EP2110562A1

EP2110562A1 - Ventilanordnung

Info

Publication number: EP2110562A1
Application number: EP08007380A
Authority: EP
Inventors: Jakob Brenner; Grzegorz Bogdanowicz
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2008-04-15
Filing date: 2008-04-15
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2028-04-15
Also published as: DE502008003418D1; EP2110562B1; ATE508284T1

Abstract

Es wird eine Ventilanordnung (1) vorgeschlagen, die eine mit einem Ventilantrieb (22) ausgestattete Ventileinheit (14) aufweist, an der jeweils eine von mehreren Anschlußeinheiten (15) alternativ in lösbarer Weise festlegbar ist. Die Anschlußeinheiten (15) enthalten erste mechanische Schnittstellen (35) zur alternativen Fixierung an einer an der Ventileinheit (14) angeordneten zweiten mechanischen Schnittstelle (36). Zur Anpassung der Ventilanordnung (1) an unterschiedliche Gegebenheiten, sind die Anschlußeinheiten (15) mit Stekkerschnittstellen (7) ausgestattet, die sich in ihrer Ausgestaltung und/oder Position und/oder Orientierung voneinander unterscheiden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung, mit mindestens einer einen elektrisch betätigbaren Ventilantrieb aufweisenden Ventileinheit, die eine zum Anschließen eines elektrischen Kabels ausgelegte elektrische Anschlußeinheit trägt, an der eine von außen her zugängliche, zum lösbaren Anschließen eines an dem Kabel befestigten Anschlußsteckers dienende elektrische Steckerschnittstelle angeordnet ist, die mit dem Ventilantrieb in elektrischer Verbindung steht.
Eine aus der undatierten Produktinformation "Serie SY3000/5000/7000", Seite 2.15 und 2.16 der Firma SMC bekannte Ventilanordnung dieser Art ist als Ventilbaugruppe ausgebildet und verfügt über eine stirnseitig an ein Hauptventil angeordnete, als Vorsteuerstufe fungierende Ventileinheit, die einen elektrisch betätigbaren Ventilantrieb umfaßt. An die Ventileinheit ist fest eine Anschlußeinheit angebaut, an deren vom Hauptventil wegweisender vorderer Außenfläche eine> elektrische Steckerschnittstelle angeordnet ist, die den lösbaren Anschluß eines mit einem Kabel verbundenen Anschlußsteckers ermöglicht. Über den Anschlußstecker können dem Ventilantrieb die zu seiner Betätigung erforderlichen elektrischen Signale zugeführt werden.
Da in dem bekannten Fall die Ventileinheit und die Anschlußeinheit eine fest zusammengefügte Baueinheit bilden, muß diese gesamte Baueinheit ausgetauscht werden, wenn die Ventilanordnung aufgrund anwenderspezifischer Erfordernisse eines anderen Typs oder einer anderen Orientierung der Stekkerschnittstelle bedarf. Um die vielfältigen Wünsche der Anwender befriedigen zu können, muß daher eine große Anzahl von Varianten der vorgenannten Baueinheiten bereitgestellt werden, was relativ hohe Kosten verursacht. Hinzukommt, dass der zur Unterbringung elektronischer Bauteile im Innern der Anschlußeinheit zur Verfügung stehende Einbauraum stark begrenzt ist, weil die Außenabmessungen der Anschlußeinheit nicht vergrößert werden können, ohne die Zugänglichkeit der zur Befestigung der Ventileinheit erforderlichen Befestigungsschrauben zu beeinträchtigen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Maßnahmen zu treffen, die für eine Ventilanordnung der eingangs genannten Art bei geringen Kosten flexible Einsatzmöglichkeiten schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, dass die Anschlußeinheit eine von mehreren Anschlußeinheiten der Ventilanordnung ist, die alternativ in auswechselbarer Weise an der Ventileinheit montierbar sind, indem sie jeweils eine erste mechanische Schnittstelle aufweisen, mit der sie jeweils alternativ an einer an der Ventileinheit angeordneten zweiten mechanischen Schnittstelle lösbar anbringbar sind, wobei die Anschlußeinheiten außerdem über erste elektrische Schnittstellenmittel verfügen, die beim Anbringen und Entfernen der betreffenden Anschlußeinheit selbsttätig in bzw. außer Eingriff mit an der Ventileinheit angeordneten zweiten elektrischen Schnittstellenmitteln gelangen, und dass sich die mehreren Anschlußeinheiten in der Ausgestaltung und/oder Lage und/oder Orientierung ihrer Steckerschnittstelle voneinander unterscheiden.
