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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine modulare Pneumatikventilanordnung,
umfassend eine Vielzahl von Modulen, die jeweils aus einem Pneumatikventil
gebildet sind, das an einer Basis befestigt ist, wobei die Module über ihre
Basis zu einer Einheit verbunden sind.
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Bei
der pneumatischen und elektropneumatischen Automatisierung ist der
Zusammenschluß der Ventile
zu Funktionsblöcken,
die jeweils von einer gemeinsamen Druckleitung und einer oder zwei
gemeinsamen Auslaßleitungen
durchsetzt sind, zu einer allgemein angewandten Praxis geworden,
welche den Gebrauch der Ventile erheblich vereinfacht und zu besonders
zweckmäßigen Anlagen
führt.
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Für jede Gruppe
von Arbeitszylindern und pneumatischen Betätigungsvorrichtungen an einer Anlage
wird ein Funktionsblock gebildet, der so viele Ventile umfaßt, wie
er getrennt zu steuernde Betätigungsvorrichtungen
oder Arbeitszylinder hat. Dieser Funktionsblock, der nahe den Arbeitszylindern
angeordnet wird, benötigt
nur eine einzige Druckversorgung und eine einzige oder zwei Auslaßsammelleitungen.
Darüber
hinaus kann dieser Funktionsblock bei neueren Ausführungen
auch alle elektrischen Steuerungen und die Stromversorgung mittels
eines einzigen Kabels mit mehreren Leitern aufnehmen, die über steckbare
Anschlüsse
angeschlossen werden.
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In
der Praxis haben die Arbeitszylinder und die pneumatischen Betätigungsvorrichtungen,
die an ein und derselben Anlage angeordnet sind, unterschiedliche
Größen, und
ihr Druckluftbedarf kann sehr unterschiedlich sein. Im Prinzip muß an jeden Arbeitszylinder
ein Ventil mit einem Kaliber angeschlossen werden, welches der Größe und dem
Luftdurchsatzbedarf des Arbeitszylinders entspricht. Im allgemeinen
wird dies auch gemacht, und diese Optimierung des Kalibers setzt
der Herstellung homogener Funktionsblöcke Grenzen. Denn bei einer
Gruppe von Arbeitszylindern und pneumatischen Betätigungsvorrichtungen,
die an eine einzige Funktionsgruppe angeschlossen werden sollen,
sind die Arbeitszylinder im allgemeinen verschiedenartig, und die
Konstrukteure konnten bis heute nur Zusammenschlüsse von Ventilen mit identischen
Kalibern vorschlagen, was eine kostspielige Überdimensionierung der für die kleinsten
Arbeitszylinder der Gruppe bestimmten Ventile erforderte.
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Eines
der Ziele der vorliegenden Erfindung ist, Lösungen vorzuschlagen, um dieses
Problem zu lösen,
d. h. um in ein und demselben Funktionsblock Ventile mit unterschiedlichen
Kalibern zusammenschließen
zu können.
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Die
Erfindung beruht auf der Feststellung, daß nahezu der gesamte Bedarf
der automatisierten pneumatischen Anlagen an Druckluftdurchsatz
durch Durchlaßquerschnitte
zwischen 12 und 50 mm2, und in den allermeisten
Fällen
sogar zwischen 12 und 38 mm2, abgedeckt
wird, und dies entspricht einem Innendurchmesser des Verbindungsrohres
zwischen den Ventilen und den Arbeitszylindern von zwischen 2 und
7, ja sogar 8 mm. Ausgehend von dieser Feststellung entschloß man sich,
diesen gesamten Bedarf abzudecken, indem man eine begrenzte Anzahl an
Kalibern vorschlug, beispielsweise zwei Kaliber: ein erstes Kaliber,
das einen inneren Durchlaßquerschnitt
zum Durchlaß des
pneumatischem Fluids von 12 mm2 hat, und
ein zweites Kaliber, das einen inneren Durchlaßquerschnitt zum Durchlaß des pneumatischen
Fluids von 36 mm2 hat. Das erste Kaliber deckt
den Pneumatikfluidbedarf von Arbeitszylindern mit Durchmessern-
zwischen 6 mm und ungefähr
35 mm ab. Er kann Verbindungsrohre aufnehmen, deren Innendurchmesser
zwischen 2 und 4 mm variieren wird, bei einem Außendurchmesser zwischen 4 und 6
mm. Das zweite Kaliber soll den Druckluftbedarf von Arbeitszylindern
mit Durchmessern zwischen 35 und 120 mm abdecken. Die Verbindungsrohre
haben dann einen Innendurchmesser von 6 oder 7 mm und einen Außendurchmesser
von 8 oder 10 mm.
