EP1801425B1

EP1801425B1 - Ventilbaukasten zur Herstellung von Ventilbatterien

Info

Publication number: EP1801425B1
Application number: EP20050028026
Authority: EP
Inventors: Michael Berner; Heiko Kühbauch
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2005-12-21
Filing date: 2005-12-21
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2025-12-21
Also published as: US20070137708A1; CA2568879C; CN1987127B; CN1987127A; JP4959319B2; DE502005003589D1; JP2007170669A; CA2568879A1; EP1801425A1; US7607452B2; ATE391239T1

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventilbaukasten zur Herstellung von Ventilbatterien, die über quer zu ihrer Plattenhauptebene aneinandergereihte plattenförmige Ventileinheiten verfügen.
Die EP 0678676 B1 beschreibt eine Ventilbatterie bestehend aus mehreren Seite an Seite aneinandergesetzten plattenförmigen Ventileinheiten mit jeweils einem Ventilgehäuse, das einen Ventilschieber beinhaltet und das mit elektrisch betätigbaren Vorsteuerventilen zur Aktivierung des zugeordneten Ventilschiebers ausgestattet ist. Die einzelnen Ventileinheiten sitzen zwischen zwei Endplatten und werden durch mehrere Zuganker zusammengehalten.
Eine aus der DE 3917242 A1 bekannte Magnetventilbatterie enthält quer zu ihrer Plattenhauptebene aneinandergereihte Ventileinheiten mit jeweils einem rahmenartigen Grundkörper, der von mehreren Ventilkanälen durchsetzt ist und der einen Innenraum begrenzt, in dem sich in den Grundkörper eingesetzte Magnetventile befinden. Der Innenraum beinhaltet außerdem eine mit den Magnetventilen in Verbindung stehende Leiterplatte.
Eine aus der DE 19508011 C2 bekannte elektromagnetische Ventileinheit beinhaltet einen von Ventilkanälen durchsetzen Ventilkörper, der mit einer Vielzahl von elektromagnetischen Ventilen bestückt ist, die von einem auf den Ventilkörper aufgesetzten Rahmen umgeben werden, der als Träger für ein elektrisch leitendes Bauteil und eine Abdeckung fungiert.
Eine solche Ventilbatterie ist auch in US 6 138 717 offenbart.
Die bekannten Ventilbatterien sind in einem gewissen Rahmen universell einsetzbar und daher für unterschiedliche Einsatzbedingungen geeignet. Sollten am Ort des Einsatzes besondere Umstände gegeben sein, die die Funktionsfähigkeit beeinträchtigen könnten - beispielsweise hohe Temperaturen, aggressive Medien etc. -, muss man sich anderweitig behelfen, beispielsweise indem man die gesamte Ventilbatterie geschützt in einem Schrank unterbringt oder indem man die Ventilbatterie entfernt vom eigentlichen Einsatzort platziert und zum Anschließen der zu betätigenden Arbeitsvorrichtungen entsprechend lange Fluidleitungen einsetzt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Maßnahmen zu treffen, die eine kostengünstige Herstellung von auch für spezielle Einsatzzwecke geeigneten Ventilbatterien ermöglichen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Ventilbaukasten zur Herstellung von Ventilbatterien, die über quer zu ihrer Plattenhauptebene aneinandergereihte plattenförmige Ventileinheiten verfügen, die jeweils ein Kernmodul mit einem von mehreren Ventilkanälen quer zu der Plattenhauptebene durchsetzten und mindestens einen beweglichen Ventilschieber enthaltenden Kerngehäuse und ein das Kernmodul unter maßgeblicher Vorgabe der Außenkontur der Ventileinheit in der Plattenhauptebene umschließendes, bezüglich des Kernmoduls separates, rahmenförmiges Hüllelement aufweisen, wobei das Hüllelement und das Kernmodul durch aufeinander abgestimmte Schnittstellenmittel aneinander fixiert sind, wobei der Baukasten mehrere Kernmodule und mehrere sich zumindest in ihrer Materialbeschaffenheit voneinander unterscheidende rahmenförmige Hüllelemente unterschiedlichen Typs beinhaltet, deren Schnittstellenmittel aufeinander abgestimmt sind, sodass durch die ausgewählte Kombination von Kernmodulen mit Hüllelementen unterschiedlichen Typs Ventileinheiten für unterschiedliche Einsatzzwecke herstellbar sind.