Die Ventileinheit und die daran angebrachte Anschlußeinheit bilden somit eine leicht lösbar miteinander verbundene Baugruppe, die es dem Anwender gestattet, unmittelbar am Einsatzort durch Austausch der Anschlußeinheiten die gewünschte elektrische Steckerschnittstelle individuell zu installieren. Alle Anschlußeinheiten enthalten eine mit der zweiten mechanischen Schnittstelle zusammenpassende erste mechanische Schnittstelle, über die sie alternativ an der dazu passenden zweiten mechanischen Schnittstelle der Ventileinheit montiert werden können, wobei der Vorgang des Montierens und Demontierens jeweils automatisch zur Folge hat, dass an der betreffenden Anschlußeinheit vorhandene erste elektrische Schnittstellenmittel in oder außer Eingriff mit dazu passenden zweiten elektrischen Schnittstellenmitteln der Ventileinheit gelangen. Der Ausdruck "Eingriff" ist hierbei im weiteren Sinne zu verstehen und erfaßt auch solche Bauformen, bei denen die elektrischen Schnittstellenmittel ohne gegenseitiges Ineinandereinstecken rein berührend miteinander verbunden werden. Die in der Ventilanordnung bereitgestellten verschiedenen Anschlußeinheiten unterscheiden sich in der Ausgestaltung und/oder Position und/oder Orientierung ihrer Steckerschnittstelle, wobei es sich beispielsweise um Steckerschnittstellen mit kreisförmigem oder mit rechteckigem Querschnitt handeln kann, oder um Steckerschnittstellen voneinander abweichender Durchmesser oder um Steckerschnittstellen, die entweder an der der Ventileinheit entgegengesetzten Vorderseite oder an einer seitwärts orientierten Außenfläche der Anschlußeinheit angeordnet sind, oder auch um Steckerschnittstellen, die beispielsweise entweder seitwärts oder nach vorne hin ausgerichtet sind. Der Variantenvielfalt sind hier praktisch keine Grenzen gesetzt, wobei von Vorteil ist, dass für einen Wechsel der Anschlußkonfiguration nur die Anschlußeinheiten ausgetauscht werden müssen, während die Ventileinheit beibehalten werden kann.
Die leichte Abnehmbarkeit der Anschlußeinheiten macht es zudem möglich, den Grundriß der Anschlußeinheiten an den Querschnittsumriß der Ventileinheit anzupassen, auch wenn hierbei die zur Befestigung der Ventileinheit notwendigen Befestigungselemente unzugänglich abgedeckt werden. Um die Befestigungselemente zugänglich zu machen, ist lediglich die momentan montierte Anschlußeinheit abzunehmen. Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der das Anbringen und Entfernen der Anschlußeinheiten werkzeuglos rein durch manuellen Eingriff durchführbar ist. Hierzu bietet sich insbesondere eine beim Ansetzen der Anschlußeinheit selbsttätig verrastende und durch Betätigung eines Löseelementes wieder leicht lösbare Rastverbindung an.
Aus den Unteransprüchen gehen weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Ventilanordnung hervor.
Vorzugsweise sind die ersten mechanischen Schnittstellen und/oder die ersten elektrischen Schnittstellenmittel sämtlicher Anschlußeinheiten untereinander jeweils identisch ausgebildet. Prinzipiell muss zwar nur eine dahingehende Gestaltung gegeben sein, dass die gewünschte mechanische Kopplung und elektrische Kontaktierung gewährleistet ist, was sich auch mit untereinander abweichend gestalteten ersten mechanischen Schnittstellen bzw. ersten elektrischen Schnittstellenmitteln realisieren lässt. Schon allein aus Kostengründen ist es jedoch vorteilhaft, auf untereinander jeweils einheitliche Gestaltungen zurückzugreifen.
Die Ventileinheit kann das einzige Ventil der Ventilanordnung enthalten. In diesem Fall handelt es sich bei der Ventilanordnung um eine direkt betätigte, nicht vorgesteuerte Variante. Besonders vorteilhaft ist allerdings eine Ventilanordnung, die ein fluidisch aktivierbares Hauptventil umfaßt, mit dem mindestens eine als Vorsteuerstufe fungierende Ventileinheit zu einer insbesondere blockförmigen Baugruppe zusammengefaßt ist.
Als Ventilantrieb kommt insbesondere ein Elektromagnet in Frage, wobei die Ventileinheit dann mindestens ein sogenanntes Magnetventil umfaßt. Alternative Bauformen sehen einen Ventilantrieb in Gestalt eines piezoelektrischen Aktuators vor.
Der Ventilantrieb ist zweckmäßigerweise mit einem Grundkörper zu einer die Ventileinheit bildenden Baugruppe zusammengefaßt. Der Grundkörper enthält interne Ventilkanäle für das zu steuernde Fluid und zweckmäßigerweise auch mindestens einen Ventilsitz, der mit einem durch den Ventilantrieb betätigbaren Ventilglied kooperiert.
Die zur Anbringung der Anschlußeinheiten nutzbare zweite mechanische Schnittstelle erstreckt sich an der Ventileinheit zweckmäßigerweise ununterbrochen sowohl über den Ventilantrieb als auch über den Grundkörper hinweg. Somit steht eine sehr große Grundfläche zur Anbringung einer einen relativ großen Grundriß aufweisenden Anschlußeinheit zur Verfügung.
Zum lösbaren, festen Zusammenhalten von Ventileinheit und Anschlußeinheit verfügen die ersten und zweiten mechanischen Schnittstellen zweckmäßigerweise über miteinander kooperierende Haltemittel. Es wird eine Bauform bevorzugt, bei der die Anschlußeinheit zum Befestigen an der Ventileinheit zunächst eingehakt und dann an die Ventileinheit herangeschwenkt wird, wobei beim Heranschwenken ein verrastender Eingriff herbeigeführt wird.