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Diese
Zahlenwerte sind selbstverständlich rein
beispielhaft angegeben, und dieses Beispiel ist ein optimaler Kompromiß, um die
Mehrzahl der Anforderungen mit einem Minimum an Material zu erfüllen, aber
im gleichen Sinne ist es denkbar, daß das zweite Kaliber bei 50
mm2 gewählt
wird, während
das erste Kaliber nicht unter 12 mm2 liegt,
(Innendurchmesser des Rohres 8 mm). Ebenso kann man drei Kaliber
mit Durchlaßquerschnitten
von beispielsweise 12, 30 bzw. 48 mm2 wählen.
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Folglich
kann man in diesem Sinne und durch Wahl einer besonderen Schalttechnik
dank der vorliegenden Erfindung eine modulare Pneumatikventilanordnung
bilden, d. h. man kann Ventilmodule mit unterschiedlichen Kalibern
direkt zusammenfügen,
um einen einzigen Ventilblock zu bilden, während man ihm ein ästhetisches Äußeres verleiht.
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Zu
diesem Zweck ist folglich die Aufgabe der Erfindung eine modulare
Pneumatikventilanordnung, umfassend eine Vielzahl von Modulen, die
jeweils aus einem Pneumatikventil gebildet sind, das an einer Basis
befestigt ist, die mindestens einen gemeinsamen Druckleitungsabschnitt
und einen Auslaßleitungsabschnitt
sowie Mittel zur Befestigung an einer angrenzenden Basis umfaßt, dadurch
gekennzeichnet, daß jedes
Ventil ein Ventil mit Flachschieber ist, das mit seiner zugehörigen Basis über drei
Ventilöffnungen
und eine Drucköffnung
in Verbindung steht, wobei der Schieber parallel zur Richtung der
gemeinsamen Druck- und Auslaßleitungen
der Basen ist, daß mindestens
zwei Ventile der Anordnung unterschiedliche Kaliber haben, wobei
eines Ventilöffnungen
mit einem Querschnitt hat, der wenigstens gleich dem zweifachen
Querschnitt der Ventilöffnungen
des anderen Ventils ist, und daß das
Außenprofil
des Querschnitts jedes Moduls in einer zur Achse seines Schiebers
senkrechten Ebene unabhängig
vom Kaliber des Ventils identisch ist.
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Es
ist diese von seinem Ventilkaliber unabhängige Querschnittsidentität jedes
Moduls, weiche die Bildung einer Anordnung durch direkte Verbindung
der Basen jedes Moduls ermöglicht.
Diese Querschnittsidentität
kann nur erhalten werden, weil einerseits die Schalttechnik eine
Technik mit Flachschieber ist, eine Technik, die heutzutage zugunsten einer
Technik mit zylindrischem Schieber aufgegeben wurde, und andererseits
durch den oben dargelegten Entschluß, den größten Teil des Bedarfs einer pneumatischen
Anlage an Druckluftdurchsatz mittels einer begrenzten Anzahl von
Kalibern abzudecken, die mindestens zwei Kaliber umfaßt, von
denen der größte einen
Durchlaßquerschnitt
von wenigstens gleich dem zweifachen des Durchlaßquerschnittes des anderen
bietet.
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In
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung beträgt
der innere Durchlaßquerschnitt
des Ventils mit dem kleineren Kaliber 12 mm2.
Dieser Querschnitt entspricht der auf dem Gebiet von pneumatischen
Automatiken weit verbreiteten Verwendung von Rohren mit einem Innendurchmesser
von 4 mm (6 mm außen)
und ihrem Äquivalent
in den USA von einem Außendurchmesser
gleich 1/4 Zoll.
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Erfindungsgemäß haben
die Ventilöffnungen jedes
Ventils die Form eines länglichen
Schlitzes, dessen größte Abmessung
orthogonal zur Achse des Schiebers und für die Ventile mit unterschiedlichen Kalibern
identisch ist, wobei die Breite der Schlitze eines Ventils der Anordnung
wenigstens das Doppelte der Breite der Schlitze des Ventils mit
dem kleinsten Kaliber beträgt.
