DE10213397B4

DE10213397B4 - Ventilanordnung

Info

Publication number: DE10213397B4
Application number: DE2002113397
Authority: DE
Inventors: Grzegorz Bogdanowicz
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2002-03-26
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2022-03-27
Also published as: DE10213397A1

Abstract

Ventilanordnung, mit einem einen Speisekanal (5) und einen Abführkanal (6) für ein fluidisches Druckmittel aufweisenden Ventilträger (2), der mit mindestens einem elektrisch betätigbaren Steuerventil (13) ausgestattet ist, das in der Lage ist, einen ebenfalls im Ventilträger (2) verlaufenden Steuerkanal (22) wahlweise mit dem Speisekanal (5) oder dem Abführkanal (6) zu verbinden, wobei der Ventilträger (2) mindestens eine Anschlusszone (24) aufweist, in der sich zumindest ein Steuerkanalausgang (23) des Steuerkanals (22) befindet, wobei die Anschlusszone (24) zur alternativen Ausstattung mit wenigstens zwei Installationsvarianten vorgesehen ist, von denen sich eine erste Installationsvariante durch den Anschluss einer vom Ventilträger (2) wegführenden Druckmittelleitung (25) an den Steuerkanalausgang (23) auszeichnet und eine zweite Installationsvariante den Anbau einer an den Steuerkanalausgang (23) anschließbaren und mindestens einen Arbeitskanal (47) aufweisenden Arbeitseinheit (45) vorsieht, dadurch gekennzeichnet, dass an der mindestens einen Anschlusszone (24) zusätzlich zu dem mindestens einen Steuerkanalausgang (23) die Kanalausgänge (35, 36) zweier zur Zufuhr und...

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung, mit einem einen Speisekanal und einen Abführkanal für ein fluidisches Druckmittel aufweisenden Ventilträger, der mit mindestens einem elektrisch betätigbaren Steuerventil ausgestattet ist, das in der Lage ist, einen ebenfalls im Ventilträger verlaufenden Steuerkanal wahlweise mit dem Speisekanal oder dem Abführkanal zu verbinden, wobei der Ventilträger mindestens eine Anschlusszone aufweist, in der sich zumindest ein Steuerkanalausgang des Steuerkanals befindet, wobei die Anschlusszone zur alternativen Ausstattung mit wenigstens zwei Installationsvarianten vorgesehen ist, von denen sich eine erste Installationsvariante durch den Anschluss einer vom Ventilträger wegführenden Druckmittelleitung an den Steuerkanalausgang auszeichnet und eine zweite Installationsvariante den Anbau einer an den Steuerkanalausgang anschließbaren und mindestens einen Arbeitskanal aufweisenden Arbeitseinheit vorsieht.

Eine aus der DE 42 29 054 C2 bekannte Ventilanordnung dieser Art beinhaltet einen sich aus mehreren aneinander gesetzten Segmenten zusammensetzenden Ventilträger, der mit mehreren elektrisch betätigbaren Steuerventilen in Gestalt von Elektromagnetventilen bestückt ist. Im Innern des Ventilträgers verlaufen unter anderem ein Speisekanal und zwei Abführkanäle, die ebenso zu den Bestückungsflächen für die Steuerventile ausmünden, wie jeweils zwei als Arbeitsleitungen bezeichnete Steuerkanäle. Die Steuerkanäle führen zu seitlich am Ventilträger vorgesehenen Anschlusszonen, wo sie mit entspre chenden Steuerkanalausgängen ausmünden. In die Steuerkanalausgänge sind Einsatzbuchsen eingesteckt, die den alternativen Anschluss von Fluidleitungen oder von Einzelbausteinen ermöglichen. Bei den Einzelbausteinen handelt es sich beispielsweise um Drosselrückschlagventile, um Druckindikatoren oder um Schnellentlüftungsventile.

Beim Einsatz von Ventilanordnungen auf dem Sektor der Pneumatik und Hydraulik sind häufig unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich der zu steuernden Durchflusswerte anzutreffen. Gepaart ist diese Forderung in der Regel mit dem Bedürfnis nach entsprechend angepassten Abmessungen der Ventilanordnung. Sind nur geringe Durchflussraten zu beherrschen, genügen bereits kleine bauliche Abmessungen. Größere Durchflussraten lassen sich nur mit entsprechend größeren Ventildimensionen realisieren. Diese Anforderungen lassen sich mit der bekannten Ventilanordnung nicht erfüllen. Die maximalen Durchflusswerte ergeben sich hier in einer Installationsvariante, bei der das Druckmedium ungedrosselt in die direkt angeschlossenen Druckmittelleitungen gelangt. Durch die Einzelbausteine, die zwischen die Steuerkanalanschlüsse des Ventilträgers und die Druckmittelleitungen zwischengeschaltet sind, lässt sich der Durchfluss lediglich reduzieren, eine Erhöhung ist nicht möglich. Die Ventilanordnung muss als grundsätzlich an die maximal geforderten Durchflusswerte angepasst werden, was relativ große Abmessungen zur Folge hat, die auch dann vorliegen, wenn im konkreten Einsatzfall ein nur geringer Durchfluss gefordert ist.