Zur Unterbringung elektronischer Bauteile sind die Anschlußeinheiten zweckmäßigerweise mit jeweils einem haubenförmigen Gehäuseteil ausgestattet, an dem die Steckerschnittstelle angeordnet ist. Die unterzubringenden elektronischen Bauteile können mindestens eine Leiterplatte umfassen, die über eine relativ große Ausdehnung verfügen kann, da es unproblematisch ist, wenn im Bereich der zweiten mechanischen Schnittstelle an der Ventileinheit angeordnete Befestigungselemente überdeckt werden. Beim Abnehmen der Anschlußeinheit wird das haubenförmige Gehäuseteil zusammen mit der darin fixierten Leiterplatte von der Ventileinheit entfernt, so dass ein freier Zugriff zu den Befestigungselementen möglich ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Figur 1: eine bevorzugte Bauform der erfindungsgemäßen Ventilanordnung, wobei in dem strichpunktiert umrahmten Bereich eine mit einer Anschlußeinheit bestückte Ventileinheit gezeigt ist, deren Kombinationsmöglichkeit mit wahlweise einer von mehreren Anschlußeinheiten nochmals separat illustriert ist,
Figur 2: die in Figur 1 strichpunktiert umrahmte Baugruppe aus Ventileinheit und Anschlußeinheit in einer Einzeldarstellung und teilweise im Längsschnitt gemäß Schnittlinie II-II, und
Figuren 3 bis 5: verschiedene Phasen beim Anbringen einer Anschlußeinheit an eine Ventileinheit, wobei die Fi- gur 5 eine der Figur 2 entsprechende, fertig montierte Baugruppe aus Ventileinheit und Anschlußeinheit zeigt.

Die insgesamt mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Ventilanordnung umfasst beim Ausführungsbeispiel eine sich aus mehreren Komponenten zusammensetzende blockartige Ventilbaugruppe 10 in Gestalt eines vorgesteuerten Mehrwegeventils und mit einer strichpunktiert angedeuteten Längsachse 2.
Die Ventilbaugruppe 10 setzt sich aus einem fluidisch betätigbaren Hauptventil 3 und einer an einer Stirnseite daran angebauten Vorsteuerstufe 4 zusammen. Die Vorsteuerstufe 4 wird mittels elektrischer Signale betätigt und generiert in Abhängigkeit von diesen elektrischen Signalen fluidische Ausgangssignale, mit denen das Hauptventil 3 angetrieben wird. Die elektrischen Betätigungssignale stammen von einer nicht abgebildeten externen elektronischen Steuereinrichtung und werden an die Vorsteuerstufe 4 über ein elektrisches Kabel 5 übermittelt, an dem ein Anschlußstecker 6 befestigt ist, der lösbar an eine elektrische Steckerschnittstelle 7 der Vorsteuerstufe 4 anschließbar ist.
Das Hauptventil 3 enthält ein längliches, insbesondere mehrteiliges Hauptventilgehäuse 8, in dem mindestens ein nur strichpunktiert angedeutetes Hauptventilglied 12 bewegbar angeordnet ist, dessen Stellung durch die von der Vorsteuerstufe 4 generierten fluidischen Ausgangssignale vorgegeben werden kann. An dem Hauptventilgehäuse 8 befinden sich zwei Verbraucherauslässe 13, an denen zu einem zu betätigenden Verbraucher, beispielsweise ein fluidbetätigter Antrieb, führende Fluidleitungen anschließbar sind. Nicht sichtbar sind in der Zeichnung unten am Hauptventilgehäuse 8 angeordnete Gehäuseöffnungen, über die ein dem angeschlossenen Verbraucher zuzuführendes und von dem Verbraucher wieder zurückströmendes Arbeitsfluid eingespeist und abgeführt werden kann. Auf diese Weise erhält auch die Vorsteuerstufe 4 ihr fluidisches Eingangssignal, das sie bei entsprechendem Betriebszustand als fluidisches Ausgangssignal dem Hauptventilglied 12 auferlegt. In der Regel sitzt die Ventilanordnung 1 mit ihrem Hauptventil 3, meist zusammen mit weiteren Ventilanordnungen, auf einer nicht weiter abgebildeten Anschlußplatte, über die eine gemeinsame Fluidspeisung und Fluidentsorgung sämtlicher Hauptventile 3 stattfindet.
Exemplarisch ist eine Vorsteuerstufe 4 an nur einer Stirnseite des Hauptventils 3 angeordnet. Hier repräsentiert die Ventilanordnung 1 ein monostabiles Mehrwegeventil, dessen Hauptventilglied 12 in einer Richtung durch ein fluidisches Ausgangssignal der Vorsteuerstufe 4 bewegt wird und dessen Rückstellung durch Federmittel hervorgerufen wird. Hiervon abweichend kann die Ventilanordnung 1 aber auch zwei Vorsteuerstufen 4 enthalten, die dann entweder beide nebeneinander an ein und derselben Stirnseite des Hauptventils 3 angeordnet sind oder an einander entgegengesetzten Stirnseiten des Hauptventils 3.
Die Vorsteuerstufe 4 ist eine Baugruppe bestehend aus einer mit ihrer Rückseite 16 an das Hauptventil 3 angebauten Ventileinheit 14 und einer an die in Achsrichtung der Längsachse 2 vom Hauptventil 3 wegweisende Vorderseite 17 der Ventileinheit 14 lösbar angesetzten elektrischen Anschlußeinheit 15. Die oben erwähnte Steckerschnittstelle 7 ist ein Bestandteil der Anschlußeinheit 15.
Die Ventileinheit 14 ist ihrerseits eine Baugruppe bestehend aus zwei durch geeignete Befestigungsmittel 18 zusammengehaltenen Komponenten in Gestalt eines elektrisch betätigbaren Ventilantriebes 22 und eines über interne Ventilkanäle 24 verfügenden Grundkörpers 23. Die nur grob angedeuteten Ventilkanäle 24 münden zur Rückseite 16 aus und stehen mit im Hauptventil 3 verlaufenden Kanälen in Verbindung, über die das fluidische Eingangssignal zugeführt wird und über die das fluidische Ausgangssignal zu dem Hauptventilglied 12 geleitet wird.