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Es
versteht sich, daß,
wenn man von einem dieser Kaliber zu einem anderen übergehen
möchte, man
eine große
Querschnittsveränderung
der Ventilöffnungen
erhält,
indem man einzig die Breite derselben verändert, so daß man eine
enorme Vergrößerung dieses
Querschnittes durch einen äußerst geringen
Vergrößerungshub
erzielt. Daraus ergibt sich, daß der
einzige Unterschied zwischen zwei Ventilen mit unterschiedlichem
Kaliber in ihrer Abmessung liegt, die parallel zur Achse ihres Schiebers
gemessen wird, während
sich bei den herkömmlichen
verbindbaren Ventilmodulen die Veränderung des Kalibers in einer
Veränderung
der Abmessungen in den drei Raumrichtungen äußert, wodurch die Verbindung
von Modulen mit unterschiedlichen Ventilkalibern ohne ein Vorsehen
von Paßstücken zwischen denselben
unmöglich
wird, und diese sind unästhetisch
und erhöhen
zusätzlich
den Raumbedarf einer modularen Anordnung, in der sie aufgenommen
werden.
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Ebenso
bevorzugt man erfindungsgemäß, daß das Verhältnis zwischen
den beiden Abmessungen einer Ventilöffnung des Ventils mit dem
kleineren Kaliber zwischen 1 zu 15 und 1 zu 20 liegt und der Zwischenraum
zwischen zwei angrenzenden Öffnungen
mindestens gleich der kleinsten Abmessung dieser Öffnungen
ist.
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Diese
Werte sind nach zahlreichen Versuchen ermittelt worden und dahingehend
optimal, daß der
Hubunterschied des Schiebers zwischen den beiden Kalibern, die zwischen
ihren Durchlaßquerschnitten
wenigstens ein Verhältnis
von zwei haben, im absoluten Wert der kleinstmögliche ist, während man
unabhängig
von den Kalibern die Kontakteigenschaften des Gleitschuhs an der
mit den Ventilöffnungen
versehenen Wand vollkommen einwandfrei bewahrt. Der unterschiedliche
Raumbedarf zweier Ventile mit unterschiedlichen Kalibern wird so
maximal reduziert, und man erhält
folglich eine äußerst kompakte
modulare Anordnung.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung einiger ihrer Ausführungsbeispiele.
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Es
wird auf die beigefügten
Zeichnungen Bezug genommen, in denen zeigen:
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1 eine schematische Außenansicht
eines Beispiels einer modularen Anordnung gemäß der Erfindung,
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2 einen Querschnitt durch
diese Anordnung,
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3 einen Längsschnitt
durch zwei Module mit unterschiedlichen Ventilkalibern, die in einer
modularen Anordnung nebeneinander liegen,
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4 eine Draufsicht auf die
Ventilwand der Ventile mit unterschiedlichen Kalibern, die in den
Modulen der 3 verwendet
werden,
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5 eine schematische Schnittdarstellung, welche
die Verbindung der Basen zeigt,
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6, 7 und 8 schematische
Querschnitte durch verschiedene Basen, wie sie verwendet werden
können,
um drei Arten von modularen Anordnungen gemäß der Erfindung zu bilden,
wobei diese Basen in einem Zustand gezeigt sind, in dem sie mit
ihren Ventilen und Pilot-Magnetventilen zur Steuerung dieser letztgenannten
versehen sind.
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Zunächst wird
auf die Struktur eines Ventils mit Flachschieber Bezug genommen.
Ein solches Ventil umfaßt
einen Ventilkörper 1 mit
einer im allgemeinen parallelepipedförmigen äußeren Form, der von einer unteren
Fläche 2,
die zu seiner Verbindung mit seiner Basis bestimmt ist, einer oberen
Fläche 3, an
der Pilot-Magnetventile befestigt werden können, einer vorderen Fläche 4 sowie
von zwei Stirnflächen 5 und 6 (1 und 3) begrenzt wird. Dieser Ventilkörper 1 ist
mit einer inneren Aussparung versehen, die zylindrische Führungsflächen mit
einer Achse 7 hat, die im wesentlichen senkrecht zu den
Stirnflächen 5 und 6 ist,
wobei in den Führungsflächen ein
Schieber 8 angebracht ist. Zwischen den beiden Führungsflächen zur
Führung
des Schiebers bildet die innere Aussparung des Ventilkörpers 1 eine
Kammer 9, die von einer Seitenwand begrenzt wird, von der
ein Abschnitt eine ebene Fläche 10 aufweist,
die dem Inneren der Kammer 9 zugewandt ist. Auf bekannte
Weise wird diese Fläche 10 in
Wirklichkeit von einer Verteilerplatte oder -scheibe 11 getragen,
die zwischen dem Hauptteil des Ventilkörpers und einer Verteilersohle 12 in
den Ventilkörper 1 eingesetzt
ist, wobei diese Verteilerscheibe 11 im wesentlichen parallel zur
Fläche 2 zur
Verbindung des Ventils mit seiner Basis ist.
