KR101962490B1 - 밸브 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체 작동식 로드들의 유체 공급에 영향을 주기 위한 밸브 장치에 관한 것으로서, 밸브 장치는 밸브 카트리지들을 수용하도록 내부에 밸브 샤프트들이 형성된 밸브 하우징을 갖는 밸브 모듈을 포함하고, 밸브 샤프트들에 위치된 밸브 카트리지들을 또한 포함하며, 밸브 샤프트들 각각과 여기에 수용된 밸브 카트리지들은 할당된 입구 포트에 유체 연통 방식으로 연결된 압력 챔버를 한정하고, 또한 밸브 카트리지들 각각은, 압력 챔버와 각각의 밸브 수단에 할당된 출구 포트 사이의 자유 유동 단면에 영향을 주도록 구성된 2 개의 전기적으로 선택가능한 밸브 수단을 포함한다.

Description

밸브 장치{VALVE DEVICE}

본 발명은 유체 작동식 로드들 (fluid-operated loads) 의 유체 공급에 영향을 주기 위한 밸브 장치에 관한 것이다.

적층 방향으로 정렬된 복수의 밸브 모듈들을 포함하는 밸브 장치가 DE 10 2009 017 877 A1 으로부터 공지된다. 밸브 모듈들 각각은 공급 통로 리세스 및/또는 배출 통로 리세스를 갖는 플레이트형 통로 바디를 갖고, 밸브 모듈들 각각은, 각각 제 1 유체 포트 및 제 2 유체 포트를 갖는 4 개의 2/2-웨이 밸브들을 포함한다. 4 개의 2/2-웨이 밸브들은 전체-브리지 배열체로 상호 연결된다. 4 개의 2/2-웨이 밸브들은 장착 표면에 평행한 단면 평면에서 장방향 단면을 갖고, 메인 단면 치수는 적층 방향에 적어도 실질적으로 수직하다. 또한, 밸브 모듈의 2/2-웨이 밸브들의 메인 단면 치수들은 서로 동축방향으로 배향된다.

본 발명은, 간단한 구조를 가지는 한편, 유체 작동식 로드가 최소 지연으로 유체를 공급 받도록 허여하는 밸브 장치를 제공하는 문제에 기초한다.

위에서 언급된 타입의 밸브 장치에 대한 이 문제는 청구항 1 의 특징부에 의해서 해결된다.

해결책에 있어서, 밸브 장치는 밸브 카트리지들을 수용하도록 형성된 밸브 샤프트들이 안에 있는 밸브 하우징을 갖는 밸브 모듈을 포함하고, 그리고 밸브 샤프트들 내에 위치된 밸브 카트리지들을 더 포함하며, 밸브 샤프트들 내에 수용된 밸브 카트리지들과 함께 밸브 샤프트들 각각은 압력 챔버를 한정하고, 이 압력 챔버는 할당된 입구 포트에 유체 연통 방식으로 연결되고, 또한 밸브 카트리지들 각각은, 압력 챔버와 각각의 밸브 수단에 할당된 출구 포트 사이의 자유 유동 단면에 영향을 주도록 구성된 2 개의 전기적 선택가능한 밸브 수단을 포함한다.

도해된 실시형태에 있어서, 밸브 하우징에 리세스로서 구성된 밸브 샤프트들 각각은 하나의 밸브 카트리지를 수용하도록 구성되고, 밸브 카트리지들의 외측 기하학적 구조에 적어도 실질적으로 대응하는 기하학적 구조를 갖는다. 밸브 장치의 밸브 카트리지들 전부는 이들의 외측 기하학적 구조에 있어어 바람직하게는 동일하여, 밸브 카트리지들은 밸브 모듈의 각각의 밸브 샤프트들 안으로 장착되기 위해서 자유롭게 선택될 수 있다. 만약 밸브 카트리지들은 일정한, 특히 메인 치수 축선을 따른 직각사각형 단면을 갖는다면 특히 바람직하다. 이러한 방식으로, 밸브 카트리지들은 대응하는 형상의 밸브 샤프트들 안으로 삽입될 수 있다. 밸브 카트리지들은, 밸브 카트리지들 각각이 밸브 샤프트들과 함께 압력 챔버를 한정하도록 구성된다. 도시된 실시형태에서와 같이, 압력 챔버는 밸브 샤프트에 의해서 실현되는 압력 챔버의 측벽들을 연결하는 실질적으로 직각사각형 체적으로서 구성될 수 있다. 압력 챔버의 적어도 하나의 단부면은 바람직하게는 장착된 밸브 카트리지에 의해서 실현될 수 있다. 압력 기밀 카트리지 하우징에 대한 필요성이 없기 때문에, 이것은 밸브 카트리지에 대한 간단한 구성으로 이어진다. 반면에, 만약 밸브 카트리지는 요구되는 압력 챔버가 밸브 카트리지와 밸브 모듈의 조합에 의해서 형성되는 방식으로 밸브 샤프트를 밀봉한다면 충분하다. 본 발명에 따르면, 압력 챔버는 유체 소스 또는 유체 출구에 유체 연통 연결되도록 구성된 입구 포트를 갖는다. 압력 챔버가 이렇다면, 입구 포트는 압력 챔버에 가압된 유체를 공급하기 위해서 또는 압력 챔버로부터 가압된 유체를 배출하기 위해서 이용될 수 있다.

또한, 압력 챔버에는 유체 작동식 로드들, 예를 들어 액츄에이터에 대한 유체 연통 연결을 위한 2 개의 출구 포트들이 할당된다. 2 개의 출구 포트들 각각에는 압력 챔버와 할당된 출구 포트 사이의 자유 유동 단면에 영향을 주도록 구성된 전기적으로 선택가능한 밸브 수단이 할당된다. 밸브 수단을 이용하기 때문에, 압력 챔버와 출구 포트 사이의 자유 유동 단면은 바람직하게는 차단 위치와 해제 위치 사이에서 조정되고 스위칭될 수 있다. 차단 위치에 있어서, 압력 챔버와 출구 포트 사이의 연통 연결은 단절되는 한편 해제 위치에 있어서는 완전히 개방된다.

밸브 수단은, 도해된 예에서와 같이, 밸브 장치 또는 밸브 모듈의 일 부분일 수 있는, 또는 대안적으로 밸브 장치로부터 이격되어 제공되는 제어 유닛이 제공하는 전기 제어 신호에 의해서 선택된다. 제어 신호는 DC 또는 AV 전압 또는 펄스 폭 변조 전기 신호일 수도 있다.

본 발명의 바람직한 다른 개량물들은 종속항들에서 특정된다.

만약 밸브 카트리지의 밸브 수단이 관련된 출구 포트에 대한 각각의 자유 유동 단면에 영향을 주기 위해서 차단 위치와 해제 위치 사이에서 공통의 운동 평면에서 이동가능하다면, 특히 선회가능하다면 바람직하다. 2 개의 밸브 수단들의 이동가능한 배치에 의해서, 밸브 카트리지의 특히 컴팩트한 구성이 달성될 수 있다. 만약 2 개의 밸브 수단들이 차단 위치와 해제 위치 사이에서 선형 운동을 실시한다면, 2 개의 밸브 수단을 위한 운동 축은 바람직하게는 공통의 운동 평면 내에서 서로 평행하게 배향된다. 만약 2 개의 밸브 수단들이 차단 위치와 해제 위치 사이에서 선회 운동을 실시한다면, 양 선회 평면들은 공통의 운동 평면 내에 위치된다.