Auf diese Weise hat man die Möglichkeit, bei der Herstellung einer Ventilbatterie die von den Hüllelementen gebildete Au-ßenhaut der Ventileinheiten dem gewünschten Einsatzzweck entsprechend auszuwählen und somit die Ventilbatterien individuell einsatzspezifisch zusammenzustellen. Beispielsweise kann man für einen breitgefächerten universellen Einsatz auf Hüllelemente zurückgreifen, die aus kostengünstigem Material bestehen, beispielsweise einem bei der Herstellung leicht verarbeitbaren Kunststoffmaterial durchschnittlicher Festigkeit. Geht es hingegen darum, die Ventilbatterie gegen aggressive Medien, beispielsweise Chemikalien oder Reinigungsmittel, besonders widerstandsfähig zu machen, kann man beispielsweise auf Hüllelemente zurückgreifen, die aus einem sehr widerstandsfähigen Kunststoffmaterial oder aus Metall oder einem Verbundmaterial bestehen. Man kann auch durch unterschiedliche Farbgebung die jeweiligen Materialeigenschaften und somit die Einsatzmöglichkeiten der zusammengebauten Ventilbatterie kenntlich machen. Von Vorteil ist, dass man unabhängig vom Typ des verwendeten Hüllelementes, also unabhängig von dessen Materialbeschaffenheit, auf gleichartige Kernmodule zurückgreifen kann, sodass man an den für die Funktionalität der Ventilbatterie verantwortlichen Komponenten keine Änderungen vorzunehmen hat und man den unterschiedlichen individuellen Einsatzmöglichkeiten allein durch die Auswahl der als solches relativ kostengünstig herstellbaren Hüllelemente Rechnung tragen kann. Gleichwohl hat man selbstverständlich die Möglichkeit, die diversen Hüllelemente ausgewählt mit Kernmodulen unterschiedlicher Funktionalität auszustatten, wobei die gleichartigen Schnittstellenmittel dafür Sorge tragen, dass auch in einem solchen Falle auf hinsichtlich ihrer Schnittstellenmittel standardisierte Hüllelemente unterschiedlichen Typs zurückgegriffen werden kann.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung wird insbesondere bei einem Ventilbaukasten offensichtlich, der über mehrere untereinander identische Kernmodule verfügt, also über Kernelemente unterschiedlichen Typs, die aufgrund der aufeinander abgestimmten Schnittstellenmittel alternativ mit Hüllelementen unterschiedlichen Typs, also unterschiedlicher Materialbeschaffenheit, kombiniert werden können. Dadurch besteht die Möglichkeit, allein durch die Wahl des geeigneten Typs von Hüllelementen alternativ Ventilbatterien herzustellen, die in ihrer Funktionalität und in ihrem konstruktiven Aufbau völlig übereinstimmen und sich lediglich in der Materialbeschaffenheit ihrer Außenhaut voneinander unterscheiden.
Einige oder sämtliche der sich in ihrer Materialbeschaffenheit voneinander unterscheidenden unterschiedlichen Typen von Hüllelementen können eine zumindest im Wesentlichen übereinstimmende Außenkontur besitzen und beispielsweise völlig identisch ausgeführt sein. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass sich mehrere Typen von in dem Baukasten vorhandenen Hüllelementen auch oder allein in mindestens einem anderen Merkmal als der Materialbeschaffenheit voneinander unterscheiden, beispielsweise im Vorhandensein und Nichtvorhandensein von elektrischen Ein- und/oder Ausgängen. An dieser Stelle sei erwähnt, dass der Ventilbaukasten durchaus auch zusätzliche Moduleinheiten aufweisen kann, die nicht dem bisher diskutierten Aufbau der Ventileinheiten entsprechen, die jedoch mit diesen Ventileinheiten zum Erhalt einer Ventilbatterie kombinierbar sind. Dies gilt insbesondere für die Ventilbatterie endseitig abschließende Abschlusseinheiten oder rein elektrische Moduleinheiten.
In der Regel werden die Kernmodule für elektrische Betätigung ausgelegt sein. Insbesondere in einem solchen Fall ist es von Vorteil, wenn der von den Hüllelementen jeweils umgrenzte Innenraum in der Plattenhaupteben im zusammengebauten Zustand der Ventileinheit eine größere Querschnittsfläche besitzt als das umschlossene Kernmodul, sodass innerhalb des Hüllelementes neben dem Kernmodul mindestens ein als "Nutzraum" bezeichenbarer Freiraum verbleibt, der beispielsweise zur Aufnahme von der elektrischen Ansteuerung der Ventileinheiten dienenden elektrischen Verkettungsmitteln oder von Steuerelektroniken verwendbar ist.
Die innerhalb der Ventileinheiten zur Fixierung zwischen Hüllelement und Kernmodul vorhandenen Schnittstellenmittel können zumindest teilweise als Rastverbindungsmittel ausgeführt sein, sodass sich das Hüllelement mit sehr geringem Montageaufwand, insbesondere auch lösbar, am Kernmodul anbringen lässt. Es kann allerdings unter Umständen zweckmäßig sein, zusätzliche Schraubverbindungsmittel vorzusehen oder ausschließlich auf solche Schraubverbindungsmittel zurückzugreifen.