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Diese
Verteilerscheibe 11 hat drei Öffnungen 13, 14, 15,
während
ein Gleitschuh 16 mit dem Schieber 8 verbunden
ist und auf der Fläche 10 der
Scheibe 11 gleiten kann. Je nach den Endpositionen, die der
Schieber entlang seiner Achse 7 einnimmt, hat der Gleitschuh 16 durch
eine innere Aussparung 17 die Aufgabe, eine Verbindung
herzustellen, in einer ersten Position beispielsweise zwischen den
Ventilöffnungen 13 und 14,
wobei diese Verbindung von der Kammer 9 abgeschnitten ist,
sowie die letzte Öffnung 15 freizulegen,
damit sie ohne Unterbrechung dem Druck ausgesetzt ist, der in der
Kammer 9 herrscht. Eine in den Figuren nicht gezeigte Öffnung stellt
eine dauerhafte Verbindung zwischen der Kammer 9 und einer
Druckquelle her, beispielsweise über einen
gemeinsamen Versorgungskanal zur Versorgung aller Ventile einer
modularen Anordnung mit unter Druck stehendem Fluid, das in der
Basis fließt.
In einer zweiten Position des Schiebers stellt die Aussparung 17 eine
Verbindung zwischen den Öffnungen 14 und 15 her,
wobei die Verbindung von der Kammer 9 abgeschnitten ist,
während
die Öffnung 13 mit
der Kammer 9 in Verbindung steht. Es versteht sich, daß, wenn
die Kammer 9 mit einer Druckquelle verbunden wird und die Öffnung 14,
welche die mittlere Öffnung
ist, mit einem Auslaßkanal
verbunden wird, die Öffnung 13 in
der ersten Position des Schiebers mit diesem Auslaß in Verbindung
steht und der Abschnitt des pneumatischen Kreislaufs, der zur Öffnung 13 führt, insbesondere
durch die Basis, mit diesem Auslaß verbunden wird, während der
Abschnitt des pneumatischen Kreislaufs, der zur Öffnung 15 führt, unter
Druck gesetzt wird. In der anderen Position (diejenige des Gleitschuhs,
die nicht gezeigt ist), ist es die Öffnung 15 und folglich
der Abschnitt des pneumatischen Kreislaufs, der dorthin führt, der
zum Auslaß geführt wird,
während
der andere Abschnitt des pneumatischen Kreislaufs, der zur Öffnung 13 führt, mit
der Druckquelle in Verbindung steht.
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Die
Positionsänderungen
des Schiebers 8 erhält
man im Falle der 3 dadurch,
daß man
die Steuerkammern 18 und 19, die in dem Ventilkörper 1 an
den Enden des Schiebers 8 ausgebildet sind, wahlweise unter
Druck setzt bzw. an den Auslaß anschließt. Die
Versorgung bzw. das Belüften
jeder dieser Kammern wird durch Pilot-Magnetventile sichergestellt.
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Im
Falle der 3 hat man
zwei Ventile mit bistabilem Flachschieber dargestellt. Selbstverständlich betrifft
die Erfindung ebenso Ventile mit Flachschieber, die nur eine Steuerkammer
besitzen, die mit einem einzigen Ende des Schiebers 8 zusammenwirkt,
während
sein anderes Ende einer Rückstellfeder
ausgesetzt ist, die dazu neigt, den Schieber 8 ständig in
die gleiche Position zurückzustellen.
In diesem Fall handelt es sich um monostabile Schieber. Im Falle
von bistabilen Schiebern benötigt
man zwei Magnetventile, um den Schieber zu steuern, während bei
einem monostabilen Ventil ein Magnetventil ausreicht. Man erkennt
in dieser 3, daß an der
Basis 27, die mit dem Ventil mit kleinem Kaliber verbunden
ist, Austrittsöffnungen 44a mit
einem Durchmesser abgebildet sind, der kleiner ist als der von entsprechenden
Austrittsöffnungen 44b der
Basis, die mit dem Ventil mit größeren Kaliber
verbunden ist.