Der gleichen Problematik unterliegt auch die US 4,726,393 , bei der auf einem plattenartigen Ventilträger mindestens ein elektrisch betätigbares Steuerventil und mindestens ein fluidisch betätigbares Verteilerventil angeordnet sind. Das Steuerventil beherrscht einen Steuerkanal kleinen Querschnittes, der zu dem Verteilerventil führt, das in Abhängigkeit von dem auf diese Weise zugeführten fluidischen Steuersignal die gewünschte Schaltstellung einnimmt. Das Verteilerventil ist von dem Steuerventil quasi vorgesteuert, so dass eine Art Relaisfunktion vorliegt, die die Steuerung größerer Fluidströme gestattet.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventilanordnung zu schaffen, mit der sich bei kompakten Abmessungen unterschiedliche hohe Druckmittel-Durchflussraten steuern lassen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, dass an der mindestens einen Anschlusszone zusätzlich zu dem mindestens einen Steuerkanalausgang die Kanalausgänge zweier zur Zufuhr und Abfuhr von Druckmittel dienender Ventilträgerkanäle vorgesehen sind, wobei die in der zweiten Installationsvariante angebaute Arbeitseinheit zusätzlich mit den beiden Kanalausgängen der Ventilträgerkanäle verbunden ist und als fluidbetätigte Arbeitseinheit ausgebildet ist, die über an dem Steuerkanalausgang erzeugte fluidische Steuersignale betätigbar ist, um in dem Arbeitskanal eine von den angeschlossenen Ventilträgerkanälen abgeleitete Druckmittelströmung hervorzurufen.

Eine derartige Ventilanordnung ist äußerst flexibel hinsichtlich der zu steuernden Durchflussraten. Sind nur geringe Leistungen gefordert, kann bei einem Betrieb gemäß der ersten Installationsvariante der Steuerkanalausgang unmittelbar als Arbeitskanalausgang verwendet werden, an den sich eine Druckmittelleitung anschließen lässt, die zu einem anzusteuernden Verbraucher führt. In diesem Fall wird die gesamte fluidische Steuerungsaufgabe vom betreffenden Steuerventil erfüllt. Die an der zugeordneten Anschlusszone befindlichen weiteren Ka nalausgänge der Ventilträgerkanäle werden nicht benötigt und werden, sofern es sich um druckführende Kanäle handelt, zweckmäßigerweise verschlossen. Sollen hingegen größere Durchflussraten gesteuert werden, kann an der Anschlusszone eine beispielsweise die Funktion eines Leistungsverstärkers übernehmende Arbeitseinheit installiert werden, wobei nun das zugeordnete Steuerventil die Betätigung der Arbeitseinheit steuert, bezüglich der das erforderliche Druckmedium über die Ventilträgerkanäle zugeführt und abgeführt wird, welche über entsprechend größere Querschnitte verfügen. Die auf diese Weise von der Arbeitseinheit hervorgerufene Druckmittelströmung lässt sich am Arbeitskanal der Arbeitseinheit abgreifen. Ein und dieselbe Ventilanordnung ermöglicht somit, in Abhängigkeit von der gewählten Installationsvariante an der Anschlusszone, eine direkte Ansteuerung durch das Steuerventil oder den Einsatz einer vorgesteuerten Arbeitseinheit.

Als Arbeitseinheit kommt beispielsweise ein fluidbetätigtes Verteilerventil zum Einsatz, dessen Schaltstellung durch das mit ihm in Wirkverbindung stehende Steuerventil vorgegeben werden kann. Möglich sind aber beispielsweise auch Vakuumanwendungen, wobei die Arbeitseinheit als Vakuumerzeugereinheit oder Vakuumverteilereinheit konzipiert sein kann.

Speziell wenn es sich bei der Arbeitseinheit um eine Vakuumverteilereinheit handelt, der über einen der Ventilträgerkanäle Vakuum zugeführt wird, das entsprechend der Schaltstellung am Arbeitskanal abgegriffen werden kann, empfiehlt es sich, die Ventilträgerkanäle mit im Ventilträger verlaufenden Betriebskanälen zu verknüpfen, die bezüglich des Speisekanals und des Abführkanals gesondert ausgebildet sind. Somit kann das Steuerventil in üblicher Weise mit unter Überdruck stehendem Druckmittel versorgt werden, während unabhängig davon eine Versorgung der Arbeitseinheiten mit Unterdruck gewährleistet ist. Eine solche gesonderte Kanalgestaltung ermöglicht im Übrigen auch den Betrieb mit unterschiedlich hohen Überdrücken.

Bevorzugt ist die Ventilanordnung mit einer Mehrzahl von Anschlusszonen ausgestattet, die zweckmäßigerweise in einer linearen Reihe aufeinanderfolgend am Ventilträger angeordnet sind. In diesem Zusammenhang kann der Ventilträger mit einer dieser Anzahl von Anschlusszonen entsprechenden Anzahl von Steuerventilen ausgestattet sein, so dass jeder Anschlusszone ein Steuerventil zugeordnet ist. Hier besteht aber auch die Möglichkeit, die Steuerventile lösbar an Bestückungsflächen des Ventilträgers zu montieren, wobei eine der Anzahl der Anschlusszonen entsprechende Anzahl von Bestückungsflächen vorhanden ist und wobei die Möglichkeit besteht, solche Steuerventile, die nicht benötigt werden, zu entfernen und, bei Bedarf, die dadurch freigelegte Bestückungsfläche durch ein Verschlussteil zu verschließen.