Um besonders zuverlässig ein Eindringen von Verunreinigungen in den Bereich zwischen zwei aneinandergesetzten Ventileinheiten zu verhindern, können Dichtungsmittel vorhanden sein, die im Fügebereich der benachbarten Hüllelemente platziert werden. Die Montage gestaltet sich hierbei besonders einfach, wenn die Dichtungsmittel direkt an den Hüllelementen angeordnet sind und mit diesen jeweils eine Baueinheit bilden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Figur 1: in der linken Bildhälfte eine mit einem bevorzugt ausgestatteten Ventilbaukasten der erfindungsgemäßen Art zusammengebaute Ventilbatterie und in der rechten Bildhälfte mehrere in dem zugrundeliegenden Ventilbaukasten enthaltene Hüllelemente zur alternativen Verwendung beim Zusammenbau der Ventilbatterie, sowie im Hintergrund eines von mehreren Kernmodulen des Ventilbaukastens,
Figur 2: einen in weiten Teilen schematisierten Querschnitt durch die Ventilbatterie aus Figur 1 gemäß dortiger Schnittlinie II-II und
Figur 3: ein vergrößertes Detail der bei der illustrierten Anordnung vorhandenen Schnittstellenmittel im Querschnitt gemäß Schnittlinie III-III aus Figur 2.

Aus der linken Bildhälfte der Figur 1 geht eine Ventilbatterie 1 hervor, wie sie mittels eines in bevorzugter Weise zusammengesetzten Ventilbaukastens 20 der erfindungsgemäßen Art realisierbar ist. Diese Ventilbatterie 1 enthält mehrere Ventileinheiten 2 - beim Ausführungsbeispiel exemplarisch vier Stück -, von denen eine in Figur 2 in einem Längsschnitt gemäß Schnittlinie II-II gezeigt ist, wobei die Schnittebene mit der Plattenhauptebene der betroffenen Ventileinheit 2 zusammenfällt.
Die verschiedenen Ventileinheiten 2 sind quer zu ihrer Plattenhauptebene in einer durch eine strichpunktierte Linie illustrierten Aufreihungsrichtung 3 mit untereinander fluchtenden Außenkonturen aneinandergesetzt. Dem stirnseitigen Abschluss der Ventilbatterie 1 dienen zwei platten- oder blockförmige Abschlusseinheiten 9, 10, wobei die gesamte Baugruppe beispielsweise durch nicht näher dargestellte Zuganker oder sonstige Verbindungsmittel, insbesondere lösbar, zusammengehalten wird.
Die verschiedenen Ventileinheiten 2 beinhalten jeweils ein in Figur 2 im Schnitt dargestelltes und in Figur 1 schematisch einzeln als Komponente des Ventilbaukastens 20 dargestelltes Kernmodul 4, das ein bevorzugt im Wesentlichen plattenförmiges Kerngehäuse 5 aufweist, dessen Hauptausdehnungsebene mit der Plattenhauptebene zusammenfällt.
Das beim Ausführungsbeispiel aus Metall bestehende, prinzipiell aber auch in Kunststoffmaterial ausführbare Kerngehäuse 5 beinhaltet eine quer zu der Aufreihungsrichtung 3 verlaufende längliche Schieberaufnahme 6, in der ein gemäß Doppelpfeil 7 linear hin und her verstellbarer Ventilschieber 8 untergebracht ist. Stirnseitig am Ventilschieber 8 angeordnete, beispielhaft kolbenartige Antriebselemente 12 können über nur schematisch angedeutete Steuerkanäle 13 mit einem Druckmedium beaufschlagt werden, um den Ventilschieber 8 in die gewünschte Schaltposition zu verlagern.
Das Kerngehäuse 5 wird in der Aufreihungsrichtung 3 von mehreren Ventilkanälen 14 durchsetzt. Diese verlaufen rechtwinkelig zur zugeordneten Plattenhauptebene und münden jeweils auf einander entgegengesetzten, in der Aufreihungsrichtung 3 orientierten Gehäuse-Hauptflächen 15 aus. In der Regel beinhalten die Ventilkanäle 14 einen mittig zwischen zwei Entlüftungskanälen 14b, 14c platzierten Speisekanal 14a. Eine umgekehrte Anordnung wäre allerdings ebenfalls möglich.
Bei zusammengebauter Ventilbatterie 1 fluchten die gleichartigen Ventilkanäle 14 der aneinandergesetzten Ventileinheiten 2 miteinander und bilden die gesamte Ventilbatterie 1 in ihrer Längsrichtung durchziehende Durchgangskanäle, die an einer oder beiden Anschlusseinheiten 9, 10 mit Anschlussöffnungen 16 ausmünden. Dort kann das im Betrieb der Ventilbatterie 1 verwendete Druckmedium, insbesondere Druckluft, zentral eingespeist und abgeführt werden. Beim Ausführungsbeispiel befinden sich die Anschlussöffnungen stirnseitig an der Anschlusseinheit. Alternativ wäre auch eine umfangsseitige Platzierung möglich.
