EP0686239B1 - Ventilblock - Google Patents

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EP0686239B1
EP0686239B1 EP19940906131 EP94906131A EP0686239B1 EP 0686239 B1 EP0686239 B1 EP 0686239B1 EP 19940906131 EP19940906131 EP 19940906131 EP 94906131 A EP94906131 A EP 94906131A EP 0686239 B1 EP0686239 B1 EP 0686239B1
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EP
European Patent Office
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valve
housing
valve block
baseplate
base plate
Prior art date
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Application number
EP19940906131
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English (en)
French (fr)
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EP0686239A1 (de
Inventor
Edgar Witowski
Guenter Mayer
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a valve block according to the preamble of claim 1.
  • a valve block of this type known for example from US Pat. No. 4,726,393
  • the pilot valves between the directional control valves and the installation shaft are screwed into the base plate from the top and onto them in Height of the directional valves, the electromagnets are placed, the connector arranged on the housing of the electromagnet being coupled to a socket inserted in the base plate above the installation shaft.
  • the assembly of the directional control valves, the pilot control valves and their electromagnets on the base plate is lengthy and careful to carry out in the known valve block.
  • the valve block according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that the individual directional control valves and their pilot valves together with the electromagnets can each be mounted as a unit on the base plate, the Integrated plug connection also shortens and simplifies assembly.
  • the electrical connection can thus be sealed very easily, so that a very high degree of electrical protection is ensured. It is even possible for the customer to assemble it without having to restrict the guaranteed degree of protection. Since the electromagnets of the pilot valves are completely enclosed by the housing, no live parts lead to the outside, so that a protective contact plug is not required.
  • FIG. 1 shows a valve block in cross section
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of a valve block partially in cross section.
  • the valve block has a base plate 1 and a plurality of directional valves 2 mounted in parallel next to one another and controlled by electromagnetically operated pilot valves 3, 4 attached to it.
  • the base plate 1 several parallel channels 11 to 15 for supply and exhaust air, as well as two each, run in the longitudinal direction channels 16, 17 extending transversely thereto for working air to which consumers are connected.
  • the channels 11 to 17 blind holes 21 to 27 are connected, the openings for supplying the directional control valves 2 according to a known hole pattern, for example according to DIN ISO 5599/1 in the overhead connection side 18 of the base plate 1.
  • a shaft 19 extends in the base plate 1 parallel to the channels 11 to 15 with an essentially rectangular cross section for accommodating an electrical installation device, for example a printed circuit board 20.
  • the exemplary directional control valve 2 for controlling a consumer is a 5/2-way valve with a cuboid housing 31, in whose underside 29 supply air, exhaust air and control bores 32 to 36 open to match the hole pattern of the base plate 1.
  • a control slide 38 which is actuated by two actuating pistons 39, 40, is arranged in a through bore 37 in the housing 31.
  • the two pilot valves 3, 4, each actuated by an electromagnet 45, 46 and designed as 3/2-way valves, are used to actuate the actuating pistons 39, 40 and the control slide 38, and are arranged in a cuboid housing 41 that has a flat mounting surface 42 is attached to an end face 43 of the directional control valve 2 above the shaft 19 of the base plate 1.
  • the housing 41 is preferably molded from a plastic and receives the electromagnets 45, 46 with their armatures 47, 48 in a form-fitting manner.
  • the valve seats 51, 52 of the pilot valves 3, 4, with which the sealing surfaces 53, 54 cooperate on the armatures 47, 48, are arranged in a cover 61 which is attached to the top of the housing 41 of the pilot valves 3, 4.
  • a supply air duct which consists of bores 62 to 65 in the cover 61, a bore 66 in the housing 41 and bores 67, 68 in the housing 31 of the directional control valve 2 and a dowel sleeve 69 connecting the two housings 31 and 41 composed, and which starts from a supply air chamber in the housing 31.