Die geschilderte Mehrfachanordnung eröffnet auch die Möglichkeit, eine Installationsvariante vorzusehen, die sich gleichzeitig an mehreren benachbarten Anschlusszonen installieren lässt. So kann bei einer bevorzugten Installationsvariante ein Verteilerventil vorgesehen sein, das gleichzeitig an zwei benachbarten Anschlusszonen montiert wird und mit den Kanalausgängen sämtlicher an den beiden Anschlusszonen ausmündender Ventilträgerkanäle kommuniziert. Auf diese Weise ist eine weitere Leistungserhöhung möglich, die größere Durchflussraten zulässt als ein nur an einer Anschlusszone montiertes Verteilerventil. Außerdem besteht hier zweckmäßigerweise die Möglichkeit, die Ansteuerung des größer dimensionierten Verteilerventils weiterhin durch nur ein Steuerventil zu bewerkstelligen, wobei das andere, im entsprechenden Raster liegende Steuerventil entfallen kann.

Der Ventilträger ist zweckmäßigerweise plattenartig mit Längsgestalt ausgebildet. Er kann in Längsrichtung durchgehend oder in einzelne Segmente unterteilt sein.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilanordnung in perspektivischer Darstellung, wobei verschiedene Installationsvarianten illustriert sind,
2 die Ventilanordnung aus 1 in schematischer, schaltbildartiger Darstellung und
3 einen Ausschnitt einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Ventilanordnung in einer der 2 entsprechenden Darstellungsweise.
Die in ihrer Gesamtheit mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Ventilanordnung verfügt bei beiden Ausführungsbeispielen über einen zweckmäßigerweise platten- oder leistenähnlich gestalteten, länglichen Ventilträger 2. Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 ist der Ventilträger 2 ein in Richtung seiner Längsachse 3 durchgehendes Bauteil. Alternativ kann aber auch eine segmentierte Bauform vorliegen, wie sie in 3 exemplarisch gezeigt ist. Hier setzt sich der Ventilträger 2 aus einzelnen Ventilträger-Segmenten 4 zusammen, die in Richtung der Längsachse 3 aufeinanderfolgend angeordnet und aneinander angesetzt sind. Durch nicht näher dargestellte Befestigungsmittel sind sie, vorzugsweise in lösbarer Weise, miteinander verbunden.
Die nachfolgenden Ausführungen beziehen sich gleichzeitig auf beide Ausführungsformen, sofern im Einzelfall nichts anderes gesagt ist.
Im Innern des Ventilträgers 2 verlaufen ein Speisekanal 5 und ein Abführkanal 6. Beide Kanäle durchziehen den Ventilträger 2 in Längsrichtung in zueinander paralleler Anordnung. Sie münden an einander entgegengesetzten Stirnflächen 7a, 7b des Ventilträgers 2 aus, wobei die der einen Stirnfläche 7a zugeordneten Ausmündungen als Anschlussöffnungen gestaltet sind, die den Anschluss von nicht näher dargestellten Druckmittelleitungen ermöglichen. Über diese Druckmittelleitungen kann von einer Druckquelle P stammendes Druckmittel in den Speisekanal 5 eingespeist werden und kann verbrauchtes Druckmittel aus dem Abführkanal abgeführt werden. An den Abführkanal 6 ist nicht notwendigerweise eine Druckmittelleitung anzuschließen; möglich wäre auch beispielsweise das Anschließen eines Schalldämpfers. Letzteres insbesondere in dem bevorzugten Anwendungsfall der Ventilanordnung, bei dem diese mit Druckluft als Druckmittel betrieben wird.
Die Kanalausmündungen an der entgegengesetzten Stirnfläche 7b sind durch Stopfen oder ähnliche Verschlussmittel 8 fluiddicht verschlossen. Alternativ kann aber auch hier die Zufuhr und Abfuhr des Druckmittels stattfinden.
An einer der längsseitigen Außenflächen des Ventilträgers 2 sind mehrere in Richtung der Längsachse 3 aufeinanderfolgende Bestückungsflächen 12 vorgesehen, an denen jeweils ein elektrisch betätigbares Steuerventil 13 lösbar montiert werden kann. Die Steuerventile 13 enthalten jeweils einen Ventilteil 14 und einen elektrischen Antriebsteil 15. Der Ventilteil 14 hat ein nicht näher dargestelltes Ventilglied, das durch den Antriebsteil 15 in unterschiedlichen Schaltstellungen positioniert werden kann. Beim Ausführungsbeispiel handelt es sich um 3/2-Wegeventile in einer Ausgestaltung als Magnetventile mit elektromagnetischem Antriebsteil 15. Alternative Antriebsteile 15 könnten beispielsweise auf piezoelektrischem Betätigungsprinzip beruhen.
Die Steuerventile 13 sind durch Schrauben 16 oder sonstige geeignete Befestigungsmittel am Ventilträger 2 fixiert. Sie sind dabei aufeinanderfolgend aufgereiht, wobei die Aufreihungsrichtung mit der Längsrichtung des Ventilträgers 2 zusammenfällt.