Die Ventilkanäle 14 und mithin die aus diesen zusammengesetzten Durchgangskanäle kommunizieren innerhalb der Kerngehäuse 5 mit der darin jeweils ausgebildeten Schieberaufnahme 6. Dies geschieht insbesondere dadurch, dass die Ventilkanäle 14 das zugeordnete Kerngehäuse 5 derart durchdringen, dass sie die Schieberaufnahme 6 anschneiden.
In jedem Kerngehäuse 5 verlaufen außerdem noch zwei Arbeitskanäle 17, die einenends mit der Schieberaufnahme 6 kommunizieren und andernends zu einer zu den Gehäuse-Hauptflächen 15 rechtwinkeligen Randfläche 18 des Kerngehäuses 5 ausmünden. Dort ist ihnen jeweils eine Anschlusseinrichtung 22 zugeordnet, die den bevorzugt lösbaren Anschluss einer Fluidleitung 23 ermöglicht, die zu einem nicht näher dargestellten, mittels der Ventilbatterie 1 zu betätigenden Verbraucher führt, beispielsweise ein fluidbetätigter Antrieb.
Entsprechend der jeweiligen Schaltposition des Ventilschiebers 8 kann über den Speisekanal 14a eingespeistes Druckmedium über einen Arbeitskanal 17 ausgegeben oder über einen Arbeitskanal 17 zurückströmendes Druckmedium über einen der Entlüftungskanäle 14b, 14c abgeführt werden. Hierbei handelt es sich um eine konventionelle Betriebsweise eines Ventils, sodass sich weitere Ausführungen an dieser Stelle erübrigen.
Zum jeweiligen Kernmodul 4 gehören beim Ausführungsbeispiel auch noch jeweils zwei randseitig am Kerngehäuse 5 angeordnete, elektrisch betätigbare Vorsteuerventile 24, beispielsweise Magnetventile oder Piezo-Ventile. Sie erhalten ihre elektrischen Betätigungssignale über eine in der Aufreihungsrichtung 3 verlaufende elektrische Verkettungseinrichtung 25, die nur schematisch angedeutet ist und die über eine an mindestens einer der Anschlusseinheiten 9, 10 angeordnete elektrische Schnittstelle 26 mit einer elektronischen Steuereinrichtung kommunizieren kann.
Die Vorsteuerventile 24 können in Abhängigkeit von ihrem Betriebszustand die Fluidbeaufschlagung der Steuerkanäle 13 und mithin die Schaltposition des Ventilschiebers 8 vorgeben. Das fluidische Steuermedium kann hierbei innerhalb des Kerngehäuses 5 vom Speisekanal 14a abgezweigt werden oder wird alternativ über einen oder mehrere gesonderte, das Kerngehäuse 5 durchsetzende Vorsteuerkanäle eingespeist.
Die elektrische Verkettungseinrichtung 25 ist zweckmäßigerweise in einzelne Verkettungsmodule 25a unterteilt, von denen sich je eines an Bord einer jeweiligen Ventileinheit 2 befindet, und die miteinander in Kontakt treten, wenn die Ventileinheiten 2 zum Herstellen der batterieartigen Baugruppe aneinandergesetzt werden.
Zwischen den einander zugewandten Gehäuse-Hauptflächen 15 der Kerngehäuse 5 benachbarter Ventileinheiten 2 befinden sich nicht näher dargestellte Dichtungsmittel, die eine leckagefreie Verbindung der Ventilkanäle 14 der jeweils zusammengebauten Ventileinheiten 2 garantieren.
Außer den bereits erwähnten ventiltechnischen Komponenten enthält jede Ventileinheit 2 ein rahmenförmiges Hüllelement 27. Das Hüllelement 27 ist ein bezüglich des zugeordneten Kernmoduls 4 separates Bauteil und umgrenzt einen in seiner Breite der maximalen Breite des zugeordneten Kernmoduls 4 entsprechenden Aufnahmeraum 28, in den das Kernmodul 4 eingesetzt ist. Das Kernmodul 4 wird also an seinen Randflächen 18 ringsum durch das zugeordnete Hüllelement 27 umschlossen. Durch aufeinander abgestimmte Schnittstellenmittel 32, 33 sind das Hüllelement 27 und das Kernmodul 4 einer jeweiligen Ventileinheit 2 unter Bildung einer die Ventileinheit 2 bildenden Baugruppe aneinander fixiert.
Durch das Hüllelement 27 wird die mit Blick in der Aufreihungsrichtung 3 ersichtliche und aus Figur 2 gut hervorgehende Außenkontur 34 einer jeweiligen Ventileinheit maßgeblich vorgegeben. Man könnte auch sagen, die Hüllelemente 27 bilden jeweils die Außenhaut der zugehörigen Ventileinheit 2, die das Kernmodul 4 schützend umschließt.