Der Ventilantrieb 22 und der Grundkörper 23 sind in Achsrichtung einer zu der Längsachse 2 rechtwinkeligen Hochachse 25 aneinander angesetzt. Bezogen auf eine übliche Orientierung der installierten Ventilanordnung 1 liegt der Ventilantrieb 22 unten und der Grundkörper 23 sitzt oben.
Der Ventilantrieb 22 verfügt über an der Vorderseite 17 der Ventileinheit 14 angeordnete zweite elektrische Schnittstellenmittel 27, die zweckmäßigerweise in Gestalt zweier nach vorne wegragender, beispielsweise als Kontaktfahnen oder Kontaktstifte ausgebildeter Kontaktelemente 46 ausgeführt sind. Über die zweiten elektrischen Schnittstellenmittel 27 empfängt der Ventilantrieb 22 die zu seiner Betätigung erforderlichen elektrischen Signale. Beim Ausführungsbeispiel ist der Ventilantrieb 22 ein Elektromagnet, dessen beweglicher Anker mit einem Ventilglied 28 antriebsmäßig verbunden ist oder dieses unmittelbar bildet. Das Ventilglied 28 kooperiert mit einem insbesondere an oder in dem Grundkörper 23 ausgebildeten Ventilsitz 32, um je nach Stellung ein fluidisches Ausgangssignal zu dem Hauptventil 3 durchzuleiten oder von diesem abzusperren.
Die Ventileinheit 14 ist unabhängig von der Anschlußeinheit 15 an dem Hauptventilgehäuse 8 befestigt. Dies geschieht mittels einem oder mehrerer Befestigungselemente 33, die die Ventileinheit 14 insbesondere im Bereich des Grundkörpers 23 in Achsrichtung der Längsachse 2 durchsetzen und derart im Hauptventilgehäuse 8 verankerbar sind, dass sie die Ventileinheit 14 fest gegen die Stirnseite des Hauptventilgehäuses 8 spannen. Es handelt sich bei den Befestigungselementen 33 insbesondere um Befestigungsschrauben, die von der Vorderseite 17 her durch die Ventileinheit 14 hindurchgesteckt sind und sich mit ihren Schraubenköpfen 34 an der Vorderseite 17 der Ventileinheit 14 abstützen.
Die Vorderseite 17 der Ventileinheit 14 bildet eine zweite mechanische Schnittstelle 36 aus, an der die Anschlußeinheit 15 mit einer an ihrer Rückseite 37 ausgebildeten ersten mechanischen Schnittstelle 35 lösbar fixierbar ist. Die Befestigungselemente 33, insbesondere deren Schraubenköpfe 34, sind innerhalb des Umrisses der zweiten mechanischen Schnittstelle 36 angeordnet, der dem von der Vorderseite 17 definierten Umriß der Ventileinheit 14 entspricht, bei Betrachtung von vorne her in der Achsrichtung der Längsachse 2.
Die Schraubenköpfe 34 sind zweckmäßigerweise versenkt in der Ventileinheit 14 aufgenommen, deren Grundkörper 23 hierzu über entsprechende Ausnehmungen 38 verfügt.
Handelt es sich bei der Ventilanordnung 1 um eine nicht vorgesteuerte Bauart, bei der die Ventileinheit 14 unmittelbar die Fluidströmung zu und von einem Verbraucher steuert, tritt an die Stelle des Hauptventilgehäuses 8 eine andere, insbesondere mit Fluidkanälen ausgestattete Komponente, an der die Ventileinheit 14 mittels den Befestigungselementen 33 lösbar befestigt ist.
Die Ventilanordnung 1 enthält eine Mehrzahl von Anschlußeinheiten 15, wobei in Figur 1 drei Stück solcher Anschlußeinheiten 15 abgebildet sind. Alle diese Anschlußeinheiten 15 sind an ihrer Rückseite 37 mit ersten mechanischen Schnittstellen 35 ausgestattet, die so ausgebildet sind, dass sie alternativ zueinander an der zweiten mechanischen Schnittstelle 36 an der Ventileinheit 14 montierbar sind. Der Nutzer der Ventilanordnung 1 hat also die Möglichkeit, aus einem Vorrat unterschiedlicher elektrischer Anschlußeinheiten 15 die für den jeweiligen Anwendungsfall besonders geeignete Anschlußeinheit 15 auszuwählen und an die Ventileinheit 14 anzubauen. Die restlichen Anschlußeinheiten 14 können dann für andere Ventilanordnungen 1 genutzt werden oder stehen für einen Austausch zur Verfügung, falls später Bedarf besteht, die momentan montierte Ventileinheit 14 durch eine andere Ventileinheit 14 zu ersetzen.
Die alternative Montierbarkeit der verschiedenen Anschlusseinheiten 15 an ein und derselben Ventileinheit 14 ist prinzipiell mit voneinander abweichenden ersten mechanischen Schnittstellen 35 realisierbar, solange diese jeweils in einer Weise gestaltet sind, die die Kompatibilität zu der zweiten mechanischen Schnittstelle 36 gewährleistet. Vorzugsweise greift man allerdings, wie beim Ausführungsbeispiel, auf untereinander identisch ausgebildete erste mechanische Schnittstellen 35 zurück, da hierdurch eine besonders kostengünstige Herstellung gewährleistet werden kann.