Der Speisekanal 5 verfügt im Innern des Ventilträgers 2 über Abzweigungen, die zu den einzelnen Bestückungsflächen 12 führen. Auf diese Weise mündet jeder Speisekanal 5 an jeder Bestückungsfläche 12 mit einem Speisekanalausgang 17 aus. Vergleichbare Abzweigungen besitzt auch der Abführkanal 6, der folglich mit je einem Abführkanalausgang 18 ebenfalls zu jeder Bestückungsfläche 12 ausmündet.
Im Innern des Ventilträgers 2 verläuft des Weiteren eine der Anzahl der Bestückungsflächen 12 entsprechende Anzahl von Steuerkanälen 22. Von jeder Bestückungsfläche 12 geht einer dieser Steuerkanäle 22 aus und mündet andernends mit einem Steuerkanalausgang 23 an einer längsseitigen Außenfläche des Ventilträgers 2 aus. Bevorzugt schließt sich diejenige Außenfläche, die die Steuerkanalausgänge 23 aufweist, unmittelbar an die die Bestückungsflächen 12 aufweisende Außenfläche an, wobei sie rechtwinkelig zu dieser verläuft. Beim Ausführungs beispiel liegen die Bestückungsflächen 12 an einer der beiden größerflächigen Außenflächen des plattenartigen Ventilträgers 2, während die Steuerkanalausgänge 23 an einer der beiden schmäleren längsseitigen Außenflächen vorgesehen sind.
Jeder Steuerkanalausgang 23 liegt in einem als Anschlusszone 24 bezeichneten Außenflächenbereich des Ventilträgers 2. Auf diese Weise findet sich außen am Ventilträger 2 eine Mehrzahl von Anschlusszonen 24, in denen sich jeweils einer der Steuerkanalausgänge 23 befindet. Bevorzugt sind die Anschlusszonen 24 in Längsrichtung des Ventilträgers 2 aufeinanderfolgend angeordnet, wobei zweckmäßigerweise jeweils eine Anschlusszone 24 auf gleicher axialer Höhe mit einer Bestückungsfläche 12 bzw. einem Steuerventil 13 liegt.
Die Steuerkanalausgänge 23 sind dahingehend gestaltet, dass sie bei Bedarf jeweils den lösbaren Anschluss einer Druckmittelleitung 25 ermöglichen. Beispielsweise verfügen die Steuerkanalausgänge 23 über ein Innengewinde, an dem sich ein Anschlussstück 26 fixieren lässt, an dem seinerseits, durch einen Steckvorgang, eine Druckmittelleitung unter Abdichtung lösbar festgelegt werden kann. Die Anschlussstücke können so genannte "Push-Pull"-Bauformen sein. Es besteht auch die Möglichkeit, die Steuerkanalausgänge 23 so auszubilden, dass ein Anschlussstück 26 durch Einstecken und/oder Einpressen bei Bedarf fixiert werden kann.
Die angeschlossene Druckmittelleitung 25 kann zu einem zu betätigenden Verbraucher führen, beispielsweise zu einem durch Fluidkraft betätigbaren Antrieb.
Derart ausgestattet können die Steuerventile 13, jeweils getrennt voneinander, durch elektrische Betätigungssignale so geschaltet werden, dass sie wahlweise eine von zwei möglichen Schaltstellungen einnehmen. In der einen Schaltstellung steht der Speisekanal 5 mit dem Steuerkanal 22 in Verbindung, während gleichzeitig der Abführkanal 6 abgetrennt ist. Das Druckmittel aus dem Speisekanal 5 wird dann über den Steuerkanal 22 und den Steuerkanalausgang 23 zur angeschlossenen Druckmittelleitung 25 und damit unmittelbar zum angeschlossenen Verbraucher ausgegeben.
In der anderen Schaltstellung ist der Speisekanal 5 abgetrennt und der Steuerkanal 22 steht mit dem Abführkanal 6 in Verbindung, so dass das Druckmittel vom Verbraucher über die angeschlossene Druckmittelleitung 25 zurückströmen und über den Abführkanal 6 abgeführt werden kann.
Bei einer solchen Betriebsweise arbeitet das Steuerventil 13 unmittelbar als Hauptventil.
Die elektrischen Betätigungssignale werden den elektrischen Antriebsteilen 15 der Steuerventile 13 durch elektrische Leiter 27 zugeführt, die zweckmäßigerweise im Innern des Ventilträgers 2 verlaufen und von einer Steuerelektronik 28 ausgehen, in der die Betätigungssignale erzeugt oder verarbeitet werden. Die Steuerelektronik 28 ist zweckmäßigerweise an dem Ventilträger 2 angeordnet und kann über Steckverbindungsmittel 32 verfügen, die über nicht gezeigte Kabel einen Anschluss an eine übergeordnete Steuereinrichtung oder eine Busvernetzung ermöglichen. Die Steuerelektronik 28 kann von einer Feldbusstation gebildet sein oder eine solche zumindest enthalten.
Die Kontaktierung der elektrischen Antriebsteile 15 geschieht zweckmäßigerweise durch lösbare Kontaktverbindungen, beispielsweise Steckverbindungen.
Im Übrigen wäre es auch möglich, anstelle der geschilderten elektrischen Verkettung der Steuerventile 13 auch elektrische Einzelanschlüsse der einzelnen Steuerventile 13 vorzunehmen.
