EP2419648A1 - Ventileinrichtung - Google Patents

Ventileinrichtung

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EP2419648A1
EP2419648A1 EP10711140A EP10711140A EP2419648A1 EP 2419648 A1 EP2419648 A1 EP 2419648A1 EP 10711140 A EP10711140 A EP 10711140A EP 10711140 A EP10711140 A EP 10711140A EP 2419648 A1 EP2419648 A1 EP 2419648A1
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EP
European Patent Office
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valve
channel
fluid
way valves
recess
Prior art date
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EP10711140A
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English (en)
French (fr)
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EP2419648B1 (de
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Michael Berner
Rolf Berger
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Festo SE and Co KG
Original Assignee
Festo SE and Co KG
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Publication of EP2419648B1 publication Critical patent/EP2419648B1/de
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    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/06—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with two or more servomotors
    • F15B13/08—Assemblies of units, each for the control of a single servomotor only
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    • F15B13/0817—Multiblock manifolds
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    • F15B13/0803—Modular units
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    • F15B13/0835—Cartridge type valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F15B13/0803—Modular units
    • F15B13/0871—Channels for fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/006—Hydraulic "Wheatstone bridge" circuits, i.e. with four nodes, P-A-T-B, and on-off or proportional valves in each link

Definitions

  • the invention relates to a valve device for fluid supply fluidic consumers, with a plurality of valve modules lined up in a stacking direction;
  • the valve modules each comprise a plate-shaped channel body, which has a Suitekanalaus strictlyung designed for connection to a fluid source, two provided for coupling fluidic consumers working channels and a venting fluidic consumers serving EntlwestskanalausEnglishung and two mutually parallel, mutually opposite joining surfaces and perpendicular to the joining surfaces aligned outer surfaces wherein the joining surfaces determine the stacking direction and are designed to bear against joining surfaces of adjacent channel bodies; and four 2/2-way valves each having first and second fluid ports and a movable valve member for adjusting a free fluid channel cross section between the first and second fluid ports, the four 2/2-way valves of the valve modules interconnecting in a full bridge configuration are in which the first fluid ports of the first and the second 2/2-way valve are connected to the SuitekanalausEnglishung, the second fluid port of the first 2/2-way valve and the first fluid port of the fourth
  • a multi-way valve with a freely configurable valve function which comprises a plurality of pressure medium connections arranged on a valve body and an electrically controllable drive unit for actuating a valve mechanism accommodated in the valve body.
  • the valve mechanism consists of at least four separate, in series i5 connected 2/2 -way main valves with pressure medium connections arranged therebetween. Each individual main valve is associated with an electric drive element which is connected to a common electronic control device.
  • a valve arrangement for gaseous and liquid media is known. This comprises at least four 2/2-way valves linked to a multi-way valve unit in a full-bridge arrangement, to which an electrical control unit with at least one bus connection, at least one sensor connection and at least one pulse width modulation is assigned.
  • the directional control valves are designed as quick-switching plate armature valves whose switching time is less than 5 milliseconds.
  • EP 0 391 269 B1 discloses a solenoid valve battery having a plurality arranged on a common base plate of solenoid valves, the input side via a channel integrated in the base plate can be supplied together with compressed air.
  • the channel is connected to a stub, which opens at two opposite surfaces of the base plate.
  • DE 102 42 726 A1 discloses a valve plate with poppet valves integrated therein, which can be switched by upstream control valves and associated control channels, wherein the control channels are bounded by two opposing channel plates, one of which is exchangeable to different interconnections of the control channels and thus to allow different switching functions for the poppet valves.
  • a solenoid valve which has a NEN of valve channels interspersed body and a magnetic device having a magnetic head. Between the magnetic head and the base body, which are arranged successively in the direction of a main axis, a valve chamber communicating with a plurality of valve channels is arranged.
  • the valve chamber contains a plate-shaped armature serving as a valve member, which can be attracted by a stationary magnetic core arrangement of the electromagnetic device.
  • the object of the invention is to provide a valve device with a simplified structure and an improved serviceability.
  • valve device of the type mentioned with the features of claim 1. It is provided that the 2/2-way valves are designed as valve units, in which the actuating means with a Valve section forms a compact unit which is placed on the loading surface of the channel body, wherein the valve portion includes the first and the second fluid port and a valve seat against which the valve member is movably arranged to the free fluid channel cross section between the first and the second fluid port between a Lock position and a release position to influence.
  • the 2/2-way valves are formed completely outside the channel body and are mounted as compact units on the mounting surface of the channel body.
  • the structure of the channel body is simplified because no provision must be made to form a valve seat or for receiving and storing valve elements.
  • this ensures an advantageous interchangeability of the 2/2 way valves in case of damage, since the valve units can be removed and replaced as a complete assembly.
  • the 2/2 way valves comprise, in addition to the electrically controllable actuating means, the valve section which serves for the fluid guidance.
  • the valve section has a fluid channel, which opens on an outer surface into two spaced-apart fluid ports.
  • a valve seat is formed, which allows a sealing engagement of the valve member to block the free cross section of the Fluidka- channel.
  • the valve member can be moved by a force exerted by the actuating means from a sealing contact with the valve seat in a release position in which the valve seat and thus the fluid channel cross-section are released.
  • the actuating means can therefore be the valve influence member so that this occupies either the blocking position or the release position.
  • the actuating means may be arranged such that it allows a free adjustment of the position of the valve member between the sealing blocking position and the release position.
  • the 2/2-way valve allows a freely selectable adjustment of the available fluid channel cross section between the fluid connections in the manner of a continuous valve or a proportional valve.
  • the outer surface of the valve section, in which the fluid connections lead out, is provided for surface sealing engagement with the mounting surface of the channel body.
  • the fluid connections are designed for communicating connections with fluid channels in the channel body.
  • valve units of the valve module are all constructed in an identical manner and are each attached to the channel body with discrete fasteners, for example screws. Due to the identical design of the valve units and the individual attachment to the ductwork, it is easier to replace individual valve units in the event of damage.
  • the 2/2 -way valves prefferably have an oblong cross-section in a cross-sectional plane parallel to the fitting surface whose cross-sectional main extension is aligned at least substantially perpendicular to the stacking direction and that the cross-sectional main extents of the 2/2 -way valves of a valve module are coaxial with one another. are directed. This ensures that the 2/2-way valves have a small extent in the stacking direction.
  • a plurality of valve modules can be assembled into a compact valve device.
  • the 2/2-way valves in the cross-sectional plane parallel to the assembly surface have a thickness extent in the stacking direction which is a fraction, preferably less than 50 percent, particularly preferably less than 35 percent, in particular less than 25 Percent, which is the cross-sectional main extension.
  • the 2/2-way valves are substantially parallelepiped-shaped and surfaces of the 2/2-way valves aligned parallel to the joining surfaces are arranged in a common plane.
  • the cuboid design of the 2/2 -way valves ensures particularly good space utilization.
  • the rectangular shape of the 2/2-way valves promotes separate replaceability of each of the 2/2-way valves, without the need for disassembly of adjacent valve modules.
  • the actuating means have a, preferably U-shaped, return device with a plurality of legs, which are connected to one another at one end by means of a connecting web, are each partially covered by coil means and are aligned perpendicular to the component surface.
  • the actuation force necessary for actuating the valve member is provided by the at least two coil means, which are in each case electrically controllable magnet coils.
  • the feed channel recess and / or the vent channel opening pass through the channel body between the joining surfaces in the stacking direction and open out at the joining surfaces, so that the channel bodies adjacent to one another with the joining surfaces define a continuous feed channel and / or a continuous vent channel.