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Die
modulare Anordnung 20 der 1 umfaßt fünf miteinander
verbundene Module, nämlich ein
Eingangsmodul 21, drei Module 22, 23, 24 mit kleinem
Kaliber und ein Modul 25 mit größerem Kaliber. Außer dem
Eingangsmodul 21 umfassen die Module 22 bis 25 jeweils
ein Ventil mit Flachschieber 26, eine Basis 27 und
zwei Magnetventile 28 im Falle von bistabilen Ventilen
oder ein Magnetventil und eine Haube (in 2 ebenfalls mit 28 bezeichnet)
im Falle von monostabilen Ventilen.
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Die
Module mit kleinem Kaliber besitzen im Bereich der Basis jeweils
zwei Austrittsöffnungen
mit kleinem Durchmesser, die symbolisch durch Krümmer 29 dargestellt
sind. Das Modul 25 mit großem Ventilkaliber hat zwei
Austrittsöffnungen
mit größerem Durchmesser,
die symbolisch durch die Krümmer 30 dargestellt
sind. In 1 und 2, die einen Querschnitt
durch die modulare Anordnung außerhalb
des Eingangsmoduls zeigt, stellt man fest, daß der einzige Unterschied,
der zwischen einem Modul 22, 23, 24 mit
kleinem Kaliber und einem Modul 25 mit großem Kaliber
in der Abmessung jedes Moduls liegt, die in Verbindungsrichtung
gemessen wird, sowie in dem Raumbedarf für die Anschlüsse, die
daran angeschlossen sind.
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Die 2 macht diesen einzigen
Unterschied gut deutlich, da das Profil P jedes Moduls, ganz gleich
ob mit kleinem oder großem
Ventilkaliber, exakt identisch ist.
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Diese
Figuren zeigen jeglichen Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen,
die ein Herstellen von Modulen mit unterschiedlichen Kalibern ermöglichen,
indem nur eine einzige von drei Abmessungen dieser Module verändert wird.
Dieser Vorteil ist schon allein ästhetischer
und vor allem praktischer und funktioneller Art, da er ein Herstellen
einer modularen Anordnung ermöglicht,
die im Bereich der Basen eine Übereinstimmung
aufweist, die von allen gemeinsamen Druck- und Auslaß leitungen
und gegebenenfalls elektrischen Leitern durch einfaches Nebeneinanderanordnen
und Verbinden dieser Basen durch sehr einfache Mittel der Art Schraube
gewährleistet
wird.
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Die
Gleichheit der Querprofile von Modulen mit unterschiedlichen Kalibern,
die folglich deren Verbindung zu einer einzigen homogenen modularen Anordnung
ermöglicht,
hat ihren Ursprung in einer Verbesserung der konstruktionstechnischen
Ausgestaltungen von Ventilen mit Flachschiebern.
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Eine
dieser konstruktionstechnischen Ausgestaltungen befindet sich im
Bereich der Verteilerscheibe 11. 4 zeigt nämlich in einer Ansicht von oben
jede der Verteilerscheiben 11a links in der Figur für ein Ventil
mit kleinem Kaliber und 11b rechts von diesen für ein Ventil
mit größerem Kaliber.
In dieser Figur erkennt man, daß die Öffnungen 13, 14 und 15, die
in diesen Scheiben vorgesehen sind, die Form von länglichen
Schlitzen haben, deren größte Abmessung
L orthogonal zur Achse 7 des Schiebers 8 ist.
Diese größte Abmessung
ist unabhängig
vom Kaliber des Ventils immer gleich. Da der Querschnitt der Öffnungen 13, 14 und 15 das
Kaliber dieses Ventils bestimmt, versteht es sich, daß man durch Ändern des
Wertes des Querschnittes dieser Öffnungen
das Kaliber des Ventils ändert
und es genügt,
die Breite der Öffnungen 13, 14 und 15 zu
verändern,
um ihren Durchlaßquerschnitt
zu ändern.
Im Falle der 4 ist die
Breite Ia der Öffnungen
der Scheibe 11a dreimal kleiner als die Breite Ib der Öffnungen
der Scheibe 11b. Als Zahlenbeispiel ist Ia gleich 0,8 mm,
Ib gleich 2,4 mm, der Zwischenraum zwischen den Öffnungen d ist 0,9 mm breit
für das
Ventil mit kleinem Kaliber und 2,4 mm für das Ventil mit großem Kaliber,
wobei die Länge
L 15 mm beträgt.