본 발명의 다른 개량물에 있어서, 밸브 하우징에 형성되고 유체 작동식 로드에 대해 유체 연통 연결되도록 구성된 작동 포트는, 제 1 밸브 카트리지 또는 제 2 밸브 카트리지의 압력 챔버에 대한 유체 연통 연결을 작동 포트에서 선택적으로 성립시키기 위해서 제 1 밸브 카트리지의 출구 포트에 그리고 제 2 밸브 카트리지의 출구 포트에 유체 연통 방식으로 연결된다. 이와 관련하여, 예를 들어, 제 1 밸브 샤프트 및 여기에 수용된 밸브 카트리지의 조합에 의해서 규정된 제 1 압력 챔버는 제 1 유체 압력 레벨로 설정되고, 유사하게 구성된 제 2 압력 챔버는 제 2 유체 압력 레벨로 설정되는 점이 제공될 수도 있다. 제 2 압력 챔버의 출구 포트에 제 1 압력 챔버의 출구 포트를 연결함으로써, 제 1 압력 레벨 또는 제 2 압력 레벨이 각각의 출구 포트들에 할당된 밸브 수단의 적합한 선택에 의해서 작동 포트에서 선택적으로 이용가능하게 될 수 있다. 각각의 밸브 카트리지는 2 개의 밸브 수단들 및 2 개의 출구 포트들을 갖기 때문에, 바람직하게는 2 개의 작동 포트들은 2 개의 밸브 카트리지들로 2 개의 압력 레벨에서 선택될 수 있다.

바람직하게는, 밸브 수단 각각은 밸브 카트리지 상에 위치되는 제 1 단부 영역, 및 자유롭게 이동가능한, 특히 선회가능하고, 차단 위치에서 밸브 시트와 시일링 접촉하도록 그리고 해제 위치에서 밸브 시트를 해제하도록 구성된 제 2 단부 영역을 가지며, 밸브 시트는, 압력 챔버 안에서 종료되고 배출 포트에 연결된 출구 통로의 종결 오리피스로서 구성된다. 밸브 수단의 이러한 구성에 있어서, 바람직한 선회 운동은 밸브 수단의 곡률에 의해서 얻어지고, 이 밸브 수단은 도해된 실시형태에 있어서 혀 모양이다. 고정적으로 크램핑된 단부 영역은 고정적으로 유지되는 한편 밸브 수단의 자유롭게 이동가능한 단부 영역은 이의 곡률 반경을 변경함으로써 밸브 시트에 더 가깝게 또는 더 멀게 이동되어질 수 있다. 이 곡률의 변경은, 특히 내측 기계적 응력을 도입시킴으로써 달성될 수 있고, 이 응력은 밸브 수단 안으로 적용된 전기 제어 신호에 의해서 영향을 받을 수 있다.

본 발명의 다른 변형예에 있어서, 밸브 수단은 압전식 굽힘 변환기들로서 구성될 수 있다는 점이 제공된다. 밸브 수단은 바람직하게는 탄성적으로 굽힘가능한 기판 재료, 예를 들어 금속 스트립, 및 여기에 도포된 압전기 재료의 복합물이다. 굽힘 변환기의 선회 운동은 압전기 재료의 코팅에 전압을 가함으로써 개시되며, 이 코팅은 바람직하게는 수축되고 그래서 밸브 수단에 소정의 내측 기계적 응력을 도입시킨다. 결과적으로, 밸브 수단은 자신의 곡률 반경을 변경시키고, 밸브 수단의 외팔보 배열에 의해서 자유 단부의 선회 운동을 야기한다. 이것은 각각의 밸브 수단의 선회 운동이 제공된 전기 제어 신호에 의해서 정확하게 조정될 수 있도록 한다. 제어 신호는 바람직하게는 제어 루프의 일 부분이며, 밸브 수단의 선회 운동 및 따라서 자유 유동 단면이 요구되는 바와 같이 제공될 수 있고 연결된 유체 작동식 로드의 유체 요구량에 매칭 될 수 있다.

제 1 영역 단부로부터 이격된 곳에서, 굽힘 변환기는 바람직하게는, 밸브 카트리지 상에 지지되고, 이동 평면에서 굽힘 변환기의 자유롭게 이동가능한 단부 영역의 바람직한 위치를 설정하도록 구성된 조정 수단 상에 배치된다. 굽힘 변환기의 제조 허용 오차들 및/또는 밸브 카트리지 안에 장착하는 것과 관련된 허용 오차들은, 예를 들어 조정 수단을 이용하여 보상될 수 있다. 나중에 제조 허용 오차들을 보상하기 위한 기회를 제공함으로써, 굽힘 변환기들의 제조 요건들 및 밸브 카트리지 안으로 굽힘 변환기들을 장착하는 것과 관련된 요건들은 비용 효과적 레벨로 제한될 수 있다. 조정 수단은 운동 평면에 있는 굽힘 변환기 안으로 힘을 도입시키도록 구성되며, 이 힘은 바람직하게는 조정 수단에 대향하게 위치된 표면에, 특히 굽힘 변환기의 가장 큰 표면에 수직하게 배향되고, 그리고 이 힘은 바람직하게는 조정 수단으로부터 굽힘 변환기를 향해서 지향된다. 굽힘 변환기의 클램핑 지점으로부터 이격된 곳에서 작용하는 이 힘은, 굽힘 변환기가 미리 설정가능한 바람직한 위치를 채택하도록 굽힘 변환기의 곡률에 영향을 줄 수 있다.

본 발명의 다른 개량물에 있어서, 조정 수단은, 특히 에너지 빔에 의한 국부적 에너지 공급에 의해서 굽힘 변환기의 자유롭게 이동가능한 단부 영역의 바람직한 위치를 조정가능하도록 조정될 수 있는 곡률을 이동 평면에서 갖는다. 도해된 실시형태의 조정 수단은 재료 스트립, 특히 금속 스트립이고, 이 스트립은 밸브 카트리지의 하우징 및 굽힘 변환기 상에 지지되고 그래서 힘이 하우징으로부터 굽힘 변환기 안으로 도입되도록 한다. 조정 수단의 적어도 일부가 만곡되고, 그리고 곡률이 굽힘 변환기 상에 작용되는 힘을 조정하기 위한 조정 수단의 소성 변형에 의해서 변경될 수 있다. 이 소성 변형은, 예를 들어 힘을 직접 조정 수단 안에 도입시킴으로써, 또는 대안적으로는, 특히 에너지 빔에의한 국부적 가열에 의해서 얻어질 수 있다. 국부적 가열은 내측 재료 응력들의 변화 및 따라서 소정 곡률 변화를 유발할 수 있다.

만약 운동 평면에서 조정 수단에 작용되는 가압력을 제공하는 스프링 수단이 굽힘 변환기에 할당된다면 바람직하다. 스프링 수단은 조정 수단 상에 굽힘 변환기의 확실한 접촉을 보장하여, 굽힘 변환기의 바람직한 위치가 밸브 카트리지의 작동 상태 및/또는 위치에 관계없이 항상 유지될 수 있다. 바람직하게는 스프링 수단은 리프 스프링의 형태, 특히 금속 스트립으로서 구성되고, 밸브 카트리지의 하우징 상에 지지된다. 특히 바람직한 변형예에서, 스프링 수단은, 조정 수단에 대향하는 굽힘 변환기의 표면에 대해서 지지된다.

만약 출구 포트들이 밸브 카트리지의 전방 단부 면 상에 위치되고, 그리고/또는 만약 밸브 카트리지의 후방 단부 면에 인접하여, 연속적이고, 특히 고무 탄성 시일링 요소가 밸브 카트리지의 밸브 샤프트 내의 밀봉된 수용을 위해서 형성된다면 바람직하다. 이것은 밸브 카트리지의 밸브 모듈 내로의 장착을 용이하게 한다. 도해된 실시형태에 있어서, 밸브 카트리지의 전방 단부 면에 제공된 출구 포트들은, 이 영역에 있는 유체가 밸브 카트리지와 밸브 모듈 사이의 압력 챔버로부터 유출되지 않으나 출구 포트들을 통해서 배타적으로 배출되도록 시일을 형성하면서 밸브 샤프트의 전방 벽 상에 배치된다. 장착축선을 따라 밸브 카트리지를 삽입함으로써 장착되도록 구성된 밸브 샤프트는 장착축선을 따른 밸브 카트리지의 단면과 매칭되는 장착축선을 따른 단면을 갖는다. 바람직하게는, 밸브 카트리지 및 밸브 샤프트의 단면들은 장착축선을 따라서 일정하지만, 대안적으로는 계단형일 수도 있다. 어느 경우든, 바람직하게는 압력 챔버는 출구 포트들로부터 원위인 단부 영역에서 밸브 카트리지의 단부 벽에 의해서 한정되어 있고, 이 압력 챔버는 연속적인 시일링 요소에 의해서 밸브 샤프트 내에 위치되고 시일링될 수 있다.