  • the feed channel recess and / or the bleed channel recess are arranged in the channel body of the valve device such that they can be brought into registry with the feed channel recesses and / or the bleed channel recesses of adjacent channel bodies when the channel bodies are arranged in the stacking direction at least partially, preferably completely ,
  • the feed channel recess and / or the vent channel recess are arranged in the same position in each of the channel bodies of the valve device.
  • a supply of fluid into the valve device and / or a discharge of fluid from the valve device is facilitated. Separate feed and / or vent connections for each of the channel plates can be dispensed with.
  • the feed and / or venting ducts that extend along the stacking direction can be designed with substantially larger free cross sections than is the case for feed and / or venting ducts provided individually on the respective duct bodies.
  • Venting channels large fluid flow rates for the flowing fluid can be achieved. It is expedient if the channel body is formed in one piece. As a result, complex sealing measures between the individual 2/2 way valves and the fluid channels assigned to them are reduced or completely avoided.
  • the channel body may for example be made of metal, in particular as a milling part, die-cast part or precision casting. Alternatively, the channel body may be formed as a plastic part, in particular as a plastic injection molded part.
  • the channel body has exactly one feed channel recess and / or exactly one bleed channel cutout. This makes it possible to achieve a favorable ratio between a free cross-section of the feed channel recess or the vent channel recess and the respective wall surface which delimits the feed channel recess or the vent channel recess in the channel body. This is particularly important with regard to the wall friction for the fluid in the respective recess of importance. The wall friction has a significant influence on the fluid volume flow, which can flow at a given fluid pressure through the respective recess.
  • the 2/2-way valve has two first fluid connections and a second fluid connection, and that the two first fluid connections are arranged axially symmetrical to a longitudinal axis determined by the second fluid connection.
  • This structural design of the 2/2 way valve provides an advantageous design freedom for the arrangement of the connection bores in the channel body, which are to be provided for a communicating connection of the feed channel recess and / or the vent channel recess.
  • FIG. 1 is a perspective view of a valve device
  • FIG. 2 shows an exploded perspective view of the valve device according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a perspective view of a valve module from the valve device according to FIGS. 1 and 2,
  • FIG. 4 shows a perspective sectional view of the valve module according to FIG. 3,
  • Figure 5 is a planar sectional view of the valve module according to the figure 3 and
  • Figure 6 is a sectional view of a valve unit.
  • a valve device 1 shown in FIG. 1 is provided for the fluid supply of a plurality of fluidic consumers (not shown), for example a pneumatic working cylinder.
  • the valve device 1 serves to control and / or regulate a multiplicity of fluid flows that are to be made available to the respective fluidic consumers by a fluid source (not illustrated).
  • the valve device 1 comprises a plurality of exemplary disk-like valve modules 2 which are lined up in a stacking direction 3.
  • the valve modules 2 are arranged between a base element 4 and a closure plate 2s 5, which delimit the valve device 1 along the stacking direction 3 at each end.
  • Some of the valve modules 2 are associated with additional modules 6, 7, which are designed for example as valve elements or sensor elements.
  • the additional modules 6, 7 are, as can be seen in FIG. 1, orthogonal to the stacking direction 3 in a mounting direction 92 and, if necessary, make it possible to extend the functional scope of the valve modules 2.
  • the valve modules 2 of the valve device 1 are also without the associated additional modules 6, 7 can be used.
  • the base element 4 is of cuboidal design and has on an end face 8 a feed opening 9 for the connection of a fluid conductor, not shown, and a vent opening 10 for the outlet for fluid, which has already passed through the valve device 1 and the fluidic consumers, not shown ,
  • valve device 1 a plurality of valve modules 2 are lined up on the base element 4 in the stacking direction 3, all of which have the same structure, described in more detail below.
  • the valve modules 2 have the task, which is provided via the base element 4.
  • Each valve shown in more detail in Figures 2 to 5 - 25 comprises a plate-shaped channel body 11 and patch on the channel body 11, uniformly shaped valve units 12.
  • the valve units 12 of the valve module 2 are provided with a cover strip 13, for example, for noise reduction and / or for shielding 3o the valve units 12 from environmental influences, in particular
  • Valve units 12 Dirt, and / or for electrical contacting of the Valve units 12 may be formed.
  • the valve unit 12 of the additional module 6 is provided with a cover 14, which realizes the same functionality for the single valve unit 12 as the cover strip 13 for the plurality of valve units 12 of the valve module 2.
  • the channel body 11 which may have, for example, a cubic outer geometry, has two mutually opposite joining surfaces 15, 16 whose surface normals, not shown, are aligned parallel to the stacking direction 3.
  • the joining surfaces 15, 16 form in the illustrated embodiment of the channel body 11 whose largest surfaces.
  • the surface normal not shown extending perpendicular to the stacking direction 3 serves a shorter narrow side as a connection surface 17 and a longer narrow side than mounting surface 18th
  • connection openings 19, 20 of the working channels 21, 22 described in more detail below open out.
  • connection bores 25, 26, 27 and 28 of the working channels 21, 22 open, as can be seen from FIGS. 4 and 5.
  • Connecting holes 29, 30, 31, 32 which are communicatively connected to feed channel sections 35 or venting channel sections 36 described below in channel body 11, also open out on mounting surface 18.
  • the channel body 11 is passed in the stacking direction 3 by two recesses. sets, which serve as a feed channel portion 35 and a vent channel portion 36 and which have a longitudinal extent in a cross-sectional plane whose normal vector is aligned parallel to the stacking direction 3.
  • FIGS. 4 and 5 each show a cross-sectional main extension 37 of the feed channel section 35 and a cross-sectional main extension 38 of the vent channel section 36.
  • the feed duct sections 35 and the vent duct sections 36 of the channel bodies 11 of the valve modules 2 lined up in the stacking direction 3 form a continuous feed duct extending between the base element 4 and the end plate 5, indicated by the arrow 39 symbolizes, and a continuous venting channel, which is symbolized by the arrow 40.
  • This allows a central supply and disposal of the valve modules 2 with or from fluid.
  • the working channels 21 and 22 each extend between the connection openings 20 or 19 opening out at the connection surface 17 and the connection bores 25 and 28 or 26 and 27 opening out at the assembly surface 18 ,
  • the first working channel 21 provides a communicating connection between the fluidic consumer connectable to the connection opening 20 and the first 2/2 way valve 41 and the fourth 2/2 way valve 46.
  • the second working channel 22 is provided for a communicating connection between the connection opening 19 and the second 2/2 way valve 42 and the third 2/2 way valve 45.
  • longitudinal axes of the fluidic connections in the channel body 11 are each s in one of two from each other spaced, substantially parallel to the joining surfaces 15, 16 aligned fluid channel levels 33, 34 are arranged. As a result, undesired overlaps between the fluidic connections can be avoided, which makes it possible to fertilize a compact arrangement of the fluidic connections.
  • groove-like recesses 61, 62 are introduced, each forming a portion of the working channel 21 and 22 respectively.
  • the groove-like depression 61 projects beyond the working channel bores 57, 58, which are designed as stub bores perpendicular to the joining surfaces 15, 16, in communicating connection with the second connection opening 20 on the connection surface 17 and with the connection bores 25 and 28 on the component surface 18.
  • the groove-like recess 62 is above the associated working
  • FIGS. 4 and 5 The crossing-free arrangement of the fluidic connections can be seen in FIGS. 4 and 5, in which the groove-like 25 recesses 61, 62 are shown in dashed lines, since they are located in the second fluid channel plane 34, which is arranged at a distance from the illustrated, identical to the first fluid channel plane 33 sectional plane is, as can be seen for example from FIG.