Die alternative Montierbarkeit der einzelnen Anschlußeinheiten 15 ist insofern vorteilhaft, als die diversen Anschlußeinheiten 15 sich in der Ausgestaltung und/oder Position und/oder Orientierung ihrer Steckerschnittstelle 17 voneinander unterscheiden. Insofern kann in Bezug auf den Anschluß des Kabels 5 den am Einsatzort der Ventilanordnung 1 gegebenen Platzverhältnissen Rechnung getragen werden wie auch den in der jeweiligen Anwendungsumgebung üblicherweise genutzten Steckertypen.
Die zu einer Ventilanordnung 1 gehörende Typenvielfalt an Anschlußeinheiten 15 ist prinzipiell beliebig. Exemplarisch sind drei Varianten gezeigt, wobei die Steckerschnittstelle 7 an einer ersten Anschlußeinheit 15a an einer rechtwinkelig zu der ersten mechanischen Schnittstelle 35 orientierten seitlichen Außenfläche 42 angeordnet ist, während sie sich bei einer zweiten und dritten Anschlußeinheit 15b, 15c jeweils an der der ersten mechanischen Schnittstelle 35 entgegengesetzten vorderen Außenfläche 43 befindet. Die Steckerschnittstellen 7 unterscheiden sich hier also zunächst in ihrer Lage bzw. Position an der jeweiligen Anschlußeinheit 15, wobei aber vorzugsweise auch noch unterschiedliche Orientierungen der Steckerschnittstelle 7 hinzukommen. So ist die Steckerschnittstelle 7 der ersten Anschlußeinheit 15a seitwärts quer zur Längsachse 2 und insbesondere rechtwinkelig zu dieser orientiert, während sie bei den beiden anderen Anschlußeinheiten 15b, 15c jeweils in der Achsrichtung der Längsachse 2 von der Ventileinheit 14 weg nach vorne weist.
Die Steckerschnittstellen 7 der zweiten und dritten Anschlußeinheit 15b, 15c unterscheiden sich darüber hinaus in ihrer Position an der vorderen Außenfläche 43, wobei die Steckerschnittstelle 7 im Falle der zweiten Anschlußeinheit 15b an deren Randbereich angeordnet ist, während sie im Falle der dritten Anschlußeinheit 15c im mittleren Bereich der vorderen Außenfläche 43 sitzt.
Die Steckerschnittstellen 7 der ersten und zweiten Anschlußeinheit 15a, 15b unterscheiden sich von der Steckerschnittstelle 7 der dritten Anschlußeinheit 15c überdies durch ihre Art bzw. durch ihren Typ. Im einen Fall handelt es sich um eine rechteckige Schnittstellengeometrie, im anderen Fall um eine kreisförmige Schnittstellengeometrie. Außerdem ist die Steckerschnittstelle 7 der dritten Anschlußeinheit 15c für eine Schraubbefestigung des Anschlußsteckers 6 ausgelegt, während bei der ersten und zweiten Anschlußeinheit 15a, 15b Maßnahmen für eine Rastbefestigung vorliegen.
Steckerschnittstellen 7 gleicher Art können sich ohne weiteres in ihren Abmessungen voneinander unterscheiden, so beispielsweise im Falle der Steckerschnittstelle 7 der dritten Anschlußeinheit 15c in der Größe der Befestigungsgewinde.
Im an der Ventileinheit 14 montierten Zustand eines Anschlußsteckers 6 steht dessen elektrische Steckerschnittstelle 7 mit dem Ventilantrieb 22 in elektrischer Verbindung. Hierzu enthält die Anschlußeinheit 15 im Bereich ihrer ersten mechanischen Schnittstelle 35 erste elektrische Schnittstellenmittel 26, die zum einen über interne elektrische Leiter der Anschlußeinheit 15 mit zu der Steckerschnittstelle 17 gehörenden elektrischen Kontaktmitteln 44 ständig verbunden sind, und die zum anderen lösbar mit den zweiten elektrischen Schnittstellenmitteln 27 der Ventileinheit 14 in elektrisch leitendem Eingriff stehen.
Alle Anschlußeinheiten 15 sind zweckmäßigerweise in untereinander übereinstimmender Weise mit ersten elektrischen Schnittstellenmitteln 26 ausgestattet. Die Anordnung ist so getroffen, dass die ersten elektrischen Schnittstellenmittel 26 beim Anbau einer Anschlußeinheit 15 an die Ventileinheit 14 selbsttätig mit den zweiten elektrischen Schnittstellenmitteln 27 in Kontakteingriff gelangen und dass dieser Kontakteingriff beim Abnehmen der Anschlußeinheit 15 und somit beim Trennen der ersten und zweiten mechanischen Schnittstellen 35, 36 ebenfalls selbsttätig voneinander getrennt wird. Selbsttätig bedeutet hier, dass außer dem Vorgang des mechanischen Montierens und Demontierens einer Anschlußeinheit 15 keine spezifischen Eingriffe erforderlich sind, um die elektrischen Schnittstellenmittel miteinander zu verbinden oder voneinander zu lösen.
Der gegenseitige Eingriff der ersten und zweiten elektrischen Schnittstellenmittel 26, 27 kann ein Steckeingriff sein, indem beispielsweise die als vorstehende Kontaktelemente 46 ausgebildeten zweiten elektrischen Schnittstellenmittel 27 in elektrisch leitende Steckaufnahmen der ersten elektrischen Schnittstellenmittel 26 eintauchen. Unter einem elektrisch leitenden Eingriff soll vorliegend jedoch ganz allgemein jede elektrisch leitende Verbindung verstanden werden, auch eine solche, die lediglich auf einer frontalen Berührung basiert, ohne gegenseitiges Ineinandereintauchen.