  • the electromagnets 45, 46 their armatures 47, 48 and the valve seats 51, 52 of the two pilot valves 3, 4 are preferably arranged in series one after the other in the extension of the axis of the valve spool 38 of the directional control valve 2 in the housing 41, the two housings 31 and 41 preferably have the same thickness and, when assembled, form a slim unit.
  • a channel consisting of a bore 73 in the cover 61 and a bore 74 in the housing 41 leads to the working space 75 of the one control piston 39 and one from bores 76 to 79 in the cover 61, in the Housings 41 and 31 and in an end cover 81 existing channel to the working space 82 of the other actuating piston 40.
  • the working spaces 75 and 82 for the two actuating pistons 39, 40 are preferably arranged in the housing 41 of the pilot valves 3, 4 and in the end cover 81.
  • a channel consisting of bores 84 to 87 leads to the blind bore 21 in the base plate 1.
  • This approach 101 is congruent with the housing 31 of the directional control valve 2 and, with the hole pattern of the base plate 1 and the directional control valve 2, contains through holes 102 to 107 which overlap and the connection bore 87 of the ventilation channel of the pilot valves 3, 4.
  • molded seals 113, 114 are inserted in grooves 111 , 112 of the top and bottom 108, 109 of the plate-shaped extension 101.
  • control lamps or light-emitting diodes 115 are also arranged on the printed circuit board 20 and are visible through windows 116 in the base plate 1.
  • FIG. 2 corresponds essentially to that of Figure 1, so that the same parts have the same item numbers. It differs essentially in that the control spool 38 of the directional control valve 2 is actuated by a single actuating piston 39 in one direction and in the other direction by a compression spring 121 which is supported in the end cover 81. According to the arrangement of only one control piston 39, only a single pilot valve 4 is arranged in the housing 41. The space 122 of the second pilot valve 3 is unoccupied and the associated valve seat 51 in the cover 61 is sealed with a plate 123. In the context of the invention it is also possible to shorten the housing 41 and its cover 61 by the free space 112, so that it ends parallel to the electromagnet 46, the plug base 92 being fully retained.
  • valve block described in the exemplary embodiments according to FIGS. 1 and 2 is extremely simple and quick to assemble.
  • the housing 41 with the pilot valves 3, 4 is attached to the mounting face 43 of the directional control valve 2 with fastening means, not shown, such as screws.
  • fastening means not shown, such as screws.
  • prepared valve units are successively aligned with the corresponding sections of the connection side 18 of the base plate 1, the plug base 92 with the opening 97 and the through holes 102 to 107 with the openings of the blind holes 21 to 27 of the hole pattern in the base plate 1 swear.
  • Each unit is then pressed onto the connection side 18 of the base plate 1, the plug base 92 being inserted into the opening 97 to the shaft 19 and the contact tabs 93, 94 being received by the contact terminals 95, 96 of the printed circuit board 20.
  • Each unit is then also fastened to the base plate 1 using suitable fastening means such as screws.

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Abstract

Der Ventilblock hat eine Grundplatte (1) mit Längskanälen (11 bis 15) für Zu- und Abluft, dazu quer Arbeitsluftkanäle (16, 17), Anschlußkanäle (21 bis 27), die in einem bestimmten Lochbild in der Anschlußseite (18) münden, sowie einen Schacht (19) für eine Elektroinstallation (20). Auf der Anschlußseite (18) der Grundplatte ist wenigstens eine Einheit angebaut, die aus einem Wegeventil (2) und aus zwei dieses ansteuernden Vorsteuerventilen (3, 4) besteht. Die Vorsteuerventile (3, 4) sind in einem Gehäuse (41) angeordnet, das mit einer Anbaufläche (42) an einer Stirnseite (43) des Wegeventils (2) befestigt ist. Ein an der Unterseite (29) des Gehäuses (41) vorstehender Steckersockel (92) greift durch einen Durchbruch (97) der Grundplatte in den Schacht (19) und hat vorstehende Kontaktfahnen (93, 94), die mit Kontaktklemmen (95, 96) an der Leiterplatte (20) verbunden sind. Zum Minimieren von Anbautoleranzen steht am unteren Ende des Gehäuses (41) der Vorsteuerventile (3, 4) ein plattenförmiger Ansatz (101) seitlich zwischen dem Wegeventil (2) und der Grundplatte (1) vor, der Durchgangsbohrungen (102 bis 107) entsprechend dem Lochbild der Grundplatte (1) hat.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Ventilblock nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei einem beispielsweise aus der US-PS 4 726 393 bekannten Ventilblock dieser Art sind die Vorsteuerventile zwischen den Wegeventilen und dem Installationsschacht von der Oberseite her in der Grundplatte eingeschraubt und auf ihnen in Höhe der Wegeventile die Elektromagnete aufgesetzt, wobei der am Gehäuse der Elektromagnete angeordnete Verbindungsstecker mit einer in der Grundplatte über dem Installationsschacht eingesetzten Steckdose gekuppelt ist. Die Montage der Wegeventile, der Vorsteuerventile und deren Elektromagnete auf der Grundplatte ist bei dem bekannten Ventilblock langwierig und sorgfältig durchzuführen.