  • groove-like recesses 65, 66, 67, 68 are each circumferentially around the feed channel section 35 to the vent channel Ab- 36, around the groove-like depression 61 and around the groove-like depression 62. They are used to hold sealing means, not shown, for example, designed as endless Rundschnur- seals.
  • the construction of the 2/2 way valve 46 which is shown by way of example in FIG. 6, is representative of all the 2/2 way valves 41, 42, 45 46 shown in FIGS. 1 to 5.
  • the 2/2 way valve 46 is compact Valve unit 12 substantially composed of an electromagnetic Betuschistsmit- tel 76, a valve portion 77 and a recorded between the actuating means 76 and the valve portion 77 spacer plate 78.
  • the electromagnetic actuating means 76 comprises a U-shaped iron yoke 79 composed of a plurality of individual plates, on the legs 82, 85 of which are aligned parallel to each other, electromagnetic coil bodies 80, 81 each constructed of wire turns (not illustrated).
  • the essentially cylindrical sleeve-shaped bobbins 80, 81 can by means of not closer
  • the two legs 82, 85 of the iron yoke 79 are interconnected by a connecting web 86, which allows a magnetic flux between the two legs 82, 85.
  • a present plate-shaped valve member 87 is arranged, whose thickness is chosen smaller than the thickness of the spacer plate 78. This allows the valve member 87 between a iron yoke 79th
  • a movement of the valve member 87 from the blocking position shown in Figure 6 upwards into the release position, not shown, can take place when the coil body 80, 81 of the electromagnetic actuating means 76 are acted upon by electrical energy.
  • a magnetic field is built up in the bobbins 80, 81 and guided to the free ends of the legs 82, 85 of the iron yoke 79, by the attractive force of which the valve member 87 made of magnetizable material can be moved in the direction of the iron yoke 79.
  • valve member 87 closes a passage 83 between a valve chamber 88 which is bounded by wall portions of the electromagnetic actuating means 76, the valve portion 77 and the spacer plate 78 and the second fluid port 56.
  • the valve unit 12 is axisymmetric to the central axis of the recess of the second fluid port 56 is formed. Accordingly, the valve chamber 88 communicates with the two first fluid ports 55, which are arranged symmetrically with respect to the first fluid port 56, in communicating connection.
  • valve member 87 If an overpressure with respect to the second fluid connection 56 is present at the first fluid connection 55 and thus also in the valve chamber 88, a resultant pressure force acts on the valve member 87, which is directed downward as shown in FIG. Without a corresponding, provided by the electromagnetic actuating means 76 and acting in the opposite direction magnetic attraction force, the valve member 87 is pressed onto a formed in the valve portion 77 valve seat 89, whereby the passage 83 is closed between the first and the second fluid port 55, 56.
  • all of the 2/2-way valves 41, 42, 45, 46 are arranged such that they each have an overpressure in the associated valve chamber 88 with respect to the first fluid connection 47, 49 in the typically provided overpressurization of the feed channel section 35 , 51, 55 and thereby held in a normally closed position.
  • valve unit 12 which is realized in the embodiment in the 2/2-way valves 41, 42, 45, 46, have an elongated shape.
  • the valve unit 12 has with respect to the expansions in the three perpendicular to each other
  • valve units 12 are designed such that they have a small width that is equal to or slightly smaller than the stacking direction 3 to be measured width of the channel body 11 is selected. hereby
  • valve 30 is the juxtaposition of the valve modules 2 provided with the valve units 2 according to the representations of FIGS and 2 possible without valve units 12 of adjacent valve modules 2 colliding with each other.
  • An electrical An horrun ⁇ the electromagnetic actuating means 76 of the valve units 12 can be made for example by cables, not shown, which are connected to a control unit, also not shown.
  • the control unit can provide an individual signal for each of the valve units 12 to supply the electromagnetic actuation means 76 with electrical energy.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung zur Fluidversorgung fluidischer Verbraucher, mit mehreren in einer Stapelrichtung (3) aneinandergereihten Ventilmodulen (2); die Ventilmodule (2) umfassen jeweils einen plattenförmigen Kanalkörper (11) mit einer Speisekanalausnehmung (35) und/oder einer Entlüftungskanalausnehmung (36) und vier 2/2 -Wegeventile (41, 42, 45, 46), die jeweils einen ersten und einen zweiten Fluidanschluss (47, 48, 49, 50, 51, 52, 55, 56) aufweisen, wobei die vier 2 /2 -Wegeventile (41, 42, 45, 46) der Ventilmodule (2) in einer Vollbrückenanordnung miteinander verschaltet sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die 2 /2 -Wegeventile (41, 42, 45, 46) als Ventileinheiten (12) ausgebildet sind, bei denen das Betätigungsmittel (76) mit einem Ventilabschnitt (77) eine kompakte Einheit bildet, die auf die Bestückungsfläche (18) des Kanalkörpers (11) aufgesetzt ist.

Description

Ventileinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung zur Fluidver- sorgung fluidischer Verbraucher, mit mehreren in einer Stapelrichtung aneinandergereihten Ventilmodulen; die Ventilmodule umfassen jeweils einen plattenförmigen Kanalkörper, der eine zur Verbindung mit einer Fluidquelle ausgebildete Speisekanalausnehmung, zwei zur Ankopplung fluidischer Verbraucher vorgesehene Arbeitskanäle und eine zur Entlüftung von fluidischen Verbrauchern dienende Entlüftungskanalausnehmung sowie zwei zueinander parallele, einander entgegengesetzte Fügeflächen und senkrecht zu den Fügeflächen ausgerichtete Außenflächen aufweist, wobei die Fügeflächen die Stapelrichtung bestimmen und zur Anlage an Fügeflächen benachbarter Kanalkörper ausgebildet sind; und vier 2/2-Wegeventile, die jeweils einen ersten und einen zweiten Fluidanschluss und ein bewegliches Ventilglied für die Einstellung eines freien Fluidkanalquerschnitts zwischen dem ersten und dem zweiten Fluidanschluss aufweisen, wobei die vier 2 /2 -Wegeventile der Ventilmodule in einer Vollbrückenanordnung miteinander verschaltet sind, bei der die ersten Fluidanschlüsse des ersten und des zweiten 2 /2 -Wegeventils mit der Speisekanalausnehmung verbunden sind, der zweite Fluidanschluss des ersten 2/2- Wegeventils und der erste Fluidanschluss des vierten 2/2- Wegeventils mit einem ersten Arbeitskanal verbunden sind, der zweite Fluidanschluss des zweiten 2 /2 -Wegeventils und der erste Fluidanschluss des vierten 2/2 -Wegeventils mit einem zweiten Arbeitskanal verbunden sind und die zweiten Fluidan- schlüsse des dritten und des vierten 2/2 -Wegeventils mit der Entlüftungskanalausnehmung verbunden sind, und wobei jedes 2/2 -Wegeventil ein elektrisch ansteuerbares Betätigungsmittel s umfasst, das auf eine als Bestückungsfläche dienende Außenfläche des Kanalkörpers aufgesetzt ist und das zur Umschal - tung des jeweils zugeordneten Ventilglieds zwischen einer Sperrstellung und einer Freigabestellung ausgebildet ist.