Die letztgenannte elektrische Verbindungsvariante ist beim Ausführungsbeispiel realisiert. Hier umfassen die ersten elektrischen Schnittstellenmittel 26 ein federndes Kontaktelement 45, das an der Stirnfläche eines gegenüberliegenden, zu den zweiten elektrischen Schnittstellenmitteln 27 gehörenden Kontaktelementes 46 unter Vorspannung zur Anlage gelangt, wenn die beiden mechanischen Schnittstellen 35, 36 miteinander vereinigt werden.
Aufgrund der sich über die gesamte vorderer Stirnfläche der Ventileinheit 14 hinweg erstreckenden zweiten mechanischen Schnittstelle 36 verfügt die erste mechanische Schnittstelle 35 über eine entsprechend große Ausdehnung, was zur Folge hat, dass die Ventileinheit 14 an ihrer Vorderseite 17 von der jeweils angesetzten Anschlußeinheit 15 zumindest im wesentlichen vollständig abgedeckt wird. Aus Figur 1 ist im Zusammenhang mit der komplett zusammengebaut gezeigten Ventilanordung 1 ersichtlich, dass somit auch die Schraubenköpfe 34 überdeckt sind und in diesem Zustand nicht betätigt werden können. Zum Abnehmen der Ventileinheit 14 vom Hauptventilgehäuse 8 oder von einer alternativ vorhandenen Komponente, ist somit die jeweils montierte Anschlußeinheit 15 vorher von der Ventileinheit 14 zu entfernen, was aber wegen der leicht lösbaren Befestigung problemlos möglich ist.
In der sich über die gesamte Vorderseite 17 der Ventileinheit 14 hinweg erstreckenden Anschlußeinheit 15 steht sehr viel Platz zur Unterbringung eventuell erforderlicher Elektronikkomponenten zur Verfügung. Der innerhalb der Anschlußeinheit 15 insofern zur Verfügung gestellte Einbauraum für Elektronikkomponenten wird also nicht durch Maßnahmen beeinträchtigt, die eine Betätigung der Befestigungselemente 33 auch bei montierter Anschlußeinheit 15 ermöglichen. Auf solche Erwägungen ist bei der Konzeption der Anschlußeinheit 15 keine Rücksicht zu nehmen.
Als zu der Anschlußeinheit 15 gehörende Elektronikkomponente ist beim Ausführungsbeispiel unter anderem jeweils eine Leiterplatte 47 vorhanden, die in einem haubenförmig gestalteten Gehäuseteil 48 der Anschlußeinheit 15 untergebracht und darin, insbesondere durch eine Rastverbindung, fixiert ist. Die Leiterplatte 47 trägt zum einen die elektrischen Kontaktmittel 44 der Steckerschnittstelle 7 und steht mit dem mindestens einen Kontaktelement 45 der ersten elektrischen Schnittstellenmittel 26 in Verbindung. Sie trägt hierzu nicht weiter abgebildete Leiterbahnen und bei Bedarf auch weitere elektronische Bauteile, um eine elektronische Schaltung zu bilden, die bei der Ansteuerung des Ventilantriebes 22 genutzt wird. Innerhalb des haubenförmigen Gehäuseteils 48 findet in vorteilhafter Weise eine Leiterplatte 47 großen Umrisses Platz, so dass sich eine Mehrfachanordnung von Leiterplatten erübrigt und die Abmessungen der Anschlußeinheit 15 in der Achsrichtung der Längsachse 2 sehr gering gehalten werden können.
Es versteht sich, dass die Anschlußeinheit 15 mit der offenen Seite des haubenförmigen Gehäuseteils 48 voraus an die Ventileinheit 14 angesetzt wird.
Die erste und zweite mechanische Schnittstelle 35, 36 sind mit Haltemitteln 52 ausgestattet, die zur lösbaren Befestigung der Anschlußeinheit 15 an der Ventileinheit 14 dienen. Diese Haltemittel 52 sind in vorteilhafter Weise so ausgebildet, dass sich die Anschlußeinheiten 15 ohne Zuhilfenahme eines Werkzeuges an der Ventileinheit 14 befestigen und von dieser auch wieder lösen lassen. Eine Umrüstung der Ventileinheit 14 in Bezug auf ihre Anschlußeinheit 15 kann somit sehr rasch durchgeführt werden.
Bevorzugt sind die Haltemittel 52 in zwei Gruppen von Haltemitteln 52a, 52b eingeteilt, wobei sich die eine, erste Haltemittelgruppe 52a im Bereich der Oberseite und die andere, zweite Haltemittelgruppe 52b im Bereich der Unterseite von Ventileinheit 14 und Anschlußeinheit 15 befindet. Bedenkt man, dass die Ventilanordnung 1 eine flache Gestalt hat und in Richtung ihrer Hochachse 25 über größere Abmessungen als in der dazu rechtwinkeligen Querrichtung verfügt, ergibt sich für die beiden mechanischen Schnittstellen 35, 36 jeweils eine längliche Gestalt mit in der Achsrichtung der Hochachse 25 orientierten Schmalseiten, wobei die beiden Haltemittelgruppen 52a, 52b im Bereich dieser beiden Schmalseiten angeordnet sind.
Vorzugsweise enthält die oben angeordnete erste Haltemittelgruppe 52a starr an der Anschlußeinheit 15 angeordnete und über deren Rückseite vorstehende erste Hakenmittel 53, der an der Vorderseite der Ventileinheit 14 ausgebildete erste Ausnehmungsmittel 54 in Achsrichtung der Längsachse 2 gegenüberliegen. Die ersten Hakenmittel 53 sind nach oben abgebogen und die ersten Ausnehmungsmittel 54 sind von unten her zugänglich.