Zusätzlich zu den bereits erwähnten Kanälen verlaufen im Innern des Ventilträgers 2 mehrere weitere Kanäle, die als Ventilträgerkanäle 33, 34 bezeichnet seien. Beim Ausführungsbeispiel sind die Ventilträgerkanäle 33, 34 jeder Anschlusszone 24 paarweise zugeordnet, wobei im Folgenden pro Anschlusszone 24 von einem ersten und einem zweiten Ventilträgerkanal 33, 34 die Rede sein wird.
Die ersten und zweiten Ventilträgerkanäle 33, 34 münden jeweils einerseits über erste bzw. zweite Kanalausgänge 35, 36 an der zugeordneten Anschlusszone 24 aus. Beim Ausführungsbeispiel der 1 und 2 ist das entgegengesetzte Ende des ersten Ventilträgerkanals 33 im Innern des Ventilträgers 2 an den Speisekanal 5 angeschlossen (Anschlussstelle 37a) und das entgegengesetzte Ende des zweiten Ventilträgerkanals 34 kommuniziert an einer Anschlussstelle 37b mit dem Abführkanal 6. Somit kann über die Ventilträgerkanäle 33, 34 Druckmittel zur betreffenden Anschlusszone 24 zugeführt bzw. von dieser abgeführt werden.
Der gleiche Effekt ergibt sich bei der Ausführungsform gemäß 3, jedoch mit einer etwas abgewandelten Konstruktion. Hier verlaufen im Innern des Ventilträgers 2, zusätzlich zum Speisekanal 5 und zum Abführkanal 6, zwei bezüglich diesen Kanälen gesonderte Fluidkanäle, die zur besseren Unterscheidung als erster und zweiter Betriebskanal 38, 39 bezeichnet seien. Sie erstrecken sich zweckmäßigerweise parallel zum Speisekanal 5 und Abführkanal 6. Der erste Betriebskanal 38 wird bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel als weiterer Speisekanal eingesetzt, der über eine stirnseitige Anschlussöffnung des Ventilträgers 2 mit einer Druckquelle P_B verbindbar ist, um unter einem bestimmten Druck stehendes Druckmittel einzuspeisen. Vergleichbar dem Abführkanal 6 bildet der zweite Betriebskanal 39 einen weiteren Abführkanal, über den zurückkommendes Druckmittel abgeführt werden kann, was durch R_B angedeutet ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 3 ist nun der erste Ventilträgerkanal 33 nicht an den Speisekanal 5, sondern an den ersten Betriebskanal 38 angeschlossen. Entsprechend erfolgt eine Verbindung des zweiten Ventilträgerkanals 34 mit dem zweiten Betriebskanal 39. Somit besteht wiederum die Möglichkeit, Druckmittel zu den einzelnen Anschlusszonen 24 zuzuführen bzw. von diesen abzuführen, nunmehr allerdings unabhängig von den Druckverhältnissen im Speisekanal 5 und Abführkanal 6. Man kann also insbesondere Druckverhältnisse zur Verfügung stellen, die von denjenigen des Speisekanals 5 abweichen und entweder höher oder niedriger sind.
Alles in allem ist somit jede Anschlusszone 24 beim Ausführungsbeispiel mit einem Steuerkanalausgang 23 eines Steuerkanals 22 und mit den beiden Kanalausgängen 35, 36 zweier Ventilträgerkanäle 33, 34 ausgestattet. Zusätzlich sind jeder Anschlusszone 24 Befestigungsmittel 42 zugeordnet, die es ermöglichen, noch zu erläuternde Komponenten, die an die Anschlusszone 24 angesetzt sind, dort zu fixieren.
Auf Grund der geschilderten fluidtechnischen Ausstattung kann die Ventilanordnung 1 sehr variabel betrieben werden. Die Variabilität resultiert aus den unterschiedlichen Ausstattungsmöglichkeiten der einzelnen Anschlusszonen 24. Hier sind, dem Anwendungszweck entsprechend, mehrere alternative Ausstattungen möglich. Die unterschiedlichen Ausstattungsmaßnahmen seien hier als Installationsvarianten bezeichnet, von denen wenigstens zwei vorgesehen sind, wobei die beispielsgemäße Ventilanordnung jedoch über eine noch größere Anzahl verschiedener Installationsvarianten verfügt.
Die erste Installationsvariante ist oben bereits angesprochen worden. Sie besteht im Anschluss einer vom Ventilträger 2 wegführenden Druckmittelleitung 25 an einem der Steuerkanalausgänge 23 der betreffenden Anschlusszone 24.
Im Falle der 1 und 2 ist es allerdings zweckmäßig, in der ersten Installationsvariante zusätzlich ein Verschließen der Kanalausgänge 35, 36 der beiden an der zugeordneten An schlusszone 24 ausmündenden Ventilträgerkanäle 33, 34 vorzusehen. Dadurch wird ein Ausströmen von Druckmittel aus dem angeschlossenen Speisekanal 5 verhindert und ebenso ein Austritt von Druckmittel, das über den Abführkanal 6, von etwaigen anderen Anschlusszonen 24 her, abströmt.
Zum Verschließen der beiden Kanalausgänge 35, 36, ohne Behinderung des Zuganges zum benachbarten Steuerkanalausgang 23, ist beim Ausführungsbeispiel gemäß 1 und 2 ein zweckmäßigerweise plattenartig gestaltetes Verschlussteil 43 vorgesehen, das sich unter Überdeckung der Kanalausgänge 35, 36 und unter Freilassung des Steuerkanalausganges 23 an die Anschlusszone 24 unter Abdichtung ansetzen und befestigen lässt. Zur Befestigung können weitere Befestigungsmittel 44, beispielsweise Schrauben, vorgesehen sein, die sich mit den der Anschlusszone 24 zugeordneten Befestigungsmitteln 42, beispielsweise Gewindebohrungen, in Eingriff bringen lassen.