    • Vorteile der Erfindung
  • Der erfindungsgemäße Ventilblock mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß die einzelnen Wegeventile und ihre Vorsteuerventile mitsamt den Elektromagneten als jeweils eine Einheit auf der Grundplatte montiert werden können, wobei die integrierte Steckerverbindung die Montage zusätzlich verkürzt und vereinfacht. Hinzu kommt, daß bezüglich der vom Gehäuse der Elektromagnet-Vorsteuerventile und dessen einstückigem Ansatz gebildeten Unterseite, an der der Stecker vorsteht, nur sehr kleine Toleranzen zwischen den pneumatischen Durchlässen und den elektrischen Anschlüssen zu berücksichtigen sind, da die Anschlüsse in einer einzigen Gieß-Form hergestellt werden. Der elektrische Anschluß kann somit sehr leicht gedichtet werden, so daß eine sehr hohe elektrische Schutzart gesichert ist. Damit ist sogar eine Montage durch den Kunden möglich, ohne daß die garantierte Schutzart eingeschränkt werden muß. Da die Elektromagnete der Vorsteuerventile vollständig vom Gehäuse umfaßt werden, führen keine spannungsführenden Teile nach außen, so daß ein Schutzkontaktstecker nicht erforderlich ist.
  • Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Ausgestaltungen des im Anspruch 1 angegebenen Ventilblocks möglich.
    • Zeichnung
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 einen Ventilblock im Querschnitt und Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiels eines Ventilblocks teilweise im Querschnitt.
    • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Der Ventilblock hat eine Grundplatte 1 und mehrere parallel nebeneinander auf dieser montierte Wegeventile 2, die von daran angebauten, elektromagnetisch betätigten Vorsteuerventilen 3, 4 angesteuert werden. In der Grundplatte 1 verlaufen in Längsrichtung mehrere parallele Kanäle 11 bis 15 für Zu- und Abluft, sowie je zwei sich dazu quer erstreckende Kanäle 16, 17 für Arbeitsluft, an die Verbraucher angeschlossen werden. Mit den Kanälen 11 bis 17 sind Sackbohrungen 21 bis 27 verbunden, deren Öffnungen zum Versorgen der Wegeventile 2 nach einem bekannten Lochbild, beispielsweise nach DIN ISO 5599/1 in der obenliegenden Anschlußseite 18 der Grundplatte 1 münden. Ferner erstreckt sich in der Grundplatte 1 parallel zu den Kanälen 11 bis 15 ein Schacht 19 mit einem im wesentlichen rechteckigen Querschnitt zum Unterbringen einer elektrischen Installationseinrichtung, beispielsweise einer Leiterplatte 20.