Die inneren Durchlaßquerschnitte
betragen folglich 12 bzw. 36 mm2.
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Um
den Einfluß der
Breite der Öffnungen
auf die Gesamtabmessungen des Ventils auf ein Minimum herabzusetzen,
ist die größte Abmessung
der Öffnungen
senkrecht zur Richtung dieses Hubes. Nach zahlreichen Versuchen
hat man festgestellt, daß man
hinsichtlich des Raumbedarfs der Ventile eine optimale Lösung erhält, wenn
man ein Verhältnis von
Breite zu Länge
der Öffnungen
des Ventils mit kleinerem Kaliber zwischen 1 zu 15 und 1 zu 20 wählt, bei – im Falle
dieses Ventil – einer
Breite des Zwischenraumes d zwischen den Öffnungen, die im wesentlichen
gleich oder geringfügig
größer als
die Breite der Öffnung
Ia ist.
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Diese
Lösung
ist auch hinsichtlich der Öffnungen 44a, 44b (3) zum Einsetzen der Anschlußstutzen
für die
Verbindungsrohre zur Verbindung der Basis mit der Betätigungsvorrichtung
optimal. In der Tat und insbesondere für das bevorzugte Ausführungsbeispiel
der Erfindung mit zwei Kalibern ist die Abmessung der Basis mit
großem
Kaliber, gemessen entlang der Achse 7, ungefähr um 50%
größer als
diese gleiche Abmessung für
die Basis mit kleinem Kaliber, wodurch auf harmonische Weise Öffnungen
zum Einsetzen von Rohranschlußstutzen mit
einem Innendurchmesser von 7 mm für die längste Basis und Öffnungen
zum Anschluß eines
Rohres mit einem Innendurchmesser von 4 mm für die kürzeste Basis vorgesehen werden
können.
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Daraus
geht hervor, daß der
Unterschied der Durchlaßquerschnitte
zwischen zwei unterschiedlichen Ventilkalibern keinen Einfluß beispielsweise
auf die in Längsrichtung
der Öffnungen
gemessene Abmessung des Gleitschuhs, den Durchmesser des Schiebers,
den Abstand zwischen Schieber und Scheibe, ..., hat und daß alle Abmessungsunterschiede,
die durch eine Veränderung
des Ventilkalibers bewirkt werden, in eine einzige Richtung ausgerichtet
sind, nämlich
in Richtung der Achse des Schiebers. Indem man die Achse des Schiebers
in der Richtung der Montage der Module zur Ausbildung einer Anordnung
ausgerichtet hat, kann man über Basiselemente
mit einheitlichem Querschnitt für
unterschiedliche Ventilkaliber verfügen, deren einzige unterschiedliche
Abmessung in Richtung der Montage der modularen Anordnung vorhanden
ist.
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Die 5 zeigt ferner in einer
schematischen Schnittansicht Basen, in einer horizontalen Ebene
parallel zur Richtung der Schieber der Ventile, wobei die Basen
zu einer modularen Anordnung gehören,
die ein Eingangsmodul und Module mit unterschiedlichen Kalibern
umfaßt.
In dieser Figur ist die Basis 31 des Eingangsmoduls, das
die Mittel zum Eintritt und zum Austritt der gemeinsamen Druck- und
Auslaßleitungen
sowie gegebenenfalls der elektrischen Leiter umfaßt, nicht
im Detail gezeigt. Es ist leicht zu erkennen, daß diese Basis mit einer Mutter 32 in
Form einer rohrförmigen
Hülse versehen
ist, die an einem ihrer Enden mit einem Innengewinde versehen ist
und an ihrem anderen Ende einen Betätigungskopf 33 hat.
Die Basis 27b, die einem Modul mit großem Kaliber entspricht, ist
selbstverständlich von
einem gemeinsamen Leitungsabschnitt 34 zur Druckversorgung
jedes Ventils und von einem gemeinsamen Auslaßsammelleitungsabschnitt 35 für diese
Ventile durchsetzt. Die Verbindung dieser Basis 27b mit
der Basis des Eingangsmoduls 31 wird durch einen flächigen Kontakt
mit Dichtungsringen 36 mit tels einer Schraube 37 sichergestellt,
die einen Kopf 38 hat, der in eine passende, in der Basis
vorgesehene Aufnahme eingebettet ist, wobei diese Schraube 37 mit
der Mutter 32 der Basis 31 derart ausgerichtet
ist, daß sie
in diese eingeschraubt werden kann. Dieser Kopf hat einen Betätigungsschlitz 39 sowie
ein Innengewinde 40 für
die Schraube 41 zur Montage der folgenden Basis 27a,
die beispielsweise einem Modul mit kleinem Kaliber entspricht.