Die zweite Haltemittelgruppe 52b enthält im Bereich der Unterseite der Anschlußeinheit 15 angeordnete zweite Hakenmittel 55, deren Hakenabschnitt entgegengesetzt zum Hakenabschnitt der ersten Hakenmittel 53 nach unten ragt und denen an der Vorderseite der Ventileinheit 14 angeordnete zweite Ausnehmungsmittel 56 gegenüberliegen, die nach oben hin offen sind.
Die zweiten Hakenmittel 55 sind in Richtung der Hochachse 25 federnd nachgiebig ausgebildet. Sie können folglich gemäß Doppelpfeil 57 verschwenkt werden.
Die ersten und zweiten Ausnehmungsmittel 54, 56 sind jeweils in einem sich in Achsrichtung der Längsachse 2 erstreckenden Wandabschnitt der Ventileinheit 14 ausgebildet, den die Hakenmittel 53, 55 untergreifen können.
Zur Montage einer Anschlußeinheit 15 wird diese ausgehend von dem in Figur 3 gezeigten getrennten Zustand mit ihrer Rückseite 37 voraus schräg an die Vorderseite 17 der Ventileinheit 14 angesetzt, wobei die bezüglich dem haubenförmigen Gehäuseteil 48 starr und unbeweglich ausgebildeten ersten Hakenmittel 53 von innen her in die ebenfalls starr angeordneten ersten Ausnehmungsmittel 54 eingreifen. Auf diese Weise ist die erste Gruppe von Haltemitteln 52a in gegenseitigen Eingriff gebracht und es liegt der aus Figur 4 ersichtliche Zustand vor.
Im nächsten Schritt wird die Anschlußeinheit 15 um die eine Schwenkachse definierende erste Haltemittelgruppe 52a gemäß Pfeil 58 verschwenkt und an die Ventileinheit 14 herangeschwenkt, bis die ersten und zweiten mechanischen Schnittstellen 35, 36 aneinander anliegen.
Bei diesem Heranschwenken gleiten die zweiten Hakenmittel 55 an einer den zweiten Ausnehmungsmitteln 56 vorgelagerten Schrägfläche 62 ab und werden kurzzeitig gemäß Pfeil 57a entgegen einer rückstellend auf sie einwirkenden Federkraft nach oben ausgelenkt, bis sie schließlich wieder zurückschnappen und in die zweiten Ausnehmungsmittel 56 einrasten.
Bei dem vorgenannten Heranschwenken werden gleichzeitig die federnd beaufschlagten Kontaktelemente 45 an die zugewandten starren Kontaktelemente 46 der zweiten elektrischen Schnittstellenmittel 27 angedrückt.
Jetzt ist nur noch der Anschlußstecker 6 an die Steckerschnittstelle 7 anzustecken, um die gewünschte elektrische Verbindung zwischen dem Ventilantrieb 22 und dem elektrischen Kabel 5 herzustellen.
Das Abnehmen der Anschlußeinheit 15 geschieht in vergleichbar einfacher Weise. An dem haubenförmigen Gehäuseteil 48 ist ein der Schrägfläche 62 vorgelagerter Löseschieber 63 in Achsrichtung der Längsachse 2 verschiebbar gelagert. Er kann überdies die Schwenkbewegung der zweiten Hakenmittel 55 mitmachen. Zum Lösen der Rastverbindung wird er manuell in Richtung zu der Ventileinheit 14 verschoben, wobei er an der Schrägfläche 62 nach oben abgleitet und hierbei die zweiten Hakenmittel 55 aus den zweiten Ausnehmungsmitteln 56 aushebt. In diesem Zustand kann die Anschlußeinheit 15 umgekehrt wie in Figur 4 dargestellt in eine Schräglage von der Ventileinheit 14 weggeschwenkt und anschließend auch aus ihrem Eingriff mit den ersten Ausnehmungsmitteln 54 entfernt werden.
Die ersten Hakenmittel 53 sind beim Ausführungsbeispiel Bestandteil einer in das haubenförmige Gehäuseteil 48 eingesetzten Verschlußplatte 64, zwischen der und der vorderen Wandung des haubenförmigen Gehäuseteils 48 die Leiterplatte 47 gehalten ist. Die Verschlußplatte 64 ist mit Durchbrechungen versehen, die den Durchgriff der ersten und/oder zweiten elektrischen Schnittstellenmittel 26, 27 gestatten. Durch seitliche Rastmittel 65 ist die Verschlußplatte 64 zweckmäßigerweise mit der umlaufenden Seitenwand des haubenförmigen Gehäuseteils 48 lösbar verrastet.
Der Löseschieber 63 ist zweckmäßigerweise ein einstückiger Bestandteil der Verschlußplatte 64.
Die erste mechanische Schnittstelle 35 kann zumindest teilweise auch an der Verschlußplatte 64 ausgebildet sein. An ihr befindet sich zweckmäßigerweise ein zur Ventileinheit 14 hin vorstehender Lagesicherungsvorsprung 66, der in eine komplementäre Lagesicherungsausnehmung 67 an der vorderen Stirnfläche der Ventileinheit 14 eingreifen kann, wodurch die montierte Anschlußeinheit 15 bezüglich der Ventileinheit 14 in Achsrichtung der Hochachse 25 unbeweglich fixiert ist und ein versehentliches Lösen der zweiten Haltemittelgruppe 52b ausgeschlossen werden kann.