  • Das beispielhaft dargestellte Wegeventil 2 zum Steuern eines Verbrauchers ist ein 5/2-Wegeventil mit einem quaderförmigen Gehäuse 31, in dessen Unterseite 29 dem Lochbild der Grundplatte 1 angepaßte Zuluft-, Abluft- und Steuerbohrungen 32 bis 36 münden. In einer Durchgangsbohrung 37 im Gehäuse 31 ist ein Steuerschieber 38 angeordnet, der von zwei Stellkolben 39, 40 betätigt wird.
  • Zum Ansteuern der Stellkolben 39, 40 bzw. des Steuerschiebers 38 dienen die beiden von je einem Elektromagnet 45, 46 betätigten, als 3/2-Wegeventile ausgebildeten Vorsteuerventile 3, 4, die in einem quaderförmigen Gehäuse 41 angeordnet sind, das mit einer ebenen Anbaufläche 42 an einer Stirnfläche 43 des Wegeventils 2 über dem Schacht 19 der Grundplatte 1 befestigt ist. Das Gehäuse 41 ist vorzugsweise aus einem Kunststoff formgegossen und nimmt die Elektromagnete 45, 46 mit ihren Ankern 47, 48 formschlüssig auf. Die Ventilsitze 51, 52 der Vorsteuerventile 3, 4, mit denen die Dichtflächen 53, 54 an den Ankern 47, 48 zusammenwirken, sind in einem Deckel 61 angeordnet, der auf der Oberseite des Gehäuses 41 der Vorsteuerventile 3, 4 befestigt ist. Zu den Ventilsitzen 51, 52 führt mittig ein Zuluftkanal, der sich aus Bohrungen 62 bis 65 im Deckel 61, einer Bohrung 66 im Gehäuse 41 und Bohrungen 67, 68 im Gehäuse 31 des Wegeventils 2 sowie einer die beiden Gehäuse 31 und 41 verbindenden Paßhülse 69 zusammensetzt, und der von einer Zuluftkammer im Gehäuse 31 ausgeht.
  • Die Elektromagnete 45, 46 deren Anker 47, 48 und die Ventilsitze 51, 52 der beiden Vorsteuerventile 3, 4 sind vorzugsweise in Reihe hintereinander in Verlängerung der Achse des Ventilschiebers 38 des Wegeventils 2 im Gehäuse 41 angeordnet, wobei die beiden Gehäuse 31 und 41 vorzugsweise eine gleiche Dicke haben und zusammengebaut eine schlanke Einheit bilden.
  • Von den Steuerkammern 71, 72 der Vorsteuerventile 3, 4 führt ein aus einer Bohrung 73 im Deckel 61 und einer Bohrung 74 im Gehäuse 41 bestehender Kanal zu dem Arbeitsraum 75 des einen Stellkolbens 39 und ein aus Bohrungen 76 bis 79 im Deckel 61, in den Gehäusen 41 und 31 sowie in einem Stirnseitendeckel 81 bestehender Kanal zum Arbeitsraum 82 des anderen Stellkolbens 40. Vorzugsweise sind die Arbeitsräume 75 und 82 für die beiden Stellkolben 39, 40 im Gehäuse 41 der Vorsteuerventile 3, 4 und im Stirnseitendeckel 81 angeordnet. Zum Entlüften der Vorsteuerventile 3, 4 führt ein aus Bohrungen 84 bis 87 bestehender Kanal zu der Sackbohrung 21 in der Grundplatte 1.
  • Zum elektrischen Verbinden der Elektromagnete 45, 46 der Steuerventile 3, 4 mit der Leiterplatte 20 der elektrischen Installationseinrichtung steht an der Unterseite 91 des Gehäuses 41 der Vorsteuerventile 3, 4 ein Steckersockel 92 vor, in dem drei Kontaktfahnen 93, 94 angeordnet sind, die über nicht dargestellte Verbindungsleitungen im Gehäuse 41 mit den Elektromagneten 45, 46 elektrisch verbunden sind. Die in den Schacht 19 der Grundplatte 1 vorstehenden Kontaktfahnen 93, 94 greifen zum Herstellen einer elektrischen Verbindung in passend in der Leiterplatte 20 angeordnete Kontaktklemmen 95, 96. Zum Einführen und Aufnehmen des Steckersockels 92 ist in der Grundplatte 1 im Bereich des Schachtes 19 ein mit der Achse des Lochbildes der Sackbohrungen 21 bis 27 ausgerichteter Durchbruch 97 angeordnet. Ein Dichtring 98 in einer Umfangsnut 99 des Sockels 92 schützt vor Eindringen von Flüssigkeit in den Schacht 19.