Bei zusammengebauter Ventilbatterie 1 liegen die jeweils rahmenartig in sich geschlossenen Hüllelemente 27 mit ihren in der Aufreihungsrichtung 3 weisenden Randflächen 35 aneinander an und bewirken somit gemeinsam eine Kapselung der in ihnen enthaltenen Kernmodule 4. Den stirnseitigen Abschluss übernehmen die oben erwähnten Anschlusseinheiten 9, 10, deren Au-ßenkontur derjenigen der Hüllelemente 27 entspricht, sodass sich ein ummittelbarer Anschluss ergibt.
Unmittelbar aneinandergesetzte Ventileinheiten 2 sind im Fügebereich benachbarter Hüllelemente 27 zweckmäßigerweise durch geeignete Dichtungsmittel 36 gegeneinander abgedichtet, sodass auch unter ungünstigen Umgebungsbedingungen keine Verunreinigungen eintreten können und die für den jeweiligen Betrieb geforderte Schutzart gewährleistet ist. Die Dichtungsmittel 36 können separate Komponenten sein, die beim Zusammenbau der Ventilbatterie 1 zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Einheiten 2, 9, 10 platziert werden. Es ist allerdings vorteilhafter, auf die beim Ausführungsbeispiel verwirklichte Maßnahme zurückzugreifen, bei der die Dichtungsmittel 36 unmittelbar von den Hüllelementen 27 getragen sind und mit diesen eine einheitlich handhabbare Baueinheit bilden. Die Dichtungsmittel 36 können beispielsweise durch Spritzgießen an das zugeordnete Hüllelement 27 angeformt oder auch im Rahmen einer Klebeverbindung angeklebt sein. Gezeigt ist eine Bauform, bei der die Dichtungsmittel 36 in einer Verankerungsnut 37 des zugeordneten Hüllelementes 27 fixiert sind.
Der hier in Rede stehende Ventilbaukasten 20 enthält alle für die Herstellung einer oder mehrerer der Ventileinheiten 2 erforderlichen Komponenten, wobei als Besonderheit mehrere in der rechten Bildhälfte der Figur 1 illustrierte Hüllelemente 27 unterschiedlichen Typs vorhanden sind. Die unterschiedliche Typisierung basiert dabei zumindest auf der unterschiedlichen Materialbeschaffenheit dieser Hüllelemente 27. Jedes dieser Hüllelemente 27 unterschiedlichen Typs unterscheidet sich von den anderen Hüllelemente 27 in dem Material, aus dem es gefertigt ist.
Es versteht sich, dass von den Hüllelementen unterschiedlichen Typs jeweils eine größere Anzahl vorhanden ist; in Figur 1 ist exemplarisch nur je ein Vertreter der Hüllelemente 27 unterschiedlichen Typs gezeigt. Man wird die Anzahl der in einem Ventilbaukasten vorhandenen gleichartigen Hüllelemente 27 jeweils so wählen, dass man aus Hüllelementen 27 jeden Typs mindestens eine Ventilbatterie 1 zusammenbauen kann, deren Ventileinheiten 2 untereinander dann mit Hüllelementen 27 gleichen Typs ausgestattet sind.
Der Ventilbaukasten 20 des Ausführungsbeispiels enthält auch noch eine Mehrzahl untereinander identischer Kernmodule 4, von denen eines in Figur 1 exemplarisch abgebildet ist. Die Anzahl der vorhandenen Kernmodule 4 entspricht zumindest derjenigen Anzahl, die für den Aufbau wenigstens einer Ventilbatterie 1 benötigt wird.
Ungeachtet ihres Typs sind die verschiedenen Hüllelemente 27 mit identischen Schnittstellenmitteln 33 ausgebildet, was in gleicher Weise für die Schnittstellenmittel 32 der Kernmodule 4 gilt. Auf diese Weise kann jedes Kernmodul 4 wahlweise mit einem Hüllelement 27 jedes der vorhandenen Typen kombiniert und zu einer Ventileinheit 2 zusammengefasst werden. Dies schafft die Möglichkeit, durch ausgewählte Kombination von über gleichartige Schnittstellenmittel 32, 33 verfügenden Hüllelementen 27 eines ausgewählten Typs und Kernmodulen 4 Ventileinheiten 2 für unterschiedliche Einsatzzwecke herzustellen und unter deren Verwendung eine Ventilbatterie zusammenzubauen.
Der Ventilbaukasten 20 des Ausführungsbeispiels enthält exemplarisch vier unterschiedliche Typen von Hüllelementen 27, die jeweils in einer nicht dargestellten Mehrzahl vorhanden sind, indem sie in geeigneter Anzahl auf Lager gehalten werden. Das Hüllelement 27, 27a eines ersten Typs, das exemplarisch zum Aufbau der abgebildeten Ventilbatterie 1 eingesetzt wurde, besteht aus Edelstahl. Ein zweiter zur Verfügung stehender Hüllelementtyp 27b besteht aus Aluminiummaterial. Ein dritter Hüllelementtyp 27c besteht aus Kunststoffmaterial durchschnittlicher Güte, das sich wie die Aluminiumausführung für eine Vielzahl von Anwendungen universell eignet. Der vierte Hüllelementtyp 27d besteht aus einem chemisch besonders resistenten, hochwertigen Kunststoffmaterial.