Claims

Ventilanordnung, mit mindestens einer einen elektrisch betätigbaren Ventilantrieb (22) aufweisenden Ventileinheit (14), die eine zum Anschließen eines elektrischen Kabels (5) ausgelegte elektrische Anschlußeinheit (15) trägt, an der eine von außen her zugängliche, zum lösbaren Anschließen eines an dem Kabel (5) befestigten Anschlußsteckers (6) dienende elektrische Steckerschnittstelle (7) angeordnet ist, die mit dem Ventilantrieb (22) in elektrischer Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlußeinheit (15) eine von mehreren Anschlußeinheiten (15) der Ventilanordnung (1) ist, die alternativ in auswechselbarer Weise an der Ventileinheit (14) montierbar sind, indem sie jeweils eine erste mechanische Schnittstelle (35) aufweisen, mit der sie jeweils alternativ an einer an der Ventileinheit (14) angeordneten zweiten mechanischen Schnittstelle (36) lösbar anbringbar sind, wobei die Anschlußeinheiten (15) außerdem über erste elektrische Schnittstellenmittel (26) verfügen, die beim Anbringen und Entfernen der betreffenden Anschlußeinheit (15) selbsttätig in bzw. außer Eingriff mit an der Ventileinheit (14) angeordneten zweiten elektrischen Schnittstellenmitteln (27) gelangen, und dass sich die mehreren Anschlußeinheiten (15) in der Ausgestaltung und/oder Position und/oder Orientierung ihrer Steckerschnittstelle (17) voneinander unterscheiden.
Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die an den mehreren Anschlusseinheiten (15) angeordneten ersten mechanischen Schnittstellen (35) untereinander übereinstimmend ausgebildet sind.
Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die an den mehreren Anschlußeinheiten (15) angeordneten ersten elektrischen Schnittstellenmittel untereinander übereinstimmend ausgebildet sind.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Ventileinheit (14) Bestandteil einer mit einem fluidisch aktivierbaren Hauptventil (3) zu einer Baugruppe zusammengefaßten Vorsteuerstufe (4) ist.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilantrieb (22) ein Elektromagnet ist.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinheit (14) einen mit dem Ventilantrieb (22) zu einer Baugruppe zusammengefaßten, interne Ventilkanäle (24) enthaltenden Grundkörper (23) aufweist.
Ventilanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zweite mechanische Schnittstelle (36) über sowohl den Ventilantrieb (22) als auch den Grundkörper (23) hinweg erstreckt.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinheit (14) durch Befestigungselemente (33) an einer weiteren Komponente (8) der Ventilanordnung (1) fixiert ist, wobei diese Befestigungselemente (33) von der die zweite mechanische Schnittstelle (36) aufweisenden Seite her betätigbar sind und von der jeweils montierten Anschlußeinheit (15) zumindest teilweise abgedeckt sind.
Ventilanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente (33) innerhalb des Umrisses der zweiten mechanischen Schnittstelle (36) angeordnet sind.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite mechanische Schnittstelle (35, 36) über lösbar miteinander kooperierende Haltemittel (52) zum Festhalten der montierten Anschlußeinheit (15) an der Ventileinheit (14) verfügen.
Ventilanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltemittel (52) über starr an den Anschlußeinheiten angeordnete erste Hakenmittel (53) und diesen zugeordnete, an der Ventileinheit (14) angeordnete erste Ausnehmungsmittel (54) verfügen, die durch bezüglich der Ventileinheit (14) schräges Ansetzen und anschließendes Verschwenken der Anschlußeinheit (14) miteinander in verhakenden Eingriff bringbar sind, und dass, beabstandet dazu, an der Ventileinheit (14) zweite Ausnehmungsmittel (56) angeordnet sind, in die an der Anschlußeinheit (15) angeordnete, federnd nachgiebige zweite Hakenmittel (55) lösbar einrasten können, wenn die Anschlußeinheit (15) an die Ventileinheit (14) herangeschwenkt wird.
Ventilanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der Anschlußeinheit (15) ein Löseschieber (63) angeordnet ist, der zum Lösen des Rasteingriffes manuell bewegbar ist und dadurch die zweiten Hakenmittel (55) entgegen der federnd auf sie einwirkenden Rückstellkraft aus den zweiten Ausnehmungsmitteln (56) heraushebt.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei mindestens einer Anschlußeinheit (15) die Steckerschnittstelle (7) an der der ersten mechanischen Schnittstelle (35) entgegengesetzten vorderen Außenfläche (43) angeordnet ist.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei mindestens einer Anschlußeinheit (15) die Steckerschnittstelle (7) an einer rechtwinkelig zu der ersten mechanischen Schnittstelle (35) orientierten seitlichen Außenfläche (42) angeordnet ist.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlußeinheiten (15) jeweils ein haubenförmiges Gehäuseteil (48) aufweisen, in dem mindestens eine Leiterplatte (47) befestigt ist, über die die Steckerschnittstelle (7) mit den ersten elektrischen Schnittstellenmitteln (26) in elektrischer Verbindung steht und der zweckmäßigerweise eine das haubenförmige Gehäuseteil (48) verschließende Verschlußplatte (64) vorgelagert ist, durch die die ersten und/oder zweiten elektrischen Schnittstellenmittel (26, 27) hindurchgreifen können.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen an einem elektrischen Kabel (5) befestigten Anschlußstecker (6) aufweist, der mit der elektrischen Steckerschnittstelle (7) lösbar verbindbar ist.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten mechanischen Schnittstellen (35, 36) zur Durchführung eines sowohl werkzeuglosen Zusammenfügens als auch eines werkzeuglosen Trennens ausgebildet sind.