Aus der DE 102 08 390 Al ist ein Mehrwegeventil mit frei lo konfigurierbarer Ventilfunktion bekannt, das mehrere an einem Ventilkörper angeordnete Druckmittelanschlüsse sowie eine elektrisch ansteuerbare Antriebseinheit zur Betätigung einer im Ventilkörper untergebrachten Ventilmechanik umfasst. Die Ventilmechanik besteht aus zumindest vier einzelnen, in Reihe i5 geschalteten 2/2 -Wege-Hauptventilen mit dazwischen angeordneten Druckmittelanschlüssen. Jedem einzelnen Hauptventil ist ein elektrisches Antriebselement zugeordnet, das mit einer gemeinsamen elektronischen Steuereinrichtung verbunden ist. Mit dem Mehrwegeventil können unterschiedliche Wegefunktionen 20 frei wählbar realisiert werden.
Aus der DE 103 15 460 B4 ist eine Ventilanordnung für gasförmige und flüssige Medien bekannt . Diese umfasst mindestens vier zu einer Mehrwegeventileinheit in Vollbrückenanordnung verknüpfte 2 /2 -Wegeventile, denen eine elektrische Steuerein- 25 heit mit mindestens einem Busanschluss, mindestens einem Sen- soranschluss und mindestens einer Pulsweitenmodulation zugeordnet ist. Die Wegeventile sind als schnellschaltende Plat- tenankerventile ausgebildet, deren Schaltzeit kleiner als 5 Millisekunden ist.
30 Die EP 0 391 269 Bl offenbart eine Magnetventilbatterie mit einer auf einer gemeinsamen Grundplatte angeordneten Mehrzahl von Magnetventilen, die eingangsseitig über einen in die Grundplatte integrierten Kanal gemeinsam mit Druckluft versorgbar sind. Der Kanal ist mit einer Stichleitung verbunden, die an zwei einander gegenüberliegenden Oberflächen der Grundplatte ausmündet .
Die DE 102 42 726 Al offenbart eine Ventilplatte mit darin integrierten Sitzventilen, die durch vorgeschaltete Steuerventile und zugehörige Steuerkanäle geschaltet werden können, wobei die Steuerkanäle durch zwei einander gegenüberliegende Kanalplatten begrenzt werden, von denen eine austauschbar ausgebildet ist, um unterschiedliche Verschaltungen der Steuerkanäle und damit unterschiedliche Schaltfunktionen für die Sitzventile zu ermöglichen.
Aus der EP 1 748 238 Bl ist ein Magnetventil bekannt, das ei- nen von Ventilkanälen durchsetzten Grundkörper und einen eine Elektromagneteinrichtung aufweisenden Magnetkopf aufweist . Zwischen dem Magnetkopf und dem Grundkörper, die in Richtung einer Hauptachse aufeinanderfolgend angeordnet sind, ist eine mit mehreren Ventilkanälen kommunizierende Ventilkammer ange- ordnet. Die Ventilkammer enthält einen als Ventilglied dienenden, plattenförmigen Magnetanker, der von einer ortsfesten Magnetkernanordnung der Elektromagneteinrichtung angezogen werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Ventileinrich- tung mit einem vereinfachten Aufbau und einer verbesserten Wartungsfreundlichkeit bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird für eine Ventileinrichtung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass die 2 /2 -Wegeventile als Ventileinheiten ausgebildet sind, bei denen das Betätigungsmittel mit einem Ventilabschnitt eine kompakte Einheit bildet, die auf die Bestückungsfläche des Kanalkörpers aufgesetzt ist, wobei der Ventilabschnitt den ersten und den zweiten Fluidanschluss sowie einen Ventilsitz umfasst, gegenüber dem das Ventilglied beweglich angeordnet ist, um den freien Fluidkanalquerschnitt zwischen dem ersten und dem zweiten Fluidanschluss zwischen einer Sperrstellung und einer Freigabestellung zu beeinflussen.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung sind die 2/2- Wegeventile vollständig außerhalb des Kanalkörpers ausgebildet und sind als kompakte Einheiten auf die Bestückungsfläche des Kanalkörpers aufgesetzt . Hierdurch wird einerseits der Aufbau des Kanalkörpers vereinfacht, da keine Vorkehrungen zur Ausbildung eines Ventilsitzes oder zur Aufnahme und Lagerung von Ventilelementen getroffen werden müssen. Andererseits wird hierdurch eine vorteilhafte Auswechselbarkeit der 2/2 -Wegeventile im Schadensfall gewährleistet, da die Ventileinheiten als Gesamtbaugruppe abmontiert und ersetzt werden können .
Die 2/2 -Wegeventile umfassen neben dem elektrisch ansteuerbaren Betätigungsmittel den Ventilabschnitt, der der Fluid- führung dient . Der Ventilabschnitt weist einen Fluidkanal auf, der an einer Außenoberfläche in zwei voneinander beab- standete Fluidanschlüsse ausmündet. Im Fluidkanal ist ein Ventilsitz ausgebildet, der eine abdichtende Anlage des Ventilglieds zur Sperrung des freien Querschnitts des Fluidka- nals ermöglicht. Das Ventilglied kann durch eine vom Betätigungsmittel ausgehende Krafteinwirkung aus einer abdichtenden Anlage am Ventilsitz in eine Freigabestellung bewegt werden, in der der Ventilsitz und somit der Fluidkanalquerschnitt freigegeben sind. Das Betätigungsmittel kann also das Ventil- glied derart beeinflussen, dass dieses entweder die Sperrstellung oder die Freigabestellung einnimmt .
Alternativ kann das Betätigungsmittel derart eingerichtet sein, dass es eine freie Einstellung der Position des Ventil- glieds zwischen der abdichtenden Sperrstellung und der Freigabestellung ermöglicht. Somit ermöglicht das 2 /2 -Wegeventil eine frei wählbare Einstellung des zur Verfügung stehenden Fluidkanalquerschnitts zwischen den Fluidanschlüssen in der Art eines Stetigventils oder eines Proportionalventils.
Die Außenoberfläche des Ventilabschnitts, in der die Fluidan- schlüsse ausmünden, ist zur flächigen, abdichtenden Anlage an der Bestückungsfläche des Kanalkörpers vorgesehen. Die Fluid- anschlüsse sind für kommunizierende Verbindungen mit Fluidka- nälen im Kanalkörper vorgesehen.
Die vier Ventileinheiten des Ventilmoduls sind alle in identischer Weise aufgebaut und sind jeweils mit diskreten, beispielsweise als Schrauben ausgebildeten, Befestigungsmitteln am Kanalkörper befestigt. Durch den identischen Aufbau der Ventileinheiten und die individuelle Befestigung am Kanalkö- per wird ein Austausch einzelner Ventileinheiten im Schadensfall erleichtert.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Zweckmäßig ist es, wenn die 2/2 -Wegeventile in einer zur Be- stückungsfläche parallelen Querschnittsebene einen länglichen Querschnitt aufweisen, dessen Querschnittshaupterstreckung zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Stapelrichtung ausgerichtet ist und dass die Querschnittshaupterstreckungen der 2/2 -Wegeventile eines Ventilmoduls koaxial zueinander ausge- richtet sind. Dadurch ist gewährleistet, dass die 2/2- Wegeventile in Stapelrichtung eine geringe Ausdehnung aufweisen. Somit kann eine Vielzahl von Ventilmodulen zu einer kompakten Ventileinrichtung zusammengefügt werden. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die 2/2- Wegeventile in der zur Bestückungsfläche parallelen Querschnittsebene eine Dickenerstreckung in Stapelrichtung aufweisen, die einen Bruchteil, vorzugsweise weniger als 50 Prozent, besonders bevorzugt weniger als 35 Prozent, insbesonde- re weniger als 25 Prozent, der Querschnittshaupterstreckung beträgt .