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Diese
Basis 27a ist ebenfalls mit gemeinsamen Leitungsabschnitten 34 und 35 versehen,
und die Schraube 41 ist abgesehen von ihrer Länge identisch
zur Schraube 37.
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Man
erkennt, daß die
Basis 27a die Endbasis der erfindungsgemäßen modularen
Anordnung bildet, und zu diesem Zweck hat man Verschlußstopfen 42, 43 vorgesehen,
welche die gemeinsamen pneumatischen Leitungen verschließen. Diese
Verschlußstopfen 42, 43 sind
abnehmbar, und wenn die Basis 27a zwischen zwei Module
in einer modularen Anordnung hätte
eingesetzt werden sollen, hätte
man vor ihrer Montage die Verschiußstopfen 42 und 43 durch Durchtrennen
ihrer Verbindung mit dem Körper
der Basis entfernt, wie man dies für die Basis 27b gemacht
hat. So weist jede erfindungsgemäße Modulbasis
vor ihrem ersten Gebrauch Verschlußstopfen 42 und 43 auf,
und zwar auf der Seite, die mit der Aufnahme für den Montageschraubenkopf
versehen ist. Die Basis wird übrigens
mit ihren Verschlußstopfen und
ihrer Schraube geliefert, die beispielsweise auf unverlierbare Weise
in der Bohrung, die sie aufnimmt, angebracht ist.
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In 6 hat man in einer Schnittansicht senkrecht
zur Achse des Schiebers ein Modul mit kleinem Kaliber dargestellt,
in dem die Basis 27a nur die Funktion hat, die gemeinsamen
pneumatischen Leitungen 34 und 35 für die modulare
Anordnung sowie innere Leitungen zwischen ihrer Fläche zur
Verbindung mit dem Modul und den Austrittsöffnungen 44a vorzusehen,
um jedes Modul mit dem Betätigungselement
(Arbeitszylinder) zu verbinden, das es steuern soll. Diese Basis
besteht aus einem einfachen parallelepipedförmigen Teil, das eine Auflagefläche für die Fläche 2 eines
Ventils 26 bietet, das daran mittels zweier Schrauben 45 und 46 angebracht wird,
wobei die Sohle 12, die Scheibe 11 und der Körper 1 dieses
Ventils dazwischen angeordnet werden. Das Ventil selbst trägt auf seiner
Oberseite 3 ein oder zwei Magnetventile 28 zu
seiner Steuerung.
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Das
Magnetventil 28 besitzt an einem seiner Enden einen Bund 47,
der in einer Öffnung 47a untergebracht
ist, die am oberen Ende des Ventils nahe seiner Vorderwand 4 vorgesehen
ist, während
sein anderes Ende 48 über
das Ventil hinausragt, um Befestigungsmittel 49 zur Befestigung
am Ventil aufzunehmen und von dort gehen Verbindungsdrähte 50 aus.
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In
den beiden anderen, in den 7 und 8 gezeigten Ausführungsbeispielen
einer erfindungsgemäßen Basis,
die mit einem Ventil und mit Magnetventilen verbunden ist, hat man
die Darstellung eines Moduls mit größerem Kaliber gewählt. Unterschiede, die
man zwischen diesen Modulen mit großem Kaliber und dem Modul mit
kleinem Kaliber der 6 feststellt,
liegen in dem Durchmesser der Öffnungen 44,
die dazu bestimmt sind, einerseits die kleinen Krümmer 29 und
andererseits die Anschlußstutzen 30 mit
größerem Durchmesser
aufzunehmen, sowie in dem Volumen der Aussparung 17 des
Gleitschuhs 16 des Ventils mit Flachschieber. In der Tat
stellt man fest, daß der
Brückenbogen,
den der Gleitschuh über den
Schlitzen der Scheibe 11 bildet, in den 7 und 8 tiefer
ist als der, der in 6 gezeigt
ist.
