen Sensoren in erforderlichen Abständen ist es möglich, einfach und zuverlässig Positionen von gegenüber liegenden Hubenden, eine mittlere Position des Hubs oder andere beliebige Positionen des Abstandsrings zu erfassen.
Obwohl die beiden Kolben im elektromagnetischen Ventil der obigen Ausführungsbeispiele unterschiedlich große und kleine Durchmesser aufweisen, ist es auch möglich, Kolben mit den selben Durchmessern zu verwenden.
Es ist ebenfalls möglich, ein elektromagnetisches Ventil mit einem Servoventil zu verwenden, in dem der Abstandsring durch die Verwendung eines Servoventils umgeschaltet wird.
Das Ventilmodul kann ein elektromagnetisches Ventil aufweisen, das nicht vom Typ Abstandsringventil ist, zum Beispiel kann ein Ventilmodul ein elektromagnetisches Sitzventil besitzen.

Claims

Ventilmodul (100, 200, 300) gebildet durch Verbindung eines elektromagnetischen Ventils (1) zur Steuerung von Druckfluid, einer Verteilerbasis (2) zur Versorgung des elektromagnetischen Ventils (1) mit Druckfluid und Energie und eines Zwischenblocks (3), angeordnet zwischen dem elektromagnetischen Ventil (1) und der Verteilerbasis (2), wobei das elektromagnetische Ventil (1) ein Gehäuse (6) beinhaltet, das eine Verbindungsfläche (1a) zum Anbringen des elektromagnetischen Ventils (1) am Zwischenblock (3) aufweist, ein Ventilelement (8), das im Gehäuse (6) vorhanden ist, elektromagnetische Antriebsmittel für den Antrieb des Ventilelementes (8), die Antriebsmittel umfassend ein oder mehrere Servoventil(e) (5a, 5b) und eine Vielzahl durchgehender Bohrungen (P₁, A₁, B₁, EA₁, EB₁), die in die Verbindungsfläche (1a) des Gehäuses (6) öffnen, wobei die Verteilerbasis eine Positionierungsfläche (2a) beinhaltet, auf der der Zwischenblock (3) positioniert wird, und eine Vielzahl durchgehender Bohrungen (P₂, A₂, B₂, EA₂, EB₂), die in die Verbindungsfläche (2a) öffnen, und wobei der Zwischenblock (3) eine erste Verbindungsfläche (3a), auf deren oberer Seite das elektromagnetische Ventil (1) positioniert wird, eine zweite Verbindungsfläche (3b), deren untere Seite der Positionierung des Zwischenblocks (3) auf der Verteilerbasis dient, beinhaltet und eine Vielzahl von Verbindungsbohrungen (35) zur Verbindung der durchgehenden Bohrungen des elektromagnetischen Ventils und der Verteilerbasis miteinander, dadurch gekennzeichnet, dass das elektromagnetische Ventil (1) einen Magneten (20) zum Erfassen der Position des Ventilelementes (8), und der sich in Synchronisation mit diesem bewegt, beinhaltet und eine Aussparung (22) in der Verbindungsfläche (1a) des Gehäuses (6) an einer Position, die mit dem Magneten (20) korrespondiert; dass die Verteilerbasis (2) einen ersten Steckverbinder (28) verbindbar mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung des elektromagnetischen Ventils (1) beinhaltet; dass der Zwischenblock (3) mindestens einen magnetometrischen Sensor (21) beinhaltet, der so angebracht ist, dass er von der ersten Verbindungsfläche (3a) zum elektromagnetischen Ventil (1) hin vorragt und in der Aussparung (22) aufgenommen wird, wenn das elektromagnetische Ventil (1) auf der ersten Verbindungsfläche (3a) positioniert wird, und dadurch, dass das Ventilmodul (100, 200, 300) eine Einführungsbohrung (43, 39) beinhaltet, durch die ein Leiter (44) zur Verbindung des magnetometrischen Sensors (21) und des ersten Steckverbinders (28) eingeschoben wird.
Ventilmodul nach Anspruch 1, wobei ein hohler vorstehender Abschnitt (37) aufnehmbar in der Aussparung (22) auf der ersten Verbindungsfläche (3a) des Zwischenblocks (3) vorhanden ist und wobei der vorstehende Abschnitt (37) als Positionierungsmittel bei der Verbindung des Zwischenblocks (3) und des elektromagnetischen Ventils (1) und als Halterung für die Unterbringung des magnetometrischen Sensors (21) fungiert.
Ventilmodul nach jedem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das elektromagnetische Ventil ein elektromagnetisches Ventil (1) mit einem Spulenkörper ist, das elektromagnetische Ventil Kolben (12a, 12b) an gegen überliegenden Seiten des Ventilelementes (8) aufweist, dessen Kolben durch Steuerfluid betrieben werden, und der Magnet auf einem der Ventilelemente (8) und den Kolben (12a, 12b) angebracht ist.
Ventilmodul nach jedem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das elektromagnetische Ventil ein elektromagnetisches Ventil mit einem Spulenkörper ist, das elektromagnetische Ventil Kolben (12a, 12b) auf gegenüber liegenden Seiten des Ventilelementes (8) aufweist, dessen Kolben durch Steuerfluid betrieben werden, eine Magnethalterung (19) zwischen einem der Kolben (12b) und dem Ventilelement (8) positioniert ist und sich in Synchronisation mit dem Kolben (12b) und dem Ventilelement (8) bewegt und der Magnet (20) durch die Magnethalterung (19) angebracht ist.
Ventilmodul nach Anspruch 4, wobei das oder jedes Servoventil (5a, 5b) an einer Endfläche des Gehäuses (6) des elektromagnetischen Ventils (1) auf einer Seite von einem der Kolben (12a) angebracht ist und die Magnethalterung (19) zwischen dem anderen der Kolben (12b) und dem Ventilelement (8) positioniert ist.
Ventilmodul nach jedem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der Magnet (20) so angebracht ist, dass er vom Druckfluid und/oder dem Steuerfluid separiert ist.