Vorteilhaft ist es, wenn die 2 /2 -Wegeventile im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet sind und parallel zu den Fügeflächen ausgerichtete Oberflächen der 2/2 -Wegeventile in einer ge- meinsamen Ebene angeordnet sind. In Kombination mit den plat- tenförmigen Kanalkörpern der Ventilmodule wird durch die quaderförmige Gestaltung der 2/2 -Wegeventile eine besonders gute Raumausnutzung gewährleistet. Zudem begünstigt die quaderförmige Gestaltung der 2/2 -Wegeventile eine separate Auswechsel- barkeit jedes der 2/2 -Wegeventile, ohne dass eine Demontage benachbarter Ventilmodule erforderlich ist.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Betätigungsmittel eine, vorzugsweise U- förmige, Rückschlusseinrichtung mit mehreren Schenkeln aufweisen, die an einem Ende mittels eines Verbindungsstegs miteinander verbunden sind, jeweils abschnittsweise von Spulenmitteln umfasst sind und senkrecht zur Bestückungsfläche ausgerichtet sind. Die zur Betätigung des Ventilglieds notwendige Betätigungs- kraft wird von den wenigstens zwei Spulenmitteln, bei denen es sich jeweils um elektrisch ansteuerbare Magnetspulen handelt, bereitgestellt. Durch die Verwendung von wenigstens zwei Magnetspulen, deren Spulenachsen parallel zueinander ausgerichtet sind und die die benachbarten Schenkel der Rückschlusseinrichtung umgeben, wird eine besonders kompakte Gestaltung der Betätigungseinrichtung des 2/2 -Wegeventils ermöglicht.
Zweckmäßig ist es, wenn die Speisekanalausnehmung und/oder die Entlüftungskanalausnehmung den Kanalkörper zwischen den Fügeflächen in Stapelrichtung durchsetzen und an den Fügeflächen ausmünden, so dass die mit den Fügeflächen aneinander anliegenden Kanalkörper einen durchgehenden Speisekanal und/oder einen durchgehenden Entlüftungskanal begrenzen.
Die Speisekanalausnehmung und/oder die Entlüftungskanalausnehmung sind in dem Kanalkörper der Ventileinrichtung derart angeordnet, dass sie bei Anordnung der Kanalkörper in der Stapelrichtung zumindest bereichsweise, vorzugsweise voll- ständig, mit den Speisekanalausnehmungen und/oder den Entlüf- tungskanalausnehmungen benachbarter Kanalkörper in Überdeckung gebracht werden können. Vorzugsweise sind die Speisekanalausnehmung und/oder die Entlüftungskanalausnehmung in jedem der Kanalkörper der Ventileinrichtung an der gleichen Po- sition angeordnet. Dadurch wird eine Zufuhr von Fluid in die Ventileinrichtung und/oder eine Abfuhr von Fluid aus der Ventileinrichtung erleichtert. Auf separate Speise- und/oder Entlüftungsanschlüsse für jede der Kanalplatten kann verzichtet werden. Zudem können die längs der Stapelrichtung er- streckten Speise- und/oder Entlüftungskanäle mit erheblich größeren freien Querschnitten ausgebildet werden, als dies für einzeln an den jeweiligen Kanalkörpern vorgesehene Speise- und/oder Entlüftungskanäle der Fall ist. Hierdurch können bei gegebenem Fluidspeisedruck aufgrund des geringeren Strö- mungswiderstands in den erfindungsgemäßen Speise- und/oder
Entlüftungskanälen große Fluidvolumenströme für das strömende Fluid erreicht werden. Zweckmäßig ist es, wenn der Kanalkörper einstückig ausgebildet ist . Dadurch werden aufwändige Dichtmaßnahmen zwischen den einzelnen 2/2 -Wegeventilen und den ihnen zugeordneten Fluidkanälen reduziert bzw. gänzlich vermieden. Der Kanalkör- per kann beispielsweise aus Metall, insbesondere als Fräs- teil, Druckgussteil oder Feingussteil hergestellt sein. Alternativ kann der Kanalkörper als Kunststoffteil, insbesondere als Kunststoffspritzgussteil, ausgebildet sein.
Vorteilhaft ist es, wenn der Kanalkδrper genau eine Speiseka- nalausnehmung und/oder genau eine Entlüftungskanalausnehmung aufweist. Dadurch lässt sich ein günstiges Verhältnis zwischen einem freien Querschnitt der Speisekanalausnehmung bzw. der Entlüftungskanalausnehmung und der jeweiligen Wandfläche, die die Speisekanalausnehmung bzw. die Entlüftungskanalaus - nehmung im Kanalkörper begrenzt, erzielen. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die Wandreibung für das Fluid in der jeweiligen Ausnehmung von Bedeutung. Die Wandreibung hat einen erheblichen Einfluss auf den Fluidvolumenstrom, der bei vorgegebenem Fluiddruck durch die jeweilige Ausnehmung strömen kann.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das 2 /2 -Wegeventil zwei erste Fluidanschlüs- se und einen zweiten Fluidanschluss aufweist, und dass die zwei ersten Fluidanschlüsse achssymmetrisch zu einer vom zweiten Fluidanschluss bestimmten Längsachse angeordnet sind. Durch diese konstruktive Gestaltung des 2/2 -Wegeventils liegt eine vorteilhafte Gestaltungsfreiheit für die Anordnung der Verbindungsbohrungen im Kanalkörper vor, die für eine kommunizierende Verbindung der Speisekanalausnehmung und/oder der Entlüftungskanalausnehmung vorzusehen sind. Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Dabei zeigt:
Figur l eine perspektivische Darstellung einer Ventileinrichtung,
5 Figur 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Ventileinrichtung gemäß Figur 1,
Figur 3 eine perspektivische Darstellung eines Ventilmoduls aus der Ventileinrichtung gemäß den Figuren 1 und 2,
Figur 4 eine perspektivische Schnittdarstellung des Ventil- lo moduls gemäß der Figur 3,
Figur 5 eine ebene Schnittdarstellung des Ventilmoduls gemäß der Figur 3 und
Figur 6 eine Schnittdarstellung einer Ventileinheit .
Eine in der Figur 1 dargestellte Ventileinrichtung 1 ist zur i5 fluidischen Versorgung mehrerer, nicht dargestellter fluidischer Verbraucher, beispielsweise pneumatischer Arbeitszylinder, vorgesehen. Die Ventileinrichtung 1 dient zur Steuerung und/oder Regelung einer Vielzahl von Fluidströmen, die von einer nicht dargestellten Fluidquelle an die jeweili- 20 gen fluidischen Verbraucher bereitgestellt werden sollen.
Die Ventileinrichtung 1 umfasst mehrere, exemplarisch scheibenartig ausgebildete, Ventilmodule 2, die in einer Stapelrichtung 3 aneinander aufgereiht sind. Die Ventilmodule 2 sind zwischen einem Basiselement 4 und einer Abschlussplatte 2s 5 angeordnet, die die Ventileinrichtung 1 längs der Stapelrichtung 3 jeweils endseitig begrenzen. Einigen der Ventilmodule 2 sind Zusatzmodule 6, 7 zugeordnet, die beispielsweise als Ventilelemente oder Sensorelemente ausgebildet sind. Die Zusatzmodule 6, 7 sind, wie dies aus der Figur l hervorgeht, in einer Montagerichtung 92 orthogo- 5 nal zur Stapelrichtung 3 aneinander anreihbar und ermöglichen bei Bedarf die Erweiterung des Funktionsumfangs der Ventilmodule 2. Die Ventilmodule 2 der Ventileinrichtung 1 sind jedoch auch ohne die zugeordneten Zusatzmodule 6, 7 einsetzbar.