본 발명의 다른 변형예에 있어서, 전기적의 선택가능한 밸브 수단과, 특히 버스 시스템에서 버스 서브스크라이버 (bus subscriber) 로서 구성된 선택 회로 사이의 전기 연결을 위해서 구성된 접속 장치가 밸브 카트리지의 후방 단부 면 상에 위치된다. 도해된 실시형태에 따르면, 이 접속 장치는 상측에 장착된 접속 표면들로서 기능하는 도전체 경로들을 갖는 인쇄 회로 기판, 또는 MID (몰딩된 상호연결 장치) 기술의 플라스틱 부분, 또는 밸브 카트리지의 단부 면으로부터 돌출된 그밖의 금속 핀들일 수도 있으며, MID 기술에서 도전 영역들은 사출 성형 공정에서 플라스틱 부분에 도포된다. 접속 장치는 밸브 카트리지 내 2 개의 밸브 수단들의 전력 공급을 보장한다. 만약 이용가능하다면, 밸브 카트리지 내에 제공된 센서 수단들은 또한 접속 장치를 통해서 전기 에너지를 공급받을 수 있고 센서 수단들의 센서 신호들을 위해서 스캐닝될 수 있다. 선택 회로는 밸브 카트리지의 후방 단부 영역에 직접적으로 위치될 수 있거나, 또는 바람직하게는 몇 개의 밸브 장치들의 선택을 위해서 제공된다. 바람직하게는, 선택 회로는 버스 시스템, 예를 들어 더 높은 차수의 제어 유닛 또는 기계 제어기와 선택 회로 사이의 데이타 전송이 미리 설정가능한 버스 프로토콜에 따라 제공되는 필드 버스 시스템 (field bus system) 의 버스 서브스크라이버로 구성될 수 있다.

바람직하게는, 밸브 카트리지들 2개씩은 2 개의 3/3 웨이 밸브들을 형성하도록 유체유동가능하게 연결된다. 이와 같은 방식에 있어서, 밸브 카트리지들 및 밸브 모듈을 위한 바람직한 기능성이 최소의 구성적 노력으로 얻어질 수 있다. 2 개의 3/3 웨이 밸브들을 제공하기 위해서 필요한 모든 것은 밸브 모듈과 함께 각각의 밸브 카트리지들에 의해서 한정된 2 개의 압력 챔버들이다. 밸브 수단에 대해서, 밸브 카트리지들은 동일한 구조체를 갖고, 이는 유사한 방식으로 더욱 간단한 구조체 및 비용 효과적인 생산으로 이어진다.

바람직하게는, 밸브 장치는, 밸브 챔버 안에 수용된 밸브 부재, 및 밸브 부재에 연결되고 파일럿 챔버 내에 이동가능하게 수용된 액츄에이터를 포함하는 적어도 하나의 유체적으로 선택가능한 메인 밸브를 갖는 메인 밸브 모듈을 포함하며, 파일럿 챔버는 밸브 모듈의 작동 포트에 연결되고, 액츄에이터 및 여기에 연결된 밸브 부재의 위치는, 밸브 부재에 의해서 밸브 챔버의 자유 유동 단면을 조정하기 위해서, 파일럿 챔버에 가해지는 압력의 함수로서 조정가능하다. 밸브 장치의 이 구성에 있어서, 밸브 모듈은 관련된 메인 밸브들의 유체적 선택을 위해서 이용되고, 이 메인 밸브들은 다음으로 각각의 밸브 챔버를 통해서 자유 유동 단면에 영향을 주도록 구성된다. 바람직하게는, 메인 밸브의 밸브 부재는, 밸브 챔버를 통과하는 자유 유동 단면의 완전한 차단 또는 자유 유동 단면의 부분 또는 완전 개방을 달성하기 위해서 밸브 챔버를 위한 차단 위치와 해제 위치 사이에서 이동가능하다. 메인 밸브의 밸브 부재는, 특히 밸브 부재와 일체화된 액츄에이터에 연결되며, 액츄에이터는 밸브 부재의 운동을 유발하기 위해서 밸브 부재 안으로 힘을 도입시키기 위한 목적을 수행한다. 도입된 힘은, 액츄에이터가 이동가능하게 수용된 파일럿 챔버에 작동 포트를 통해서 밸브 장치에 의해서 이용가능하게 된 유체에 의해서 제공된다. 바람직하게는, 액츄에이터는 이용가능한 유체의 압력에 의존해서 힘을 밸브 부재 안으로 도입시키는 작동 피스톤의 형태로 구성된다.

만약 스프링 장치가 밸브 챔버의 밸브 부재의 바람직한 위치를 결정하기 위한 탄성력을 제공하기 위하여 밸브 부재 및/또는 액츄에이터에 할당된다면 바람직하다. 이 경우에, 만약 바람직한 위치로부터 벗어난 밸브 부재의 운동이 요구된다면 단지 가압된 유체만이 파일럿 챔버 내에서 이용가능해야 한다.

본 발명의 다른 변형물에 있어서, 하나의 밸브 모듈 및 하나의 메인 밸브 모듈은 밸브 디스크를 형성하고, 이 밸브 디스크는 이 밸브 디스크의 가장 큰 외측 표면의 인접한 밸브 디스크와 일렬축선 (line-up axis) 을 따라서 일렬로 될 수 있고, 일렬축선을 따라서 연장되는 적어도 하나의 리세스는 유체 통로를 형성하도록 밸브 디스크를 통과한다는 점이 제공된다. 이것은 복수의 밸브 디스크들이 간단한 방법에 의해서 조립되어 유체의 중앙 공급 및/또는 배출이 일렬축선을 따라서 연장되는 적어도 하나의 유체 통로를 통해서 제공되는 컴팩트한 밸브 조립체를 형성한다. 밸브 디스크들은 바람직하게는 직각사각형이고, 서로 연결되는 소폭 측부들은 가장 큰 표면들로서 형성되고 서로 대향하게 위치된 측 표면들 보다 더 작은 폭 치수를 갖는다. 측부 표면들의 가장자리 길이는, 예를 들어, 서로에 수직하게 배향된 4 개의 소폭 측부들의 폭보다 5 내지 10 배 더 클 수도 있다.