Beim Zusammenbau einer Ventilbatterie 1 hat somit der Hersteller die Möglichkeit, den zu verwendenden Hüllelementtyp individuell auszuwählen, um so eine spezifische Anpassung an den jeweiligen Einsatzzweck vorzunehmen. Die in der Regel relativ komplex gestalteten und in der Herstellung teureren Kernmodule 4 können dabei stets die gleichen bleiben, variiert werden lediglich die verschiedenartigen Hüllelemente 27.
Allerdings lassen sich die verschiedenen Hüllelemente 27 selektiv auch mit unterschiedlichen Arten von Kernmodulen 4 kombinieren. Es bedarf lediglich der Gewährleistung funktionell aufeinander abgestimmter Schnittstellenmittel 32, 33 und zusammenpassender Umrisse. Während also das aus der Zeichnung ersichtliche Kernmodul 4 mit zwei Vorsteuerventilen 24 ausgestattet ist, wäre beispielsweise auch eine Bauart mit nur einem Vorsteuerventil und Federrückstellung des Ventilschiebers 8 denkbar. Es sind hier praktisch keine Kombinationsgrenzen gesetzt.
Bei dem Ventilbaukasten 20 des Ausführungsbeispiels sind sowohl aus Metall als auch aus Kunststoffmaterial bestehende Hüllelemente 27 vorhanden. Stattdessen könnten allerdings auch nur metallische oder nur nicht-metallische Hüllelementtypen vorhanden sein. Auch sind innerhalb der jeweils gleichen Materialart, also entweder Metall oder Kunststoff, beliebige Materialvarianten möglich. Auch Verbundmaterialien können eingesetzt werden.
Die verschiedenen Typen von Hüllelementen 27 können in ihrer Außenkontur prinzipiell voneinander abweichen. Dies kann beispielsweise daraus resultieren, dass bei aus Kunststoffmaterial hergestellten Hüllelementen aus Festigkeitsgründen eine größere Wandstärke benötigt wird als bei einer Metallausführung. In der Regel wird man aber bei allen Ausführungsformen eine möglichst geringe Wandstärke anstreben.
Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen sind die rahmenförmigen Hüllelemente 27 jeweils als Rechteckrahmen gestaltet, wobei aber durchaus die Möglichkeit besteht, einigen oder sämtlichen der hier vier Rahmenabschnitte 54 eine leicht konvexe Außenkontur zu verleihen, wie dies aus Figur 1 exemplarisch hervorgeht.
Man kann die Hüllelemente 27 dem Anwendungsfall entsprechend und auch in Abstimmung auf die Formgebung der Kernmodule 4 ebenso mit einer anderen Rahmenform versehen, beispielsweise jede beliebige polygonale Form oder auch runde Formen, seien diese nun beispielsweise kreisrund oder oval.
Beim Ausführungsbeispiel haben die Hüllelemente 27 untereinander in Richtung der Aufreihungsrichtung 3 die gleiche Breite. Allerdings wären auch unterschiedliche Baubreiten innerhalb ein und derselben Ventilbatterie 1 möglich.
Wie sich aus Figur 2 entnehmen lässt, kann man bei Verwendung der erwähnten elektrischen Verkettungseinrichtung 25 auf Hüllelemente 27 zurückgreifen, bei denen der von ihnen umgrenzte Aufnahmeraum 28, in der Aufreihungsrichtung 3 betrachtet, eine größere Querschnittsfläche besitzt als das umschlossene Kernmodul. Auf diese Weise verbleibt in dem Aufnahmeraum 28 ein nicht vom Kernmodul 4 belegter Nutzraum 38, der die elektrische Verkettungseinrichtung 25 aufnehmen kann.
Beim Ausführungsbeispiel sind die Hüllelemente 27 quer zur Plattenhauptebene durchgängig offen. Insbesondere zur Optimierung der Befestigung des die Ventilmechanik enthaltenden Kernmoduls 4 besteht jedoch auch die Möglichkeit, von einem oder mehreren der Rahmenabschnitte 54 quer zur Aufreihungsrichtung 3 nach innen ragende Elemente vorzusehen, die als Stützelemente oder Stützwände fungieren können, an denen das Kernmodul 4 zur Anlage bringbar ist. Auch könnten zur Versteifung der Rahmenstruktur dienende Versteifungsstreben zwischen einzelnen oder mehreren der Rahmenabschnitte 54 verlaufen und dabei, insbesondere im Bereich einer der Randflächen 35, die vom Hüllelement 27 umgrenzte Fläche durchqueren.