Das Basiselement 4 ist vorliegend quaderförmig ausgebildet lo und weist an einer Stirnfläche 8 eine Speiseöffnung 9 zum An- schluss eines nicht dargestellten Fluidleiters und eine Entlüftungsöffnung 10 für den Austritt für Fluid, das bereits die Ventileinrichtung l und die nicht dargestellten fluidischen Verbraucher durchströmt hat, auf.
i5 Bei der dargestellten Ausführungsform der Ventileinrichtung 1 sind an das Basiselement 4 in Stapelrichtung 3 mehrere Ventilmodule 2 aufgereiht, die alle den gleichen, nachstehend näher beschriebenen, Aufbau aufweisen. Den Ventilmodulen 2 kommt die Aufgabe zu, das über das Basiselement 4 bereitge-
20 stellte Fluid in der gewünschten Weise an die nicht dargestellten fluidischen Verbraucher abzugeben und gegebenenfalls von fluidischen Verbrauchern zurückströmendes Fluid wieder zum Basiselement 4 zurückzuführen.
Jedes der in den Figuren 2 bis 5 näher dargestellten Ventil - 25 module 2 umfasst einen plattenförmig ausgebildeten Kanalkörper 11 und auf den Kanalkörper 11 aufgesetzte, gleichförmig ausgebildete Ventileinheiten 12. Die Ventileinheiten 12 des Ventilmoduls 2 sind mit einer Abdeckleiste 13 versehen, die beispielsweise zur Geräuschdämmung und/oder zur Abschirmung 3o der Ventileinheiten 12 vor Umwelteinflüssen, insbesondere
Verschmutzungen, und/oder zur elektrischen Kontaktierung der Ventileinheiten 12 ausgebildet sein kann. Die Ventileinheit 12 des Zusatzmoduls 6 ist mit einer Abdeckhaube 14 versehen, die die gleiche Funktionalität für die einzelne Ventileinheit 12 wie die Abdeckleiste 13 für die mehreren Ventileinheiten 12 des Ventilmoduls 2 verwirklicht .
Der Kanalkörper 11, der beispielsweise eine kubische Außengeometrie aufweisen kann, weist zwei einander entgegengesetzte Fügeflächen 15, 16 auf, deren nicht dargestellte Flächennormalen parallel zur Stapelrichtung 3 ausgerichtet sind. Bei- spielsweise weist die erste Fügefläche 15 in Richtung des Basiselements 4, entsprechend weist die zweite Fügefläche 16 in Richtung der Abschlussplatte 5. Die Fügeflächen 15, 16 bilden bei der dargestellten Ausführungsform des Kanalkörpers 11 dessen größte Oberflächen. Von den zu den Fügeflächen 15, 16 orthogonal ausgerichteten Schmalseiten des Kanalkδrpers 11, deren nicht dargestellte Flächennormalen senkrecht zur Stapelrichtung 3 verlaufen, dient eine kürzere Schmalseite als Anschlussfläche 17 und eine längere Schmalseite als Bestückungsfläche 18.
Bei dem in den Figuren 3 bis 5 näher dargestellten Ventilmodul 2 münden an der Anschlussfläche 17 Anschlussöffnungen 19, 20 der nachfolgend näher beschriebenen Arbeitskanäle 21, 22 aus. An der Bestückungsfläche 18 münden die Anschlussbohrungen 25, 26, 27 und 28 der Arbeitskanäle 21, 22 aus, wie dies aus den Figuren 4 und 5 hervorgeht. An der Bestückungsfläche 18 münden zudem Verbindungsbohrungen 29, 30, 31, 32 aus, die mit nachfolgend näher beschriebenen Speisekanalabschnitten 35 bzw. Entlüftungskanalabschnitten 36 im Kanalkörper 11 kommunizierend verbunden sind.
Wie den Figuren 2 bis 5 entnommen werden kann, wird der Kanalkörper 11 in Stapelrichtung 3 von zwei Ausnehmungen durch- setzt, die als Speisekanalabschnitt 35 bzw. als Entlüftungskanalabschnitt 36 dienen und die in einer Querschnittsebene, deren Normalenvektor parallel zur Stapelrichtung 3 ausgerichtet ist, eine längliche Erstreckung aufweisen. In den Figuren 4 und 5 sind jeweils eine Querschnittshaupterstreckung 37 des Speisekanalabschnitts 35 und eine Querschnittshaupterstreckung 38 des Entlüftungskanalabschnitts 36 eingezeichnet.
Wie aus der Explosionsdarstellung der Figur 2 entnommen werden kann, bilden die Speisekanalabschnitte 35 und die Entlüf- tungskanalabschnitte 36 der in Stapelrichtung 3 aufgereihten Kanalkörper 11 der Ventilmodule 2 einen sich zwischen dem Basiselement 4 und der Abschlussplatte 5 erstreckenden, durchgängigen Speisekanal, der durch den Pfeil 39 symbolisiert wird, und einen durchgängigen Entlüftungskanal, der durch den Pfeil 40 symbolisiert wird. Dadurch wird eine zentrale Ver- und Entsorgung der Ventilmodule 2 mit bzw. von Fluid ermöglicht.
Wie den Figuren 4 und 5 zu entnehmen ist, erstrecken sich die Arbeitskanäle 21 und 22 jeweils zwischen den an der An- schlussfläche 17 ausmündenden Anschlussöffnungen 20 bzw. 19 und den an der Bestückungsfläche 18 ausmündenden Anschluss- bohrungen 25 und 28 bzw. 26 und 27.
Der erste Arbeitskanal 21 stellt eine kommunizierende Verbindung zwischen dem an der Anschlussδffnung 20 anschließbaren fluidischen Verbraucher und dem ersten 2/2 -Wegeventil 41 sowie dem vierten 2/2 -Wegeventil 46 bereit. Der zweite Arbeitskanal 22 ist für eine kommunizierende Verbindung zwischen der Anschlussöffnung 19 und dem zweiten 2/2 -Wegeventil 42 sowie dem dritten 2/2 -Wegeventil 45 vorgesehen. Um eine kompakte Anordnung der Arbeitskanäle 21, 22, der Anschlussbohrungen 25, 26, 27, 28 und der Verbindungsbohrungen 29, 30, 31, 32 im Kanalkörper 11 zu ermöglichen, sind Längsachsen der fluidischen Verbindungen im Kanalkörper 11 jeweils s in einer von zwei voneinander beabstandeten, im Wesentlichen parallel zu den Fügeflächen 15, 16 ausgerichteten Fluidkanal- ebenen 33, 34 angeordnet. Dadurch können unerwünschte Überschneidungen zwischen den fluidischen Verbindungen vermieden werden, was eine kompakte Anordnung der fluidischen Verbin- lo düngen ermöglicht.
In der ersten Fügefläche 15 sind nutartige Vertiefungen 61, 62 eingebracht, die jeweils einen Abschnitt des Arbeitskanals 21 bzw. 22 bilden. Die nutartige Vertiefung 61 steht über die beispielsweise als senkrecht zu den Fügeflächen 15, 16 ausge- i5 richteten, als Stichbohrungen ausgeführten Arbeitskanalbohrungen 57, 58 in kommunizierender Verbindung mit der zweiten Anschlussöffnung 20 an der Anschlussfläche 17 und mit den Anschlussbohrungen 25 und 28 an der Bestückungsfläche 18. Die nutartige Vertiefung 62 steht über die zugeordneten Arbeits-
20 kanalbohrungen 59, 60, 63 in kommunizierender Verbindung mit der Anschlussöffnung 19 an der Anschlussfläche 17 und mit den Anschlussbohrungen 26 und 27 an der Bestückungsfläche 18.