만약 밸브 모듈 및/또는 메인 밸브 모듈의 전자 선택 회로 및/또는 전자 제어 유닛에 대한 전기 연결을 위해서 구성된 적어도 하나의 접속 수단이 밸브 디스크의 소폭 측부에서 돌출된다면 바람직하다. 각각의 밸브 디스크의 소폭 측부 상에 접속 수단을 배치함으로써, 전자 제어 유닛과 밸브 수단 사이의 신호 전송을 위해 제공된 선택 회로는, 밸브 장치의 제 1 실시형태에 있어서, 밸브 디스크의 외측에 형성될 수 있고 그럼에도, 짧은 경로를 따라서 직접적으로 각각의 밸브 수단에 접근할 수 있다. 결과적으로, 전기적으로 선택가능한 밸브 수단과 선택 회로 사이에서 구조적 분리가 바람직하게 얻어져서, 선택 회로가, 결함이 있으면 신속하게 교체될 수 있고, 또는 각각의 밸브 디스크의 기능성이 선택 회로를 교체함으로써 변경될 수 있고, 그리고/또는 장치가 상이한 제어 유닛들의 상이한 요건들에 맞춰질 수 있다. 밸브 장치의 제 2 실시형태에 있어서, 선택 회로는 밸브 디스크 안으로 통합되고 접속 수단을 통해서 전자 제어 유닛에 연결된다. 이 경우에 있어서, 밸브 디스크 안으로 통합된 선택 회로가 접속 수단을 통해서 제어 유닛과 직접 전기 접속을 할 수 있기 때문에 제어 유닛과 선택 유닛 사이의 긴 전기 전송 경로에 대한 필요가 없다. 일반적으로 말하면, 수평하게 돌출된 접속 수단의 결과로서, 밸브 수단과 제어 유닛 사이의 전기 연결 지점들의 개수는 공지된 밸브 장치들보다 상당히 더 적으며, 공지된 밸브 장치들에 있어서, 전기 신호 전송은 밸브 디스크들을 위한 일렬축선을 따라서 제공되고, 신호들은 밸브 디스크들 각각을 통해서 루핑되어야 한다; 전기 연결 지점들 개수의 감소는 제어 유닛과 밸브 수단 사이의 신호 전송의 속도 및 신뢰성에 대해서 긍정적인 영향을 준다.

본 발명의 바람직한 실시형태가 도면에 도해된다.

도 1 은 밸브 장치의 사시도이고;
도 2 는 도 1 에 따른 밸브 장치의 단면 사시도이고;
도 3 은 밸브 하우징, 및 밸브 하우징에 수용된 밸브 카트리지들의 단면 사시도이고;
도 4 는 밸브 하우징의 분해 사시도이고;
도 5 는 밸브 카트리지들이 수용된 밸브 하우징의 절개 평면도이고;
도 6 은 밸브 카트리지의 바닥 부분의 분해 사시도이고;
도 7 은 밸브 카트리지의 분해 사시도이고;
도 8 은 밸브 카트리지의 단면도이고;
도 9 는 밸브 카트리지의 사시도이고;
도 10 은 복수의 밸브 카트리지들로부터 조립된 밸브 모듈을 위한 유압 다이어그램이고; 또한
도 11 은 메인 밸브의 단면도이다.

도 1 은 상세하게 도시되지 않은 밸브 장치의 일 부분으로서 제공될 수 있는 밸브 디스크 (1) 를 도시한다. 밸브 디스크 (1) 는 밸브 모듈 (2) 및 밸브 모듈에 연결된 메인 밸브 모듈 (3) 을 포함한다. 구조가 뒤에 더욱 상세히 설명될 밸브 모듈 (2) 은 도시된 실시형태에서 직각사각형인 밸브 하우징 (4) 을 포함한다. 밸브 하우징 (4) 의 소폭 측부들 (5, 6) 의 더 짧은 가장자리 길이는 직각사각형 측 표면 (7) 의 가장자리 길이들 중 하나의 길이보다 상당히 작다. 밸브 디스크 (1) 는 2 개의 대향하는 측 표면들 (7) 을 갖고, 선택된 관점 때문에 이중 하나의 측 표면만이 도 1 에서 가시적이다. 측 표면들 (7) 은 도면에 도시되지 않은 인접한 밸브 디스크들의 측 표면들과 표면 접촉을 위해서 제공되어, 밸브 장치가 몇 개의 밸브 디스크들 (1) 을 정렬함으로써 생성될 수 있다.

마찬가지로 구조가 뒤에 더욱 상세히 설명될 메인 밸브 모듈 (3) 은 도시된 실시형태에 있어서 직각사각형인 메인 밸브 하우징 (8) 을 포함한다. 소폭 측부들 (9, 10) 의 더 짧은 가장자리 길이는 밸브 하우징 (4) 의 소폭 측부들 (5, 6) 의 더 짧은 가장자리 길이에 매칭된다. 밸브 디스크 (1) 의 측방향의 소폭 측부들 (5, 9) 에 직각으로, 탭 커넥터들 (11, 12) 로서 구성된 접속 수단이 돌출되고, 탭 커넥터 (11) 는 밸브 모듈 (2) 에 전기적으로 할당되고, 탭 커넥터 (12) 는 메인 밸브 모듈 (3) 에 전기적으로 할당된다. 메인 밸브 하우징 (8) 은 몇 개의 리세스들 (15, 16, 17, 18, 19, 20) 을 갖고, 이중 몇 개의 리세스들은 도면에서 도시되지 않은 밸브 장치의 밸브 디스크들 (1) 전부 또는 몇 개를 통과하는 유체 통로들을 형성하기 위해서 일렬축선 (21) 을 따라서 메인 밸브 하우징 (8) 을 완전히 통과한다. 도시된 실시형태에 있어서, 리세스들 (15 내지 20) 에 의해서 형성된 유체 통로들은 밸브 모듈들 (2) 및/또는 메인 밸브 모듈들 (3) 를 위해서 가압된 유체를 공급하기 위해서 또는 밸브 모듈들 (2) 또는 메인 밸브 모듈들 (3) 로부터 유체를 배출하기 위해서 이용된다.

밸브 모듈 (2) 은, 밸브 모듈 (2) 과 메인 밸브 모듈 (3) 사이에 위치된 연결부 (23) 상에 형성된 탄성 잠금 탭들 (22) 에 의해서 메인 밸브 모듈 (3) 에 연결된다. 잠금 탭들 (22) 은, 밸브 모듈 (2) 및 메인 밸브 모듈 (3) 상의 잠금 돌출부들 (25, 28) 에 매칭되고 잠금 돌출부들 (25, 28) 에대한 확실한 연결을 위해서 구성된 리세스들 (24) 을 갖는다. 메인 밸브 모듈 (3) 을 밸브 모듈 (2) 에 기계적으로 연결시키는 것에 부가하여, 연결부 (23) 는, 뒤에서 더욱 상세히 설명될 메인 밸브 모듈 (3) 의 센서 수단을 상세히 도시되지 않은 선택 회로에 전기적으로 또한 연결하고, 이 목적을 위해서 요구되는 탭 커넥터 (12) 를 제공한다. 바람직하게는, 연결부 (23) 는 일체형 잠금 탭들 (22) 을 갖는 사출 성형된 플라스틱부로서 구성된다. 특히 바람직한 실시형태에 있어서, 연결부 (23) 에 있는 전기 연결부들은 MID (몰딩된 상호연결 장치) 기술을 이용하여 생산된, 즉 사출 성형에 의해서 연결부 (23) 에 제조된다.

메인 밸브 모듈 (3) 로부터 원위인 밸브 모듈 (2) 의 소폭 측부 (6) 상에는, 다른 연결부 (29) 가 위치되고, 이 연결부는 밸브 하우징 (4) 에 수용된 밸브 수단을 도면에 도시되지 않은 선택 회로에 전기적으로 연결하기 위하여 제공되고 이 목적을 위해서 요구되는 탭 커넥터 (11) 를 제공한다. 연결부 (29) 는 밸브 하우징 (4) 에서 잠금을 위해서 제공된 잠금 탭들 (30) 을 갖고, 밸브 하우징은 이 목적을 위해서 적합하게 구성된 잠금 돌출부들 (31) 을 구비한다. 바람직하게는, 연결부 (29) 는 일체식 잠금 탭들 (30) 을 갖는 사출 성형 플라스틱부로서 구성된다. 특히 바람직한 실시형태에 있어서, 연결부 (29) 에서 전기적 연결부들은 MID 기술을 이용하여 생성되고, 즉 사출 성형에 의해서 연결부 (29) 에 생성된다.

도 2 의 단면도는 밸브 모듈 (2) 및 메인 밸브 모듈 (3) 의 구성을 더욱 상세히 도시한다. 도시된 실시형태에 있어서, 4 개의 밸브 카트리지들 (32) 은 밸브 하우징 (4) 의 밸브 샤프트들 (33) 에 수용된다. 밸브 하우징 (4) 및 밸브 하우징에 수용된 밸브 카트리지들 (32) 은 도 5 내지 도 9 를 참조하여 아래에서 더욱 상세히 설명될 것이다.