Was die gegenseitige Befestigung von Hüllelement 27 und Kernmodul 4 innerhalb einer jeweiligen Ventileinheit 2 anbelangt, hat man beim Ausführungsbeispiel auf Schnittstellenmittel 32, 33 zurückgegriffen, die eine Kombination aus Rastverbindungsmitteln 42 und Schraubverbindungsmitteln 43 darstellen.
Bei der Montage kann durch die Rastverbindungsmittel 42 eine Vorfixierung der zu koppelnden Komponenten erfolgen. Das Verrasten geschieht zweckmäßigerweise durch Einsetzen des zuvor zusammengebauten Kernmoduls 4 rechtwinkelig zur Plattenhauptebene in den Aufnahmeraum 28. Dabei gelangen mehrere von den Rahmenabschnitten 54 des Hüllelementes 27 in den Aufnahmeraum 28 hineinragende Rastvorsprünge 33a in formschlüssigen Rasteingriff mit komplementären Rastvertiefungen 32a am Kerngehäuse 5. Die Anordnung von Rastvorsprüngen und Rastvertiefungen kann selbstverständlich auch umgekehrt gewählt werden.
Um ein gegenseitiges Verkanten der Bauteile zu vermeiden, ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass bei in gegenseitigem Eingriff stehenden Rastverbindungsmitteln 42 das Kerngehäuse 5 mit seiner Randfläche 18 zumindest partiell an der Innenfläche des rahmenförmigen Hüllelementes 27 abgestützt ist.
Der endgültigen Fixierung dienen die erwähnten Schraubverbindungsmittel 43. Sie sind bevorzugt durch die Anschlusseinrichtungen 22 realisiert, die jeweils mit einem Gewindestutzen 44 durch eine Durchbrechung 45 des Hüllelementes 27 hindurchgreifen und in den mit einem Innengewinde versehenen Endabschnitt 46 des dort ausmündenden Arbeitskanals 17 eingeschraubt sind. Im Bereich einer jeweiligen Durchbrechung 45 platzierte ringförmige Dichtelemente 47 dichten die Schraubverbindung ab, sodass weder Druckmedium aus den Ventilkanälen entweichen noch Verunreinigungen über die Durchbrechungen 45 hinweg in den Aufnahmeraum 28 eintreten können.
Alternativ oder zusätzlich könnte auch eine nicht auf die Anschlusseinrichtungen 22 zurückgreifende Schraubverbindung zwischen dem Hüllelement 27 und dem Kerngehäuse 5 vorgesehen werden. Es besteht außerdem die Möglichkeit, die Schnittstellenmittel 32, 33 ausschließlich als Rastverbindungsmittel oder Schraubverbindungsmittel auszuführen.
Abgesehen von der unterschiedlichen Materialbeschaffenheit können die verschiedenen Typen von Hüllelementen 27 untereinander völlig identisch sein oder sich zusätzlich in mindestens einem weiteren Merkmal voneinander unterscheiden.
Übereinstimmend sind beim Ausführungsbeispiel sämtliche Hüllelemente 27 mit Handbetätigungsmitteln 48 versehen, beispielsweise von jeweils in eine Durchbrechung des Hüllelementes 27 eingesetzten Tastern, die mit den Vorsteuerventilen 24 zum Zwecke einer fakultativen manuellen Aktivierung zusammenwirken können. Ebenfalls übereinstimmend sind beim Ausführungsbeispiel aus in die Hüllelemente 27 eingesetzten lichtdurchlässigen Körpern 49 bestehende Sichtfenster bei jedem Hüllelement 27 vorhanden, die durch Sichtbarmachung einer nicht näher dargestellten Leuchteinrichtung des Kernmoduls 4 den momentanen Schaltzustand einer jeweiligen Ventileinheit 2 von außen her sichtbar machen können.
Als abweichendes Ausstattungsmerkmal sind bei der Ventilbatterie 1 des Ausführungsbeispiels an mindestens einer Ventileinheit 2 zusätzlich elektrische Ein- und/oder Ausgänge 52 vorgesehen, die mit dem Kernmodul 4 oder dem Verkettungsmodul 25a der betreffenden Ventileinheit 2 in elektrischer Verbindung stehen. Sie sind in Durchbrechungen 53 eines der vier Rahmenabschnitte 54 des betreffenden Hüllelementes 27 eingesetzt.
Auch in anderen Ausstattungsmerkmalen können sich die Ventileinheiten 2 sowohl hinsichtlich ihrer Kernmodule 4 als auch hinsichtlich ihrer Hüllelemente 27 voneinander unterscheiden. Durch die Bereitstellung einer entsprechenden Anzahl prinzipiell verwendbarer Typen von Hüllelementen 27 lässt sich insgesamt ein äußerst variabel nutzbarer Ventilbaukasten realisieren.