Die kreuzungsfreie Anordnung der fluidischen Verbindungen ist in den Figuren 4 und 5 ersichtlich, in denen die nutartigen 25 Vertiefungen 61, 62 gestrichelt dargestellt sind, da sie in der zweiten Fluidkanalebene 34 liegen, die zur dargestellten, mit der ersten Fluidkanalebene 33 identischen Schnittebene beabstandet angeordnet ist, wie dies beispielsweise aus der Figur 3 entnommen werden kann.
30 Nutartige Ausnehmungen 65, 66, 67, 68 sind jeweils umlaufend um den Speisekanalabschnitt 35, um den Entlüftungskanalab- schnitt 36, um die nutartige Vertiefung 61 und um die nutartige Vertiefung 62 angeordnet. Sie dienen zur Aufnahme von nicht dargestellten, beispielsweise als endlose Rundschnur- dichtungen ausgeführten Dichtmitteln.
5 Der Aufbau des in der Figur 6 exemplarisch näher dargestellten 2/2 -Wegeventils 46 ist stellvertretend für sämtliche in den Figuren 1 bis 5 dargestellten 2/2 -Wegeventile 41, 42, 45 46. Das 2/2 -Wegeventil 46 ist als kompakte Ventileinheit 12 im Wesentlichen aus einem elektromagnetischem Betätigungsmit- lo tel 76, einem Ventilabschnitt 77 und einer zwischen Betätigungsmittel 76 und Ventilabschnitt 77 aufgenommenen Distanzplatte 78 aufgebaut.
Das elektromagnetische Betätigungsmittel 76 umfasst einen U- förmigen, aus mehreren Einzelplatten zusammengesetzten Eisen- i5 rückschluss 79, an dessen parallel zueinander ausgerichteten Schenkeln 82, 85 jeweils aus nicht näher dargestellten Drahtwindungen aufgebaute elektromagnetische Spulenkörper 80, 81 angeordnet sind. Die im Wesentlichen zylinderhülsenförmig ausgebildeten Spulenkörper 80, 81 können mittels nicht näher
20 dargestellter elektrischer Verbindungsleitungen mit elektrischer Energie beaufschlagt werden. Die beiden Schenkel 82, 85 des Eisenrückschluss 79 werden durch einen Verbindungssteg 86 miteinander verbunden, der einen magnetischen Fluss zwischen den beiden Schenkeln 82, 85 gestattet.
25 An einer dem Verbindungssteg 86 entgegengesetzten Stirnseite der Schenkel 82, 85 ist ein vorliegend plattenförmig ausgebildetes Ventilglied 87 angeordnet, dessen Dicke geringer gewählt ist als die Dicke der Distanzplatte 78. Dadurch kann das Ventilglied 87 zwischen einer dem Eisenrückschluss 79
30 beabstandeten Sperrstellung, wie sie in der Figur 6 darge- stellt ist, und einer nicht dargestellten, am Eisenrück- schluss 79 anliegenden Freigabestellung bewegt werden.
Eine Bewegung des Ventilglieds 87 aus der in Figur 6 dargestellten Sperrstellung nach oben in die nicht dargestellte Freigabestellung kann stattfinden, wenn die Spulenkörper 80, 81 des elektromagnetischen Betätigungsmittels 76 mit elektrischer Energie beaufschlagt werden. Hierdurch wird in den Spulenkörpern 80, 81 ein Magnetfeld aufgebaut und an die freien Enden der Schenkel 82, 85 des Eisenrückschluss 79 geführt, durch dessen Anziehungskraft das aus magnetisierbarem Material hergestellte Ventilglied 87 in Richtung des Eisenrückschluss 79 bewegt werden kann.
In der Sperrstellung verschließt das Ventilglied 87 einen Durchgang 83 zwischen einer Ventilkammer 88, die von Wandab- schnitten des elektromagnetischen Betätigungsmittels 76, des Ventilabschnitts 77 und der Distanzplatte 78 begrenzt wird und dem zweiten Fluidanschluss 56. Die Ventileinheit 12 ist achssymmetrisch zur Mittelachse der Ausnehmung des zweiten Fluidanschlusses 56 ausgebildet. Dementsprechend steht die Ventilkammer 88 mit den zwei ersten Fluidanschlüssen 55, die symmetrisch zum ersten Fluidanschluss 56 angeordnet sind, in kommunizierender Verbindung.
Sofern am ersten Fluidanschluss 55 und damit auch in der Ventilkammer 88 ein Überdruck gegenüber dem zweiten Fluidan- Schluss 56 vorliegt, wirkt eine resultierende Druckkraft auf das Ventilglied 87, die gemäß der Darstellung der Figur 6 nach unten gerichtet ist. Ohne eine entsprechende, vom elektromagnetischen Betätigungsmittel 76 bereitgestellte und in entgegengesetzter Richtung wirkende magnetische Anziehungs- kraft wird das Ventilglied 87 auf einen im Ventilabschnitt 77 ausgebildeten Ventilsitz 89 gepresst, wodurch der Durchgang 83 zwischen dem ersten und dem zweiten Fluidanschluss 55, 56 verschlossen ist.
Bei Beaufschlagung des elektromagnetischen Betätigungsmittels 76 mit elektrischer Energie übt dieses eine magnetische An- s ziehungskraft auf das Ventilglied 87 aus. Mit der magnetischen Anziehungskraft kann die resultierende Druckkraft auf das Ventilglied 87 überwunden werden, so dass das Ventilglied 87 vom Ventilsitz 89 abgehoben wird und den Durchgang 83 freigibt . Somit kann Fluid zwischen dem ersten Fluidanschluss lo 55 und dem zweiten Fluidanschluss 56 strömen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform eines Ventilmoduls 2 sind sämtliche 2/2 -Wegeventile 41, 42, 45, 46 derart angeordnet, dass sie bei der typischerweise vorgesehenen Überdruckbeaufschlagung des Speisekanalabschnitts 35 jeweils einen i5 Überdruck in der zugeordneten Ventilkammer 88 gegenüber dem ersten Fluidanschluss 47, 49, 51, 55 aufweisen und dadurch in einer normal geschlossenen Position gehalten werden.
Aufgrund der Ausführung des elektromagnetischen Betätigungs- mittels 76 mit zwei durch den Eisenrückschluss 79 magnetisch
20 miteinander gekoppelten Spulenkörpern 80, 81 kann die Ventileinheit 12, die bei dem Ausführungsbeispiel in den 2/2- Wegeventilen 41, 42, 45, 46 verwirklicht ist, eine längliche Gestalt aufweisen. Die Ventileinheit 12 weist hinsichtlich der Ausdehnungen in die drei senkrecht zueinander ausgerich-
25 teten Raumrichtungen Länge, Breite, Höhe deutliche Unterschiede auf. Vorliegend sind die Ventileinheiten 12 derart ausgebildet, dass sie eine geringe Breite aufweisen, die gleich oder geringfügig kleiner als die Stapelrichtung 3 zu messende Breite des Kanalkörpers 11 gewählt ist . Hierdurch
30 ist die Aneinanderreihung der mit den Ventileinheiten 12 versehenen Ventilmodule 2 gemäß der Darstellungen der Figuren 1 und 2 möglich, ohne dass Ventileinheiten 12 benachbarter Ventilmodule 2 miteinander kollidieren.