도시된 실시형태의 메인 밸브 하우징 (8) 에 있어서, 4 개의 메인 밸브 바디들 (34) 은 밸브 리세스들 (35) 에 슬라이딩가능하게 수용된다. 메인 밸브 하우징 (8) 및 메인 밸브 하우징에 수용된 메인 밸브 바디들 (34) 은 도 11 을 참조하여 아래에서 더욱 상세히 설명될 것이다.

도 3 은, 만약 필요하다면, 밸브 카트리지들 (32A, 32B, 32C, 및 32D) 로서 식별될 수 있는 밸브 카트리지들 (32) 이 도시된 실시형태에 있어서 직각사각형이라는 점을 도시한다. 결과적으로, 밸브 카트리지들 (32) 은, 필요하다면 밸브 샤프트들 (33A, 33B, 33C, 및 33D) 로 식별될 수 있고, 도 2 에서 도시될 수 있는 밸브 샤프트들 (33) 안으로, 장착축선 (36) 을 따라서 밸브 카트리지들을 삽입함으로써 장착될 수 있다. 밸브 샤프트들 (33) 은 장착축선 (36) 을 따라서 밸브 하우징 (4) 을 통과하고, 연결부 (23) 와 접속을 위해서 제공되는 소폭 측부 (6) 에서 도 5 에 도시될 수 있는 단부 플레이트 (37) 에 의해서 밀봉된다. 단부 플레이트 (37) 는 바람직하게는 밸브 하우징 (4) 과 일체화되며, 밸브 하우징은 특히 사출 성형 부분으로서 제조된다.

도 5 에 도시된 밸브 하우징 (4) 의 전방 소폭 측부 (6) 는 복수의 그루브 형상 리세스 분산기 통로들 (40) 을 구비하며, 이 통로들은 필요하다면 분산기 통로들 (40A, 40B, 40C 및 40D) 로서 식별될 수 있고 단부 플레이트들 (37) 중의 개구들 (상세히 도시되지 않음) 에 유체 연통 방식으로 연결된다. 이 개구들 각각은 다음으로 각각의 분산기 통로 (40) 와 밸브 샤프트들 (33) 중 하나 사이에 유체 연통 연결을 성립한다.

도시된 실시형태에 있어서, 분산기 통로들 (40A 및 40B) 은, 처음에 밸브 카트리지들 (32) 의 효과를 고려하지 않으면서 밸브 샤프트들 (33A 및 33B) 에 유체 연통 방식으로 연결된다는 점이 제공된다. 분산기 통로들 (40C 및 40D) 은, 처음에 밸브 카트리지들 (32) 의 효과를 고려하지 않으면서 밸브 샤프트들 (33C 및 33D) 에 유체 연통 방식으로 연결된다는 점이 또한 제공된다.

도 4 는, 도 3 에 따르면 밸브 하우징 (4) 의 전방 소폭 측부 (6) 상에 장착될 수 있고, 도시된 실시형태에서 4 개의 작동 포트들 (41) 및 공급 포트 (42) 를 구비하는 헤더 플레이트 (39) 를 도시하며, 4 개의 작동 포트들은 만약 필요하다면 작동 포트들 (41A, 41B, 41C 및 41D) 로 식별될 수 있다. 헤더 플레이트 (39) 는 밸브 하우징 (4) 의 전방 소폭 측부 (6) 상에 장착되어 시일을 형성하여, 분산기 통로 (40) 와 관련된 작동 포트 (41) 사이의 유체 연통 연결을 보장한다. 동일한 방식으로, 단부 플레이트 (37) 에 형성된 공급 샤프트 (43) 와 공급 포트 (42) 사이에 유체 연통 연결이 제공된다. 도시된 실시형태에 있어서, 공급 샤프트 (43) 와 밸브 샤프트들 (33B 및 33C) 사이에 유체 연통 연결이 제공된다.

도면에 도시되지 않은 실시형태에 있어서, 분산기 통로들이 작동 포트들 및 공급 포트와 함께 헤더 플레이트에 형성된다. 이 방식으로, 밸브 하우징의 단부 플레이트는, 예를 들어 개구들 및 공급 샤프트만을 포함하며, 더욱 간단하게 될 수 있다.

도 5 에서, 공급 포트 (42) 에서 시작하는 도시된 실시형태의 공급 샤프트 (43) 가 어떻게 2 개의 밸브 샤프트들 (33B 및 33C) 안으로 종료되는지가 도시된다. 도 5 는 밸브 카트리지들 (32) 이 전방 영역에서 단부 플레이트 (37) 에 대해서 어떻게 지지되어 있는 지를 또한 도시한다. 도시된 실시형태에 있어서, 밸브 모듈 (2) 의 밸브 카트리지들 (32) 의 밸브 수단은 (아마도, 아래에서 더욱 상세히 설명될 바람직한 밸브 위치 (정상적으로 개방 - 정상적으로 폐쇄) 를 제외하고) 구성에 있어서 동일하여, 기본적으로 임의의 바람직한 방식으로 상호교환될 수 있다. 도시된 실시형태의 밸브 카트리지들 (32) 각각은, 밸브 카트리지들 (32) 의 전방 단부 면으로부터 원통형 단부 소편의 방식으로 돌출하는 2 개의 출구 포트들 (44, 45) 을 전방 단부 면에 갖는다. 배출구 포트들 (44, 45) 각각은 연속적인, 바람직하게는 환상의 그리고 특히 고무-탄성 시일링 수단 (47), 예를 들어 O-링을 구비할 수 있다. 밸브 카트리지들 (32) 및 밸브 하우징 (4) 의 도시된 실시형태에 있어서, 2 개의 원통형 리세스들 (48, 49) 이 각각의 밸브 샤프트 (33) 를 대향하는 단부 플레이트 (37) 의 내측 표면 (50) 상에 형성된다는 점이 제공된다. 원통형 리세스들 (48, 49) 은 관련된 출구 포트들 (44, 45) 의 실링된 수용을 위해서 이용되고, 그리고 다음으로, 도 5 의 상세도에서 특히 명확하게 도시될 수 있는 개구들 (53) 에 유체 연통 방식으로 연결된다.

도 7 및 도 8 에 상세히 도시된 밸브 카트리지 (32) 에 있어서, 출구 포트들 (44, 45) 은 노즐 블록 (54) 상에 일체적으로 형성된다. 특히 도 7 에 더욱 상세히 도시된 노즐 블록 (54) 은 2 개의 출구 통로들 (55, 56) 을 갖고, 이 통로들은, 단면들에서, 출구 포트들 (44, 45) 로부터 밸브 카트리지 (32) 의 후방 단부를 향해서 연장되고, 다음으로 직각 반대 방향으로 꺽이고, 특히 도 8 에 도시된 바와 같이, 서로 멀어지게 지향되어 접촉 표면들 (57, 58) 에서 종료된다. 출구 통로들 (55, 56) 의 종료 구멍들 (59, 60) 은 바람직하게는, 각각의 접촉 표면 (57, 58) 으로부터 돌출되고 도시된 실시형태에 있어서 구형 세그먼트의 형상을 갖는 밸브 시트 (61, 62) 에 형성된다.

도 5 에서 인식될 수 있는 밸브 카트리지 (32) 의 다른 구성요소들은 도 6 내지 도 8 의 설명 문맥에서 더욱 상세히 설명된다. 도시된 실시형태에서, 밸브 카트리지 (32) 는, 바람직하게는 동일하게 형상 지워진 2 개의 반쪽 쉘들 (63), 및 이 반쪽 쉘들에 수용되고 후에 더욱 상세히 설명될 2 개의 개별 구성요소들을 포함한다.