Alternativ bestünde auch die Möglichkeit, die Kanalausgänge 35, 36 durch einzelne, gesonderte Verschlussstopfen abzusperren.
Eine vergleichbare Verschlussmaßnahme empfiehlt sich auch bei der Bauform gemäß 3. Sie kann jedoch entfallen, wenn die beiden Betriebskanäle 38, 39 nicht betrieben werden. Dies ist dann der Fall, wenn bei allen Anschlusszonen 24 die erste Installationsvariante vorgesehen ist und folglich keiner der Kanalausgänge 35, 36 mit Druckmittel versorgt werden muss.
Bei einer alternativen, zweiten Installationsvariante ist an der betreffenden Anschlusszone 24 der Anbau einer fluidbetätigten Arbeitseinheit 45 vorgesehen. Sie verfügt über interne Fluidkanäle 46, die im montierten Zustand der Arbeitseinheit 45 in einer gewünschten Zuordnung mit den ersten und zweiten Kanalausgängen 35, 36 sowie dem Steuerkanalausgang 23 der betreffenden Anschlusszone 24 kommunizieren.
Im Rahmen der zweiten Installationsvariante besteht die Möglichkeit, eine lediglich an einer Anschlusszone 24 montierte Arbeitseinheit 45 vorzusehen, wie sie in 1 und 2 unter Bezugsziffer 45a gezeigt ist. Alternativ kann auch eine größer bauende Arbeitseinheit 45, 45b vorgesehen werden, die im montierten Zustand gleichzeitig mehrere unmittelbar benachbarte Anschlusszonen 24 ganz oder teilweise überdeckt. Beim Ausführungsbeispiel ist diesbezüglich eine Arbeitseinheit 45, 45b vorgesehen, die gleichzeitig an zwei benachbarten Anschlusszonen 24 montiert ist. Diese Arbeitseinheit 45, 45b ist quasi im "doppelten Raster" angebaut.
Die Arbeitseinheiten 45 sind für fluidische Betätigung ausgelegt und werden durch fluidische Steuersignale betätigt, die an dem mit ihnen kommunizierenden Steuerkanalausgang 23 durch entsprechende Aktivierung des zugehörigen Steuerventils 13 hervorgerufen werden. Der Betriebszustand der Arbeitseinheiten 45 wird also durch das zugeordnete Steuerventil 13 vorgegeben.
Jede Arbeitseinheit 45 enthält mindestens einen Arbeitskanal 47. Dieser ist beim Ausführungsbeispiel so angeordnet, dass er an einem von außen her zugänglichen Arbeitskanalausgang 48 abgegriffen werden kann. Beim Ausführungsbeispiel ist der Arbeitskanalausgang 48 exemplarisch mit Anschlussmitteln 52 ausgestattet, die ein lösbares Anschließen einer zu einem Verbraucher führenden Druckmittelleitung 53 gestatten. Die Anschlussmittel 52 sind insbesondere jeweils von einem Anschlussstück gebildet, an dem die Druckmittelleitung 53 durch eine Steckverbindung unter Abdichtung lösbar festgelegt werden kann.
In dem Arbeitskanal 47 kann, entsprechend dem Betätigungszustand des zugeordneten Steuerventils 13, eine von den Ventilträgerkanälen 33, 34 abgeleitete Druckmittelströmung hervorgerufen werden. Die Art und Weise, wie diese Druckmittelströmung hervorgerufen wird, hängt von der jeweils verwendeten Bauform der Arbeitseinheit 45 ab.
Die Ausführungsbeispiele zeigen unter anderem Arbeitseinheiten 45, die jeweils von einem fluidbetätigten Verteilerventil 54 gebildet sind.
Das Verteilerventil 54 hat zweckmäßigerweise mindestens ein bewegliches Ventilglied, vorzugsweise einen Ventilschieber, dem mindestens eine Beaufschlagungsfläche zugeordnet ist. Wird die Beaufschlagungsfläche mit Druckmittel aus dem zugeordneten Steuerkanal 22 beaufschlagt, schaltet das Verteilerventil 54 um. Die Rückstellung kann beispielsweise durch Federkraft erfolgen und dadurch ausgelöst werden, dass man den Steuerkanal 22 durch entsprechendes Umschalten des zugeordne ten Steuerventils 13 entlüftet. Bei einer bevorzugten Bauform sind die Verteilerventile 54 als 3/2-Wegeventile ausgebildet.
Es ist auf diese Weise möglich, im Rahmen der zweiten Installationsvariante eine vorgesteuerte Betätigung der vorhandenen Verteilerventile 54 vorzunehmen. In Abhängigkeit von dem durch das Steuerventil 13 vorgegebenen Betätigungszustand sorgt das Verteilerventil 54 für eine Druckmittelverbindung zwischen seinem Arbeitskanal 47 und dem mit einem Speisekanal verbundenen ersten Ventilträgerkanal 33, oder für eine Unterbrechung dieser Verbindung, bei gleichzeitiger Verknüpfung des Arbeitskanals 47 mit dem zweiten Ventilträgerkanal 34.