Eine elektrische Ansteuerunσ der elektromagnetischen Betätigungsmittel 76 der Ventileinheiten 12 kann beispielsweise durch nicht dargestellte Kabel vorgenommen werden, die mit einer ebenfalls nicht dargestellten Steuereinheit verbunden sind. Die Steuereinheit kann für jede der Ventileinheiten 12 ein individuelles Signal zur Beaufschlagung der elektromagnetischen Betätigungsmittel 76 mit elektrischer Energie zur Verfügung stellen.

Claims

Ansprüche
1. Ventileinrichtung zur Fluidversorgung fluidischer Verbraucher, mit mehreren in einer Stapelrichtung (3) aneinandergereihten Ventilmodulen (2) ; die Ventilmodule (2) umfassen jeweils einen plattenförmigen Kanalkörper (11) , der eine zur 5 Verbindung mit einer Fluidquelle ausgebildete Speisekanalaus- nehmung (35) , zwei zur Ankopplung fluidischer Verbraucher vorgesehene Arbeitskanäle (21, 22) und eine zur Entlüftung von fluidischen Verbrauchern dienende Entlüftungskanalausneh- mung (36) sowie zwei zueinander parallele, einander entgegen- lo gesetzte Fügeflächen (15, 16) und senkrecht zu den Fügeflächen (15, 16) ausgerichtete Außenflächen (17, 18) aufweist, wobei die Fügeflächen (15, 16) die Stapelrichtung (3) bestimmen und zur Anlage an Fügeflächen (15, 16) benachbarter Kanalkörper (11) ausgebildet sind; und vier 2/2 -Wegeventile i5 (41, 42, 45, 46), die jeweils einen ersten und einen zweiten Fluidanschluss (47, 48, 49, 50, 51, 52, 55, 56) und ein bewegliches Ventilglied (87) für die Einstellung eines freien Fluidkanalquerschnitts zwischen dem ersten und dem zweiten Fluidanschluss (47, 48, 49, 50, 51, 52, 55, 56) aufweisen,
2o wobei die vier 2/2 -Wegeventile (41, 42, 45, 46) der Ventilmodule (2) in einer Vollbrückenanordnung miteinander verschaltet sind, bei der die ersten Fluidanschlüsse (47, 49) des ersten und des zweiten 2/2 -Wegeventils (41, 42) mit der Spei- sekanalausnehmung (35) verbunden sind, der zweite Fluidan-
25 Schluss (48) des ersten 2 /2 -Wegeventils (41) und der erste Fluidanschluss (55) des vierten 2/2 -Wegeventils (46) mit einem ersten Arbeitskanal (21) verbunden sind, der zweite Fluidanschluss (50) des zweiten 2/2 -Wegeventils (42) und der erste Fiuidanschluss (51) des dritten 2 /2 -Wegeventils (45) 5 mit einem zweiten Arbeitskanal (22) verbunden sind und die zweiten Fluidanschlüsse (52, 56) des dritten und des vierten 2/2 -Wegeventils (45, 46) mit der Entlüftungskanalausnehmung (36) verbunden sind, und wobei jedes 2/2 -Wegeventil (41, 42, 45, 46) ein elektrisch ansteuerbares Betätigungsmittel (76) lo umfasst, das auf eine als Bestückungsfläche (18) dienende Außenfläche des Kanalkörpers (11) aufgesetzt ist und das zur Umschaltung des jeweils zugeordneten Ventilglieds (87) zwischen einer Sperrstellung und einer Freigabestellung ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die 2/2 -Wegeventile i5 (41, 42, 45, 46) als Ventileinheiten (12) ausgebildet sind, bei denen das Betätigungsmittel (76) mit einem Ventilabschnitt (77) eine kompakte Einheit bildet, die auf die Bestückungsfläche (18) des Kanalkörpers (11) aufgesetzt ist, wobei der Ventilabschnitt (77) den ersten und den zweiten Fluidan-
20 Schluss (47, 48, 49, 50, 51, 52, 55, 56) sowie einen Ventilsitz (89) umfasst, der zur abdichtenden Anlage des Ventilglieds (87) ausgebildet ist, um den freien Fluidkanalquer- schnitt zwischen dem ersten und dem zweiten Fluidanschluss (47, 48, 49, 50, 51, 52, 55, 56) zwischen einer Sperrstellung
25 und einer Freigabestellung zu beeinflussen.
2. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Betätigungseinrichtung (76) und dem Ventil - abschnitt (77) eine Distanzplatte (78) angeordnet ist, die eine Ausnehmung zur Aufnahme des Ventilglieds (87) aufweist, 30 wobei Wandabschnitte der Ausnehmung zusammen mit Oberflächen der Betätigungseinrichtung (76) und des Ventilabschnitts (77) eine Ventilkammer (88) begrenzen, in der das Ventilglied (87) linearbeweglich aufgenommen ist.
3. Ventileinrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, dass die 2 /2 -Wegeventile (41, 42, 45, 46) in einer
5 zur Bestückungsfläche (18) parallelen Querschnittsebene einen länglichen Querschnitt aufweisen, dessen Querschnittshaupter- streckung (91) zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Stapelrichtung (3) ausgerichtet ist und dass die Querschnitts- haupterstreckungen (90) der 2/2 -Wegeventile (41, 42, 45, 46) lo eines Ventilmoduls (2) koaxial zueinander ausgerichtet sind.
4. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die 2/2 -Wegeventile (41, 42, 45, 46) in der zur Bestückungsfläche (18) parallelen Querschnittsebene eine Dickenerstreckung in Stapelrichtung (3) i5 aufweisen, die einen Bruchteil, vorzugsweise weniger als 50 Prozent, besonders bevorzugt weniger als 35 Prozent, insbesondere weniger als 25 Prozent, der Querschnittshaupter- streckung (90) beträgt.
5. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 20 dadurch gekennzeichnet, dass die 2/2 -Wegeventile (41, 42, 45,
46) im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet sind und parallel zu den Fügeflächen (15, 16) ausgerichtete Oberflächen (91) der 2/2 -Wegeventile (41, 42, 45, 46) in einer gemeinsamen Ebene (93) angeordnet sind.
25 6. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsmittel (76) eine, vorzugsweise U- förmige, Rückschlusseinrichtung (79) mit mehreren Schenkeln (82) aufweisen, die an einem Ende mittels eines Verbindungsstegs (85) miteinander verbunden sind, jeweils abschnittsweise von Spulenmitteln (80, 81) urafasst sind und senkrecht zur Bestückungsfläche (18) ausgerichtet sind.
7. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Speisekanalausnehmung (35) s und/oder die Entlüftungskanalausnehmung (36) den Kanalkörper (11) zwischen den Fügeflächen (15, 16) in Stapelrichtung (3) durchsetzen und an den Fügeflächen (15, 16) ausmünden, so dass die mit den Fügeflächen (15, 16) aneinander anliegenden Kanalkörper (11) einen durchgehenden Speisekanal (39) lo und/oder einen durchgehenden Entlüftungskanal (40) begrenzen.
8. Ventileinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanalkörper (11) einstückig ausgebildet ist.
9. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge- i5 kennzeichnet, dass der Kanalkörper (11) genau eine Speisekanalausnehmung (35) und/oder genau eine Entlüftungskanalausnehmung (36) aufweist.
10. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das 2/2 -Wegeventil (41, 42, 45,
20 46) zwei erste Fluidanschlüsse (47, 49, 51, 55) und einen zweiten Fluidanschluss (48, 50, 52, 56) aufweist, und dass die zwei ersten Fluidanschlüsse (47, 49, 51, 55) achssymmetrisch zu einer vom zweiten Fluidanschluss (48, 50, 52, 56) bestimmten Längsachse angeordnet sind.
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