도 6 은 반쪽 쉘들 (63) 중 하나의 반쪽 쉘을 도시하고, 이 반쪽 쉘은, 장착축선 (36) 에 직각으로 배향되고 도면에 도시되지 않은 단면 평면에서 실질적으로 U-형상의 단면을 갖는다. 밸브 카트리지 (32) 의 제조에 있어서, 조정 수단으로서 구성된 지지 요소 (65) 는 제 1 단계에서 반쪽 쉘 (63) 내에 배치될 수 있다. 도시된 실시형태에 있어서, 지지 요소 (65) 는 판금, 특히 용수철 강으로 만들어진 굽힘부이다. 지지 요소 (65) 는 실질적으로 직각사각형의 외형을 갖고, 지지 요소 (65) 의 재료 두께는 지지 요소 (65) 의 가장 큰 표면보다 상당히 작다. 중심 부분에 있어서, 도시된 실시형태의 지지 요소 (65) 는, 바람직하게는 도면에 도시되지 않은 거울 축선에 대해서 거울 대칭이고, 2 개의 지지 웹들 (68, 69) 을 노출시키는 2 개의 노치들 (66, 67) 을 갖는다. 이 지지 웹들 (68, 69) 은 동일한 방향으로 절곡되고 지지 요소 (65) 의 가장 큰 표면을 넘어서 돌출되며, 이 가장 큰 표면은 반쪽 쉘 (63) 을 대향한다. 반쪽 쉘 (63) 에 있어서, 지지 요소 (65) 의 기하학적 구조와 매칭되는 수용 샤프트 (70) 가 형성되어 있고, 그래서 본 경우에 직각사각형이고, 지지 요소 (65) 는, 단지 지지 웹들 (68, 69) 만이 하측 반쪽 쉘 (63) 의 내측 표면 (72) 을 넘어서 돌출되도록 수용 샤프트 (70) 내에 수용된다. 수용 샤프트 (70) 의 영역에서, 또한 리세스 (71) 가 지지 요소 (65) 를 아래에서 더욱 상세히 설명되는 방식으로 조정하기 위하여 반쪽 쉘 (63) 을 통과한다.

지지 수단 (65) 은 수용 샤프트 (70) 안으로 장착된 후에, 압전식 굽힘 변환기 (75) 로서 구성된 밸브 수단은 다음 조립 단계에서 반쪽 쉘 (63) 내에 배치될 수 있다. 굽힘 변환기 (75) 는, 바람직하게는 금속으로 만들어진 기판 (76), 및, 예를 들어 적층 공정에서 기판 (76) 에 도포된 압전기 재료의 코팅 (77) 을 포함한다. 후방 단부에서, 굽힘 변환기 (75) 는, 운동 평면 (80) 에서 굽힘 변환기 (75) 의 굽힘을 달성하기 위해서 코팅 (77) 에 전압을 제공하도록 구성된 연결 회로 보드 (78) 에 기계적으로 그리고 전기적으로 연결된다. 반쪽 쉘 (63) 안에 장착된 후에, 후방 단부와 대조적으로 자유롭게 움직일 수 있도록 남아있는 굽힘 변환기 (75) 의 전방 단부에서, 도시된 실시형태에 있어서 원통형 단면의 형상을 갖는 시일 (79) 은 하측 반쪽 쉘 (63) 로부터 원위인 표면에 부착, 특히 결합된다. 시일 (79) 은 바람직하게는 고무 탄성 재료로 만들어진다.

바람직하게는, 코팅 (77) 은, 만약 전압이 가해지면, 수축되도록 구성된다. 굽힘 변환기 (75) 에 대한 노즐 블록 (54) 의 배치의 관점에서, 만약 코팅 (77) 이 반쪽 쉘 (63) 로부터 원위인 기판 (76) 의 표면에 도포된다면, 전압이 가해지자마자, 따라서 증가된 곡률이 제공된다. 따라서, 이런 식으로 장착된 굽힘 변환기 (75) 는 정상 개방 (NO) 밸브 수단이다. 정상 폐쇄 밸브 수단의 경우에, 굽힘 변환기 (75) 는 단지 거울 대칭의 방식으로 장착되기만 하면 되어, 코팅 (77) 이 반쪽 쉘 (63) 을 대향한다.

굽힘 변환기 (75) 가 반쪽 쉘 (63) 에 배치된 후에, 리프 스프링 (81) 은 굽힘 변환기 (75) 상에 배치된다. 리프 스프링 (81) 은 전방 홀드다운 (82) 및 2 개의 후방 홀드다운들 (83, 84) 을 포함하고, 이 홀드다운들 전부는 굽힘 변환기 (75) 의 가장 큰 표면 상에 놓이도록 제공된다. 리프 스프링 (81) 은 2 개의 잠금 탭들 (85, 86) 을 더 포함하며, 이 탭들은 수평하게 반대방향으로 돌출되고, 그리고 하측 반쪽 쉘 (63) 에 리프 스프링 (81) 을 마찰식으로 래칭하기 위해 구성된다. 이 목적을 위해서, 반쪽 쉘 (63) 은 조립 공정에서 잠금 탭들과 계합하기 위해서 측방향 다리부들에 그루브들 (87, 88) 을 구비하여, 잠금 탭들이 하측 반쪽 쉘 (63) 의 재료에 래칭된다. 리프 스프링 (81) 을 장착함으로써, 굽힘 변환기 (75) 의 후방 단부 영역은 하측 반쪽 쉘 (63) 상에 위치되는 한편, 시일 (79) 을 지지하는 굽힘 변환기 (75) 의 전방 단부 영역은 전방 홀드다운 (82) 을 통해 힘을 도입시킴으로써 미리 설정가능한 위치로 이동된다. 이와 같은 방식으로 제조된 밸브 카트리지 조립체 (89) 는, 도 7 에 도시된 바와 같이, 도해된 실시형태와 동일한 제 2 밸브 카트리지 조립체 (89) 에 장착된다. 이 공정에 있어서, 노즐 블록 (54) 및 접속 블록 (90) 은 2 개의 밸브 카트리지 조립체들 (89) 사이에 장착된다. 접속 블록 (90) 은 몇 개의 도전체 경로들 (91) 을 갖고, 이 경로들은 플러그 스터들 (92) 과 전기적으로 연결된다. 다음으로 2 개의 밸브 카트리지 조립체들 (89) 은, 바람직하게는 접착력에 의해서, 특히 용접 또는 접착 공정에 의해서 서로 연결된다. 다음으로, 연결 회로 보드들 (78) 과 접속 블록 (90) 의 관련 도전체 경로들 (91) 사이의 전기적 연결들은 땜납 공정에서, 예를 들어, 이 목적을 위해서 제공된 개구들 (93) 에 의해 연결 회로 보드들 (78) 과 열 전도적으로 접촉할 수 있는 보우 (bow) 땝납 장치를 이용하여 성립된다. 마지막 단계에서, 고무 탄성 재료로 만들어지고 밸브 카트리지 (32) 의 단면에 매칭되는 시일 (94) 및 치수 안정형 (dimensionally stable) 시일 홀더 (95) 는 밸브 카트리지 (32) 의 접속 블록 (90) 의 후방 단부 영역 상에 가압된다. 시일 홀더 (95) 는 끼워 맞춤에 의해서 접속 블록 (90) 상에 확실하게 위치되도록 구성된 빈 단면을 갖는 리세스 (96) 를 갖는다. 또한, 또는 대안으로서, 반쪽 쉘들 (63) 및 시일 홀더 (95) 는, 예를 들어 용접 또는 접착에 의한 접착력에 의해서 연결될 수 있다.