Claims

Ventilbaukasten zur Herstellung von Ventilbatterien (1), die über quer zu ihrer Plattenhauptebene aneinandergereihte plattenförmige Ventileinheiten (2) verfügen, die jeweils ein Kernmodul (4) mit einem von mehreren Ventilkanälen (14) quer zu der Plattenhauptebene durchsetzten und mindestens einen beweglichen Ventilschieber (8) enthaltenden Kerngehäuse (5) und ein das Kernmodul (4) unter maßgeblicher Vorgabe der Außenkontur der Ventileinheit (2) in der Plattenhauptebene umschließendes, bezüglich des Kernmoduls (4) separates, rahmenförmiges Hüllelement (27) aufweisen, wobei das Hüllelement (27) und das Kernmodul (4) durch aufeinander abgestimmte Schnittstellenmittel (32, 33) aneinander fixiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Baukasten mehrere Kernmodule (4) und mehrere sich zumindest in ihrer Materialbeschaffenheit voneinander unterscheidende rahmenförmige Hüllelemente (27) unterschiedlichen Typs beinhaltet, deren Schnittstellenmittel (32, 33) aufeinander abgestimmt sind, sodass durch die ausgewählte Kombination von Kernmodulen (4) mit Hüllelementen (27) unterschiedlichen Typs Ventileinheiten (2) für unterschiedliche Einsatzzwecke herstellbar sind.
Ventilbaukasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei unterschiedliche Typen von Hüllelementen (27, 27c, 27d) vorhanden sind, die aus unterschiedlichem Kunststoffmaterial bestehen, beispielsweise Kunststoffmaterial unterschiedlicher Festigkeit.
Ventilbaukasten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei unterschiedliche Typen von Hüllelementen (27, 27a, 27b) vorhanden sind, die aus unterschiedlichem Metall bestehen, beispielsweise zum einen Aluminiummaterial und zum anderen Edelstahl.
Ventilbaukasten nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei unterschiedliche Typen von Hüllelementen (27, 27a-27d) vorhanden sind, die im einen Falle aus Kunststoffmaterial und im anderen Fall aus Metall bestehen.
Ventilbaukasten nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere untereinander identische Kernmodule (4) vorhanden sind, die alternativ mit Hüllelementen (27) unterschiedlichen Typs kombinierbar sind.
Ventilbaukasten nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere unterschiedliche Typen von Hüllelementen (27) eine zumindest im Wesentlichen übereinstimmende Außenkontur besitzen.
Ventilbaukasten nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass er Hüllelemente (27) unterschiedlichen Typs beinhaltet, die sich in mindestens einem anderen Merkmal als der Materialbeschaffenheit voneinander unterscheiden, beispielsweise im Vorhandensein und Nichtvorhandensein von elektrischen Ein- und/oder Ausgängen (52).
Ventilbaukasten nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernmodule (4) zumindest teilweise mit wenigstens einem elektrisch betätigbaren Vorsteuerventil (24) ausgestattet sind.
Ventilbaukasten nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine elektrisch betätigbare Vorsteuerventil (24) außen an das Kerngehäuse (5) angebaut ist, wobei es von dem am Kerngehäuse (5) jeweils fixierten Hüllelement (27) mit umschlossen wird.
Ventilbaukasten nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der von den Hüllelementen (27) jeweils umgrenzte Aufnahmeraum (28) in der Plattenhauptebene eine größere Querschnittsfläche besitzt als das umschlossene Kernmodul (4), derart, dass mindestens ein im Bedarfsfalle zur Nutzung zur Verfügung stehender Nutzraum (38) verbleibt, insbesondere zur Aufnahme von Komponenten einer zur elektrischen Verkettung aneinandergesetzter Ventileinheiten (2) dienenden elektrischen Verkettungseinrichtung (25).
Ventilbaukasten nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zur gegenseitigen Fixierung von Hüllelement (27) und Kernmodul (4) vorhandenen Schnittstellenmittel (32, 33) zumindest teilweise als Rastverbindungsmittel (42) ausgeführt sind.
Ventilbaukasten nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastverbindungsmittel (42) derart ausgebildet sind, dass das Hüllelement (27) in der Richtung der Aneinanderreihung der Ventileinheiten (2) von der Seite her auf das zugeordnete Kernmodul (4) aufrastbar ist.
Ventilbaukasten nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zur gegenseitigen Fixierung von Hüllelement (27) und Kernmodul (4) vorhandenen Schnittstellenmittel (32, 33) zumindest teilweise als Schraubverbindungsmittel (43) ausgeführt sind.
Ventilbaukasten nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch Dichtungsmittel (36) zur gegenseitigen Abdichtung aneinandergesetzter Ventileinheiten (2) im Fügebereich der Hüllelemente (27).
Ventilbaukasten nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsmittel (36) von den Hüllelementen (27) unmittelbar selbst getragen sind und mit diesen jeweils eine Baueinheit bilden.