Im Vergleich zur ersten Installationsvariante kann ein angeschlossener Verbraucher somit mit höherem Druckmitteldurchsatz versorgt werden.
Innerhalb der zweiten Installationsvariante ist eine nochmalige Leistungserhöhung möglich, wenn das Verteilerventil 54 – wie bei 54a gezeigt – größer dimensioniert und gleichzeitig an zwei benachbarte Anschlusszonen 24 angesetzt wird. Zur Befestigung können wiederum, wie bei sämtlichen Arbeitseinheiten 45, die schon erwähnten weiteren Befestigungsmittel 44 in Verbindung mit den ventilträgerseitigen Befestigungsmitteln 42 verwendet werden. Im Rahmen einer solchen Doppeltbelegung besteht die aus dem Schaltbild der 2 hervorgehende Möglichkeit, die einander entsprechenden Ventilträgerkanäle 33, 34 parallel zuschalten und, in Verbindung mit größer dimensionierten Verteilerventilkanälen, höhere Fluiddurchsätze zur Verfügung zu stellen.
Sofern weiterhin, wie abgebildet, ein Verteilerventil 54 mit Federrückstellung eingesetzt wird, genügt zur Betätigung ein einziges Steuerventil 13, 13a. Dessen Steuerkanal 22, 22a kommuniziert funktionswirksam in der oben schon geschilderten Weise mit dem Verteilerventil 54, 54a. Das nicht benötigte zweite Steuerventil kann entfernt werden, wobei an seiner Stelle zweckmäßigerweise ein beispielsweise plattenartiges Verschlussteil 55 an der entsprechenden Bestückungsfläche montiert wird, das die an der Bestückungsfläche ausmündenden Fluidkanäle dicht verschließt. Zusätzlich kann das Verschlussteil 55 auch eventuell freiliegende Kontaktmittel der elektrischen Leiter 27 abdecken.
Es versteht sich, dass bei einem in doppeltwirkender Betriebsweise betätigbaren Verteilerventil 54 durchaus beide zugeordneten Bestückungsflächen 12 mit jeweils einem Steuerventil 13 bestückt sein können, die dann jeweils für ein Umschalten des Ventilgliedes in die eine bzw. andere Richtung verantwortlich sind.
Bei Bedarf kann das Verteilerventil beispielsweise auch als 4/2-Wegeventil realisiert werden.
Als Arbeitseinheit 45 kann jeweils auch eine Vakuumeinheit 56 vorgesehen sein, wie sie in 3 strichpunktiert bei 56 angedeutet ist. Sie ist dahingehend aufgebaut, dass an ihrem Arbeitskanalausgang 48, bei entsprechendem Betätigungszustand, ein Unterdruck abgreifbar ist. Dieser Unterdruck kann dann beispielsweise im Zusammenhang mit einem über eine Druckmittelleitung 53 angeschlossenen Sauggreifer eingesetzt werden, um Gegenstände festzuhalten und/oder zu transportieren.
Die Vakuumeinheit 56 kann eine Vakuumerzeugereinheit sein, die mindestens eine Ejektoreinrichtung beinhaltet, die auf Basis des über den ersten Ventilträgerkanal 33 eingespeisten Druckmittels einen Absaugeffekt hervorruft. Alternativ besteht aber auch die Möglichkeit, die Vakuumeinheit als Vakuumverteilereinheit auszuführen, die vergleichbar einem Ventilverteiler arbeitet und die über wenigstens einen Ventilträgerkanal mit Vakuum beaufschlagt wird, das dann, bei entsprechendem Betätigungszustand, an den Arbeitskanalausgang 48 gelegt werden kann.
Bei der letztgenannten Variante empfiehlt sich ein Kanalaufbau des Ventilträgers 2, wie er bei der Ausführungsform gemäß 3 gezeigt ist, die über getrennt vom Speisekanal 5 und Abführkanal 6 ausgebildete Betriebskanäle 38, 39 verfügt. Einer dieser Betriebskanäle kann hier das Vakuum liefern.
Ist eine Vakuumeinheit 56 im doppelten Raster ausgeführt, belegt also gleichzeitig zwei Anschlusszonen 24, kann eines der zugeordneten Steuerventile 13 zur Steuerung der Vakuumbeaufschlagung und das andere Steuerventil 13 zur Aufgabe eines so genannten Abwurfimpulses herangezogen werden. Der Abwurfimpuls bewirkt ein Belüften mit atmosphärischem Druck oder Überdruck des Arbeitskanals 47, um den Unterdruck rasch abzubauen, so dass ein an einem Sauggreifer anhaftender Gegen stand abgelegt wird.
In 1 ist noch eine weitere, ebenfalls alternativ realisierbare dritte Installationsvariante gezeigt. Sie zeichnet sich durch Verschlussmittel 57 aus, die an wenigstens einer Anschlusszone 24 installierbar sind, um sämtliche an dieser Anschlusszone 24 vorgesehenen Kanalausgänge dicht zu verschließen. Nicht benötigte Anschlusszonen 24 können auf diese Weise deaktiviert werden. Bei den Verschlussmitteln 57 handelt es sich zweckmäßigerweise um eine Verschlussplatte. Die Verschlussmittel 57 können größenmäßig so ausgeführt sein, dass sie entweder jeweils nur eine Anschlusszone 24 oder gleichzeitig mehrere benachbarte Anschlusszonen 24 verschließen. Zur Befestigung können wiederum weitere Befestigungsmittel 44 der oben geschilderten Art eingesetzt werden.