다음 단계에서, 조립된 밸브 카트리지 (32) 의 기능이 이제 테스트될 수 있다. 이 공정에서, 굽힘 변환기들 (75) 은, 리프 스프링 (81) 에 의해서 큰 정도로 결정되는 중립 위치로부터, 플러그 스터드들 (92) 에 전압을 가함으로써 기능 위치로 이동된다. 굽힘 변환기들 (75) 의 조정은 기능 테스트 전 및/또는 후에 행해질 수 있다. 조정은, 예를 들어 리세스 (71) 를 통해서 지지 요소 (65) 의 표면 상에 레이저 빔을 지향시켜, 지지 요소 (65) 의 플라스틱 곡률 변화를 유도함으로써 달성될 수 있다. 이 곡률 변화는 지지 요소 (65) 에 의해서 굽힘 변환기 (75) 안으로 도입되는 지지력을 변화시켜, 굽힘 변환기 (75) 의 바람직한 중립 위치가 조정될 수 있다.

조립된 밸브 카트리지 (32) 가 이제 관련된 밸브 샤프트 (33) 안으로 삽입될 때, 원통형 리세스들 (48, 49) 안에 있는 출구 포트들 (44, 45) 의 시일링 접촉 및 밸브 카트리지 (32) 의 외측 표면 상 및 밸브 샤프트 (33) 의 내측 표면상에 대한 시일 (94) 의 시일링 접촉은 도 10 에 도해적으로 도시된 밀봉된 압력 챔버 (97) 를 정의한다.

도 2 및 도 10 에 도시된 밸브 모듈 (2) 의 실시형태에 있어서, 공급 포트 (42) 와 내측에 위치된 2 개의 밸브 샤프트들 (33B 및 33C) 사이에 연결이 제공된다. 결과적으로, 각각의 압력 챔버들 (97B 및 97C) 은 공급 포트 (42) 에서 제공된 가압된 유체로 충전될 수 있고, 그리고 밸브 카트리지들 (32B 및 32C) 의 밸브 수단 (75) 은 유압식 적용에 있어서 통기 밸브들로서 이용될 수 있다.

외측에 배치된 압력 챔버들 (97A 및 97D) 각각은 단부 플레이트 (37) 로부터 먼 단부 영역에 배출 통로 (100) 를 갖고, 이 배출 통로는 도 10 에 도해적으로 도시되고 관련된 압력 챔버들 (97A 및 97D) 로부터 주위 환경으로 유체가 배출되는 것을 허여한다. 유압식 적용에 있어서, 밸브 카트리지들 (32A 및 32D) 의 밸브 수단들 (75) 은 배출 밸브들로서 이용된다.

도 9 는 조립된 밸브 카트리지 (32) 의 개관도를 제공하며, 여기서 배출 포트들 (44, 45) 은 관련된 시일링 수단 (47) 을 이미 구비하고, 시일 (94) 및 시일 홀더 (95) 는 밸브 카트리지 (32) 의 후방 단부에 가압되고 위치된다.

예로서, 도 10 은 밸브 카트리지 (32) 를 위한 바람직한 유압식 상호연결 배열체를 도시한다. 밸브 카트리지들 (32A, 32B, 32C 및 32D) 각각은 2 개의 굽힘 변환기들 (75) 을 포함하고, 그리고 각각의 굽힘 변환기 (75) 는 정확하게 출구 포트들 (44A, 44B, 44C, 44D, 45A, 45B, 45C, 45D) 중 하나의 출구 포트에 할당되고, 압력은 제 1 압력 레벨 또는 제 2 압력 레벨에서 작동 포트들 (41A, 41B, 41C 및 41D) 에 선택적으로 가해질 수 있다. 도해된 실시형태에 있어서, 밸브 카트리지들 (32) 각각에 있어서, 관련된 출구 포트 (44 또는 45) 에 대해서 폐쇄된 중립 위치를 채택하는 (NC - 정상 폐쇄) 제 1 굽힘 변환기 (75-g), 및 관련된 출구 포트 (44 또는 45) 에 대해서 개방된 중립 위치를 채택하는 (NO - 정상 개방) 제 2 굽힘 변환기 (75-o) 가 제공된다.

도 10 에 도시된 경우에 있어서, 출구 포트들 (45A, 44B, 44C 및 45D) 은 굽힘 변환기들 (75) 의 중립 위치에서 개방되는 한편, 배출 포트들 (44A, 45B, 45C 및 44D) 은 굽힘 변환기들의 중립 위치에서 폐쇄된다. 도 10 에 따른 배열체는 밸브 카트리지들 (32A 및 32D) 이 배출 밸브들로서 이용되고 그리고 각각의 작동 포트들 (41) 로부터 가압된 유체를 배출하도록 구성되는 점을 제공하기 때문에, 작동 포트들 (41B 및 41D) 은 밸브 디스크 (1) 를 위한 주변 압력에 특히 대응할 수도 있는 배출 압력을 받는다. 반면에, 공급 포트 (42) 에 제공되는 공급 압력은 작동 포트들 (41A 및 41C) 에 가해진다. 이 목적을 위해서, 관련된 밸브 카트리지들 (32B 및 32C) 의 굽힘 변환기들 (75) 은 공급 포트 (42) 와 출구 포트들 (44B 및 44C) 과 관련된 작동 포트들 (41A 및 41C) 사이의 연통 연결이 중립 위치에서 보장되도록 구성된다. 도면에 도시되지 않은 기능 위치에 있어서, 작동 포트들 (41) 중 하나의 포트에 할당된 이 굽힘 변환기들 (75) 은 스위칭되어, 예를 들어 작동 포트들 (41A, 41C) 중 하나의 포트 또는 양 포트들이 통기 위치로부터 배출 위치로 그리고/또는 작동 포트들 (41B, 41D) 중 하나의 포트 또는 양 포트들이 배출 위치로부터 통기 위치로 이동될 수 있다.

도 11 에 따른 메인 밸브 (101) 의 단면도는 메인 밸브 바디 (34) 를 도시하며, 이 메인 밸브 바디는 도해된 실시형태에 있어서 2 개의 부분들로 구성되고 메인 밸브 하우징 (8) 의 밸브 리세스 (35) 에 슬라이딩가능하게 수용된다. 메인 밸브 바디 (34) 는, 서로 영구적으로 연결된 밸브 부재 (102) 및 액츄에이터 (103) 를 포함한다. 이 목적을 위해서, 나사선부 (104) 가 액츄에이터 (103) 상에 제공되고, 그리고 대응하는 나사선식 브라인드 홀 (105) 이 밸브 부재 (102) 에 형성된다. 메인 밸브 바디 (34) 는 밸브 인서트 (106) 내에서 슬라이딩가능하게 안내되고, 이 밸브 인서트는 다음으로 밸브 리세스 (35) 내에 위치되고 그리고 환상 밸브 시트 (107) 를 포함한다. 메인 밸브 바디 (34) 는 밸브 시트 (107) 에 의해서 한정된 유동 통로를 통한 자유 유동 단면에 영향을 주기 위해서 이용되기 때문에, 밸브 시트 (107) 상에 시일링 접촉되도록 그래서 중립 위치에서 유동 통로를 차단하도록 구성된 연속 환상 시일링 워셔 (109) 가 밸브 부재 (102) 및 액츄에이터 (103) 사이에 제공된다. 도해된 실시형태의 밸브 부재 (102) 및 액츄에이터 (103) 모두는 밸브 인서트 (106) 에 대해서 립 시일 (110, 111) 에 의해서 시일링되고, 그래서 밸브 인서트 (106) 및 메인 밸브 하우징 (8) 과 함께 압력 챔버 (112) 를 규정한다. 리세스 (113) 를 통해서, 압력 챔버 (112) 는 도 1 에 따른 리세스들 (15 내지 20) 의 군 중의 제 1 리세스에 연결된다. 리세스 (114) 를 통해서, 압력 챔버 (112) 는 도 1 에 따른 리세스 (15 내지 20) 의 군 중의 제 2 리세스에 또한 연결된다. 밸브 부재 (102) 및 밸브 시트 (107) 사이의 상호작용에 의해서, 유동 통로를 따른 리세스 (113) 와 리세스 (114) 사이의 유체 연통 연결은 선택적으로 성립되거나 또는 차단될 수 있다.