  • Um eine genaue Deckung der Sackbohrungen 21 bis 27 des Lochbildes in der Grundplatte 1 und den Bohrungen 32 bis 36 im Gehäuse 31 des Wegeventils 2 sowie des Durchbruchs 97 in der Grundplatte 1 mit dem Sockel 92 des Gehäuses 41 der Vorsteuerventile 3, 4 sicherzustellen, hat das Gehäuse 41 an seinem der Grundplatte 1 zugewandten Ende einen von seiner Anbaufläche 42 seitlich unter das Gehäuse 41 des Wegeventils 2 abstehenden, plattenförmigen Ansatz 101 mit zwei parallelen Seiten, von denen die obere Seite 108 in der gleichen Ebene liegt wie die Unterseite 29 des Gehäuses 31 des Wegeventils 2. Dieser Ansatz 101 ist deckungsgleich mit dem Gehäuse 31 des Wegeventils 2 und enthält mit dem Lochbild der Grundplatte 1 und des Wegeventils 2 sich deckende Durchgangsbohrungen 102 bis 107 sowie die Anschlußbohrung 87 des Entlüftungskanals der Vorsteuerventile 3, 4. In Nuten 111, 112 der Ober- und Unterseite 108, 109 des plattenförmigen Ansatzes 101 sind Formdichtungen 113, 114 eingelegt.
  • Um den Betrieb der Elektromagnete 45, 46 zu kontrollieren, sind auf der Leiterplatte 20 außerdem Kontrolllampen oder -leuchtdioden 115 angeordnet, die durch Fenster 116 in der Grundplatte 1 sichtbar sind.
  • Das in Figur 2 dargestellte alternative Ausführungsbeispiel entspricht im wesentlichen dem nach Figur 1, so daß gleiche Teile gleiche Positionsziffern haben. Es unterscheidet sich im wesentlichen dadurch, daß der Steuerschieber 38 des Wegeventils 2 nur von einem einzigen Stellkolben 39 in der einen Richtung und in der anderen Richtung von einer Druckfeder 121 betätigt wird, die sich im Stirnseitendeckel 81 abstützt. Entsprechend der Anordnung nur des einen Stellkolbens 39 ist auch nur ein einziges Vorsteuerventil 4 im Gehäuse 41 angeordnet. Der Raum 122 des zweiten Vorsteuerventils 3 ist unbesetzt und der zugehörige Ventilsitz 51 im Deckel 61 mit einer Platte 123 abgedichtet. Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, das Gehäuse 41 und dessen Deckel 61 um den Freiraum 112 zu verkürzen, so daß es parallel zum Elektromagneten 46 endet, wobei der Steckersockel 92 voll erhalten bleibt.
  • Der in den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 1 und 2 beschriebene Ventilblock ist äußerst einfach und schnell zu montieren. Zunächst wird das Gehäuse 41 mit den Vorsteuerventilen 3, 4 an der Anbaustirnseite 43 des Wegeventils 2 mit nicht dargestellten Befestigungsmitteln wie Schrauben befestigt. Sodann werden so vorbereitete Ventil-Einheiten nacheinander mit den entsprechenden Abschnitten der Anschlußseite 18 der Grundplatte 1 in Deckung gebracht, wobei der Steckersockel 92 mit dem Druchbruch 97 und die Durchgangsbohrungen 102 bis 107 mit den Öffnungen der Sackbohrungen 21 bis 27 des Lochbildes in der Grundplatte 1 fluchten. Darauf wird jede Einheit auf die Anschlußseite 18 der Grundplatte 1 aufgedrückt, wobei der Steckersockel 92 in den Durchbruch 97 zum Schacht 19 gesteckt und die Kontaktfahnen 93, 94 von den Kontaktklemmen 95, 96 der Leiterplatte 20 aufgenommen werden. Sodann wird jede Einheit ebenfalls mit geeigneten Befestigungsmitteln wie Schrauben auf der Grundplatte 1 befestigt.