Claims

Ventilanordnung, mit einem einen Speisekanal (5) und einen Abführkanal (6) für ein fluidisches Druckmittel aufweisenden Ventilträger (2), der mit mindestens einem elektrisch betätigbaren Steuerventil (13) ausgestattet ist, das in der Lage ist, einen ebenfalls im Ventilträger (2) verlaufenden Steuerkanal (22) wahlweise mit dem Speisekanal (5) oder dem Abführkanal (6) zu verbinden, wobei der Ventilträger (2) mindestens eine Anschlusszone (24) aufweist, in der sich zumindest ein Steuerkanalausgang (23) des Steuerkanals (22) befindet, wobei die Anschlusszone (24) zur alternativen Ausstattung mit wenigstens zwei Installationsvarianten vorgesehen ist, von denen sich eine erste Installationsvariante durch den Anschluss einer vom Ventilträger (2) wegführenden Druckmittelleitung (25) an den Steuerkanalausgang (23) auszeichnet und eine zweite Installationsvariante den Anbau einer an den Steuerkanalausgang (23) anschließbaren und mindestens einen Arbeitskanal (47) aufweisenden Arbeitseinheit (45) vorsieht, dadurch gekennzeichnet, dass an der mindestens einen Anschlusszone (24) zusätzlich zu dem mindestens einen Steuerkanalausgang (23) die Kanalausgänge (35, 36) zweier zur Zufuhr und Abfuhr von Druckmittel dienender Ventilträgerkanäle (33, 34) vorgesehen sind, wobei die in der zweiten Installationsvariante angebaute Arbeitseinheit (45) zusätzlich mit den beiden Kanalausgängen (35, 36) der Ventilträgerkanäle (33, 34) verbunden ist und als fluidbetätigte Arbeitseinheit ausgebildet ist, die über an dem Steuerkanalausgang (23) erzeugte fluidische Steuersignale fluidisch betätigbar ist, um in dem Arbeitskanal (47) eine von den angeschlossenen Ventilträgerkanälen (33, 34) abgeleitete Druckmittelströmung hervorzurufen.
Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Installationsvariante an dem Steuerkanalausgang (23) ein Anschlussstück (26) fixiert ist, das einen lösbaren Anschluss einer Druckmittelleitung (53), zweckmäßigerweise durch einen Steckvorgang, ermöglicht.
Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Installationsvariante einzelne Verschlussstopfen oder ein gemeinsames, zweckmäßigerweise plattenförmiges, Verschlussteil (43) zum Verschließen der Kanalausgänge (35, 36) der Ventilträgerkanäle (33, 34) an der betreffenden Anschlusszone (24) vorgesehen sind bzw. ist.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusszone (24) zur alternativen Ausstattung mit einer dritten Installationsvariante ausgebildet ist, die sich durch Verschlussmittel( 57) zum Ver schließen sämtlicher an der betreffenden Anschlusszone (24) vorgesehener Kanalausgänge (23, 33, 34) auszeichnet, wobei die Verschlussmittel (57) zweckmäßigerweise von einer lösbar anbaubaren Verschlussplatte gebildet sind.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Arbeitskanal (47) der Arbeitseinheit (45) einen Arbeitskanalausgang (48) aufweist, an dem Anschlussmittel (52) vorgesehen sind, die ein lösbares Anschließen einer zu einem Verbraucher führbaren Druckmittelleitung (53) gestatten.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei mindestens einem Steuerventil (13) um ein 3/2-Wegeventil handelt.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Arbeitseinheit (45) von einem fluidbetätigten Verteilerventil (54) gebildet ist, das zweckmäßigerweise geeignet ist, um in Abhängigkeit vom Betätigungszustand eine Druckmittelverbindung zwischen einerseits dem Arbeitskanal (47) und andererseits je einem der beiden Ventilträgerkanäle (33, 34) vorzugeben.
Ventilanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Verteilerventil (54) als 3/2-Wegeventil ausgebildet ist.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Arbeitseinheit (45) eine als Vakuumerzeugereinheit oder Vakuumverteilereinheit ausgebildete Vakuumeinheit (56) ist.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass von den beiden an einer jeweiligen Anschlusszone (24) ausmündenden Ventilträgerkanälen (33, 34) der jeweils eine mit dem Speisekanal (5) und der jeweils andere mit dem Abführkanal (6) verbunden ist.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ventilträger (2) zwei bezüglich des Speisekanals (5) und des Abführkanals (6) gesonderte Betriebskanäle (38, 39) verlaufen, die jeweils mit einem der beiden an einer jeweiligen Anschlusszone (24) ausmündenden Ventilträgerkanälen (33, 34) verbunden sind.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges Steuerventil (13) an einer außen am Ventilträger (2) vorgesehenen Bestückungsfläche (12) montierbar ist, an der zweckmäßigerweise sowohl der zugeordnete Steuerkanal (22) als auch die zugeordneten Speise- und Abführkanäle (5, 6) ausmünden.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Anschlusszonen (24) an dem Ventilträger (2), die wahlweise mit gleichen oder unterschiedlichen Installationsvarianten ausgestattet werden können.
Ventilanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusszonen (24) in einer linearen Reihe aufeinanderfolgend am Ventilträger (2) vorgesehen sind.
Ventilanordnung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass mehreren, und zweckmäßigerweise sämtlichen Anschlusszonen (24) an dem Ventilträger (2) jeweils ein eigenes Steuerventil (13) zugeordnet ist.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, gekennzeichnet durch eine der Anzahl von Anschlusszonen (24) entsprechende Anzahl von Bestückungsflächen (12), die zweckmäßigerweise jeweils nach Bedarf mit einem Steuerventil (13) oder mit einem die an der Bestückungsfläche (12) ausmündenden Kanäle verschließenden Verschlussteil (55) bestückbar sind.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Installationsvariante ausgebildet ist, um gleichzeitig an mehreren, zweckmäßigerweise zwei, benachbarten Anschlusszonen (24) installierbar zu sein.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Installationsvariante eine fluidbetätigte Arbeitseinheit (45, 45b) aufweist, die durch mit am Ventilträger (2) vorgesehenen Befestigungsmitteln (42) zusammenarbeitende weitere Befestigungsmittel (44) gleichzeitig an zwei benachbarten Anschlusszonen (24) montiert ist.
Ventilanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitseinheit (45), je nach Ausgestaltung, durch lediglich ein Steuerventil (13) oder durch beide zugeordnete Steuerventile (13) betätigbar ist.