본 경우에 있어서, 메인 밸브 (102) 의 중립 위치에서 유동 통로의 차단을 특정하는 압축 스프링 (115) 은 액츄에이터 (103) 로부터 원위인 단부 영역에서 밸브 부재 (102) 에 할당된다. 유동 통로의 개방은 메인 밸브 (101) 의 중심 축선 (116) 을 따른 밸브 부재 (2) 및 이에 연결된 액츄에이터 (103) 의 병진 상대 운동을 요구하고; 이 공정에서, 압축 스프링 (115) 의 복귀력은 극복되어야 한다. 이 목적을 위해서, 액츄에이터 (103) 는 단부 플레이트 (117) 및 밸브 인서트 (106) 에 의해서 규정된 파일럿 챔버 (118) 에 수용된다. 유체가 파일럿 챔버 (118) 에 공급될 수 있고 파일럿 챔버 (118) 로부터 배출될 수 있는 작동 통로 (119) 가 단부 플레이트 (117) 에 형성된다. 압력 챔버 (112) 와 파일럿 챔버 (118) 사이의 바람직한 시일을 위해서, 시일링 멤브레인 (120) 이 밸브 인서트 (106) 와 단부 플레이트 (117) 사이에 삽입된다. 만약 압력이 파일럿 챔버 (118) 에 가해지면, 액츄에이터 (103) 및 이에 연결된 밸브 부재 (102) 는 편향되고, 그래서 시일링 워셔 (109) 를 밸브 시트 (107) 로부터 들어올리고 압력 챔버 (112) 를 통한 유동 통로를 개방한다. 이 목적을 위해서 요구되는 가압된 유체는, 예를 들어 밸브 모듈 (2) 의 작동 포트들 (41) 중 하나의 포트에 의해서 이용가능해질 수 있다.

Claims (15)

1. 유체 작동식 로드들 (fluid-operated loads) 의 유체 공급에 영향을 주기 위한 밸브 장치로서,
   밸브 샤프트들이 밸브 카트리지들을 수용하도록 형성되는 밸브 하우징을 갖는 밸브 모듈을 포함하고,
   상기 밸브 샤프트들에 위치된 상기 밸브 카트리지들을 더 포함하고,
   상기 밸브 샤프트들에 수용된 상기 밸브 카트리지들과 함께 상기 밸브 샤프트들 각각은 할당된 입구 포트에 유체 연통 방식으로 연결된 압력 챔버를 한정하고, 또한
   상기 밸브 카트리지들 각각은 2 개의 전기적으로 선택가능한 밸브 수단들을 포함하고, 상기 밸브 수단들은 상기 압력 챔버와 각각의 상기 밸브 수단에 할당된 출구 포트 사이의 자유 유동 단면에 영향을 주도록 구성된, 밸브 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 밸브 카트리지 내 상기 밸브 수단은, 관련된 상기 출구 포트로의 각각의 자유 유동 단면에 영향을 주기 위해서 차단 위치와 해제 위치 사이에서 공통의 운동 평면 내에서 이동가능한, 밸브 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 밸브 하우징 상에 형성되고, 유체 작동식 로드로의 유체 연통 연결을 위해서 구성된 작동 포트는, 상기 작동 포트에서 제 1 밸브 카트리지 또는 제 2 밸브 카트리지의 상기 압력 챔버에 대한 유체 연통 연결을 선택적으로 성립시키기 위해서, 상기 제 1 밸브 카트리지의 출구 포트 및 상기 제 2 밸브 카트리지의 출구 포트에 유체 연통 방식으로 연결되는, 밸브 장치.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 밸브 수단들 각각은 상기 밸브 카트리지 상에 위치된 제 1 단부 영역, 및 자유롭게 이동가능한 제 2 단부 영역을 갖고, 상기 제 2 단부 영역은 차단 위치에서 밸브 시트와 시일링 접촉하고 해제 위치에서 밸브 시트를 해제하도록 구성되고, 상기 밸브 시트는, 상기 압력 챔버 안으로 종료되고 출구 포트에 연결된 출구 통로의 종료 오리피스로서 구성된, 밸브 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 밸브 수단들은 압전식 굽힘 변환기들로서 구성되는, 밸브 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 굽힘 변환기는 상기 제 1 단부 영역으로부터 이격되어 조정 수단 상에 놓여 있으며, 상기 조정 수단은 상기 밸브 카트리지 상에 지지되고, 상기 운동 평면에서 상기 굽힘 변환기의 자유롭게 이동가능한 단부 영역의 바람직한 위치를 설정하도록 구성된, 밸브 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 조정 수단은 에너지 빔에 의한 국부적 에너지 공급에 의해서, 상기 굽힘 변환기의 자유롭게 이동가능한 단부 영역의 바람직한 위치를 조정하도록 조정될 수 있는 곡률을 상기 운동 평면에서 갖는, 밸브 장치.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 운동 평면에서 상기 조정 수단 상에 작용되는 가압력을 제공하기 위한 스프링 수단은 상기 굽힘 변환기에 할당되는, 밸브 장치.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 출구 포트들은 상기 밸브 카트리지의 전방 단부 표면 상에 위치되고, 그리고/또는, 연속적인 시일링 요소는 상기 밸브 샤프트 내의 상기 밸브 카트리지의 시일링된 수용을 위해서 상기 밸브 카트리지의 후방 단부 면에 인접하여 형성된, 밸브 장치.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기적으로 선택가능한 밸브 수단과 버스 시스템에서 버스 서브스크라이버 (bus subscriber) 로서 구성된 선택 회로 사이의 전기 연결을 위해 구성된 접속 장치는 상기 밸브 카트리지의 후방 단부 면 상에 위치되는, 밸브 장치.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브 카트리지들 중 각각 2 개의 카트리지들은 2 개의 3/3-웨이 밸브들을 형성하도록 유체적으로 연결되는, 밸브 장치.
12. 제 1 항에 있어서,
    메인 밸브 모듈 (3) 은 적어도 하나의 유체적으로 선택가능한 메인 밸브를 갖고, 상기 메인 밸브는 밸브 챔버에 이동가능하게 수용된 밸브 부재, 및 상기 밸브 부재에 연결되고 파일럿 챔버에 이동가능하게 수용된 액츄에이터를 포함하고,
    상기 파일럿 챔버는 상기 밸브 모듈의 작동 포트 에 연결되고, 상기 액츄에이터, 및 상기 액츄에이터에 연결된 상기 밸브 부재의 위치는, 상기 밸브 부재를 이용하여 상기 밸브 챔버에서 자유 유동 단면을 조정하기 위해서 상기 파일럿 챔버에 가해진 압력의 함수로서 조정가능한, 밸브 장치.
13. 제 12 항에 있어서,
    스프링 장치는 상기 밸브 챔버 내의 상기 밸브 부재의 바람직한 위치를 결정하기 위한 탄성력을 제공하기 위해서 상기 밸브 부재 및/또는 상기 액츄에이터에 할당되는, 밸브 장치.
14. 제 12 항에 있어서,
    하나의 밸브 모듈 및 하나의 메인 밸브 모듈 각각은 밸브 디스크를 형성하고, 상기 밸브 디스크는 상기 밸브 디스크의 가장 큰 외측 표면의 인접한 밸브 디스크와 일렬축선 (line-up axis) 을 따라서 정렬될 수 있고, 상기 일렬축선을 따라서 연장되는 적어도 하나의 리세스는 유체 통로를 형성하도록 상기 밸브 디스크를 통과하는, 밸브 장치.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 밸브 모듈 및/또는 상기 메인 밸브 모듈의 전자 선택 회로 및/또는 전자 제어 유닛에 대한 전기적 연결을 위해 구성된 적어도 하나의 접속 수단은 상기 밸브 디스크의 소폭 측부에서 돌출되는, 밸브 장치.

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