Claims (8)

  1. Ventilblock mit einer Grundplatte (1), in der in einer Anschlußseite (29) Anschlußöffnungen in einem zum Anbau von Wegeventilen (2) geeigneten Lochbild münden und sich Kanäle für Zu- und Abluft (11-17) sowie ein dazu parallel verlaufender Schacht (19) für eine elektrische Installationseinrichtung erstrecken, mit mehreren nebeneinander auf der Anschlußseite der Grundplatte angeordneten Wegeventilen (2) mit einem angepaßten Anschluß-Lochbild und mit wenigstens je einem jedem Wegeventil (2) zugeordneten, von einem Elektromagnet betätigten Vorsteuerventil (3,4), der mit einem elektrischen Verbindungsstecker in eine Steckverbindung der elektrischen Installationseinrichtung im Schacht (19) greift, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsteuerventil (3, 4) und der Elektromagnet (45, 46) in einem gemeinsamen Gehäuse (41) angeordnet sind, das mit einer seitlichen Anbaufläche (42) an der Stirnseite (43) des zugeordneten Wegeventils (2) anliegend angeordnet ist, daß von dieser Anbaufläche (42) des Gehäuses (41) nahe der dem Verbindungsstecker (92) zugeordneten Unterseite (91) des Gehäuses (41) ein plattenförmiger Ansatz (101) seitlich absteht, an dem einerseits das Wegeventil (2) mit seiner Anschlußseite (29) und andererseits die Grundplatte (1) mit ihrer Anschlußseite (18) anliegen, und der mit den Anschlußöffnungen der Grundplatte (1) und des Wegeventils (2) sich deckende Durchgangsbohrungen (102 bis 107) hat.
  2. Ventilblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Verbindungsstecker als von der Unterseite (91) des Gehäuses (41) der Vorsteuerventile (3, 4) vorstehender Steckersockel (92) mit vorstehenden Kontaktfahnen (93, 94) ausgebildet ist, die mit Kontaktaufnahmen (95, 96) der elektrischen Installationseinrichtung (20) im Schacht (19) der Grundplatte (1) kontaktiert sind und daß der Steckersockel (92) in einen Durchbruch (97) in der Grundplatte (1) zum Schacht (19) greift.
  3. Ventilblock nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckersockel (92) in dem Durchbruch (97) der Grundplatte (1) mit einer Dichtung (98) abgedichtet ist.
  4. Ventilblock nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem an einer Stirnseite (43) des Wegeventils (2) angebauten Gehäuse (41) zwei Vorsteuerventile (3, 4) und zwei diese betätigende Elektomagnete (45, 46) in Achsrichtung des Wegeventils hintereinander angeordnet sind.
  5. Ventilblock nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (41) mit den Vorsteuerventilen (3, 4) auf der Oberseite von einem Deckel (61) abgeschlossen ist.
  6. Ventilblock nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Deckel (61) des Gehäuses (41) wenigstens ein Ventilsitz (51, 52) angeordnet ist, mit dem die Dichtfläche (53, 54) des Ankers (47, 48) des Elektromagneten (45, 46) zusammenwirkt.
  7. Ventilblock nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Deckel (61) und in dem Gehäuse (41) der Vorsteuerventile (3, 4) Kanäle für Zu-, Ab- und Steuerluft gebildet sind.
  8. Ventilblock nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem an einer Stirnseite (43) des Wegeventils (2) angebauten Gehäuse (41) zwei Vorsteuerventile und zwei diese betätigende Elektromagneten übereinander angeordnet sind.
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