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Bei
diesen beiden Ausführungsbeispielen weist
die Basis im Querschnitt einen Grundabschnitt 27b auf,
der in allen Punkten gleich der oben beschriebenen Basis 27a ist
(mit Ausnahme des Durchmessers der Austrittsöffnungen 44b), sowie
einen rückwärtigen Fortsatz 60, 70,
der senkrecht zur Auflagefläche
des Ventils und parallel zur Achse des Ventilschiebers entlang der
Rückseite
des Ventils ansteigt, um eine obere Fläche 61, 71 auf
gleicher Höhe mit
der Oberseite 3 des Ventils aufzuweisen. Diese Fläche verlängert somit
die Auflagefläche
des Magnetventils 28. Dieses Magnetventil kann über diese Fläche mittels
einer Schraube 51, die mit einer eingelassenen Mutter 63, 73 zusammenwirkt,
an der Basis befestigt werden.
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In 7 ist der Fortsatz 60 mit
elektrischen Leitungen 64 ausgestattet, die mit den Kontakten
des Magnetventils 28 zusammenwirken, wobei diese Leitungen 64 zu
einer Randleiste 65 des Fortsatzes 60 zurückgeführt sind,
die Klemmen 62 zum Anschluß für die Versorgungsdrähte des
Magnetventils 28 hat.
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In 8 bildet der Fortsatz 70 in
Wirklichkeit einen seitlichen Kanal an der Rückseite des Moduls aus, in
dem man eine gedruckte Schaltung 74, ein Verbindungsstück 75 zur
Aufnahme der unteren Kontakte des Magnetventils 28 und
ein Mehrfachsteckverbindungselement 76 unterbringen kann,
das den elektrischen Anschluß jedes
der aufeinanderfolgenden Module ermöglicht.
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Die
vorstehende Beschreibung bezieht sich auf das bevorzugte Ausführungsbeispiel
der Erfindung, bei dem der innere Durchlaßquerschnitt des Ventils mit
kleinerem Kaliber 12 mm2 beträgt und bei dem
nur zwei verschiedene Kaliber vorhanden sind, um einen Bereich zu
bilden.
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Andere
Ausführungsformen
der Erfindung sind möglich.
Jedoch ist es bei jeder von diesen vorteilhaft, das Ventil mit kleinerem
Kaliber identisch zu dem oben beschriebenen auszubilden, d. h. mit
einem inneren Durchlaßquerschnitt
von 12 mm2. Denn dies ist derjenige, der
am häufigsten
in die modulare Anordnung integriert wird, berücksichtigt man die Mehrheit
der Durchsatzanforderungen einer automatisierten pneumatischen Anlage.
Zur Kenntnisnahme wird angegeben, daß die Länge des Moduls, gemessen entlang
der Achse seines Schiebers in der Größenordnung von 22 mm liegt.
An dieses Modul kann man dann weitere Module mit größeren Kalibern,
beispielsweise mit einem Innenquerschnitt von 30 mm2 und
48 mm2 und sogar mehr anschließen. Zwangsweise
haben diese Module in Montagerichtung (die des Schiebers) eine Abmessung,
die größer ist
als die des Moduls mit kleinerem Kaliber. Man kann für jedes
der beiden oder der drei zusätzlichen
Module einen spezifischen Wert für
diese Abmessung vorsehen, wodurch eine spezifische Konstruktion
jedes Bauteils erforderlich wird. Da aber die Häufigkeit ihres Vorhandenseins
in einer Anordnung im ganzen genommen gering ist (weniger als ein
Viertel von der des kleinen Moduls) hat der Wert dieser Abmessung einen
minimalen Einfluß auf
die Länge
einer Modulanordnung. Für
alle anderen Module außer
dem kleinsten Modul kann so in diesen anderen Ausführungsbeispielen
die geplante Abmessung identisch und gleich der des größten Moduls
sein. In diesem Fall kann man von einer sehr standardisierten Herstellung
dieser zu dem kleinen Modul komplementären Module profitieren. In
der Tat können
alle Bauteile des Ventils identisch zu denjenigen sein, die für das größte Kaliber
vorgesehen sind, mit Ausnahme der Scheibe, die mit den Ventilöffnungen
versehen ist, die sich von einem Modul zum anderen einzig durch die
Breite und die relative Position der Schlitze unterscheidet, die
diese Öffnungen
bilden. Eine weitere Änderung
von einem Modul gegenüber
einem anderen liegt in dem Durchmesser der Öffnungen zur Aufnahme der Anschlußstutzen.
Hierzu wird angemerkt, daß das
größte Modul
die Dicke der Basis (seine Abmessung senkrecht zur Auflagefläche des
Ventils) und folglich die Dicke der Basis des kleinsten Moduls bestimmen
wird.