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Dokumentenidentifikation DE102006024762A1 06.12.2007
Titel Ventil
Anmelder FESTO AG & Co., 73734 Esslingen, DE
Erfinder Bertsch, Rainer, Dipl.-Ing.(FH), 70597 Stuttgart, DE;
Wolter, Eberhard, Dipl.-Ing.(FH), 73760 Ostfildern, DE
Vertreter Patentanwälte Magenbauer & Kollegen, 73730 Esslingen
DE-Anmeldedatum 27.05.2006
DE-Aktenzeichen 102006024762
Offenlegungstag 06.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.12.2007
IPC-Hauptklasse F16K 27/00(2006.01)A, F, I, 20060527, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Ventil (10; 110) zur Ansteuerung eines fluidtechnischen Arbeitsgeräts (11), mit einem Basisgehäuse (13; 113), das eine Ventilkammer (18) aufweist, in der ein Ventilglied (19) zum Beeinflussen einer Fluid-Verbindung zwischen Anschlüssen zum Anschluss des Arbeitsgeräts entlang einer Längsachse (20) der Ventilkammer (18) hin und her beweglich ist, und mit mindestens einem Deckel (17; 117) zum Verschließen der Ventilkammer (18). Bei dem Ventil ist vorgesehen, dass der mindestens eine Deckel (17; 117) an dem Basisgehäuse (13; 113) mittels einer Steckverbindung angeordnet ist, bei der ein Deckel-Steckverbindungsabschnitt (60) des mindestens einen Deckels und ein Basisgehäuse-Steckverbindungsabschnitt (61) des Basisgehäuses (13; 113) ineinander gesteckt sind, und dass ein Spannstift (80; 180) in einen die Steckverbindungsabschnitte (60, 61) quer zu der Längsachse (20) durchsetzenden Befestigungskanal (50; 150) eingepresst ist und den mindestens einen Deckel in Richtung des Basisgehäuses (13; 113) spannt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Ventil zur Ansteuerung eines fluidtechnischen Arbeitsgeräts, mit einem Basisgehäuse, das eine Ventilkammer aufweist, in der ein Ventilglied zum Beeinflussen einer Fluid-Verbindung zwischen Anschlüssen zum Anschluss des Arbeitsgeräts entlang einer Längsachse der Ventilkammer hin und her beweglich ist, und mit einem mindestens einem Deckel zum Verschließen der Ventilkammer.

Das Arbeitsgerät ist beispielsweise ein pneumatischer Zylinder, das an Arbeitsanschlüsse des Ventils angeschlossen ist. Das Basisgehäuse hat eine Ventilkammer, in deren Längsachse das Ventilglied bewegt wird. Das Ventilglied hat z.B. eine Längsgestalt und wird von einer Stirnseite her in die Ventilkammer eingeführt, die anschließend mit einem oder zwei Deckeln stirnseitig verschlossen wird. Üblicherweise werden Deckel an das Basisgehäuse angeschraubt oder mittels Klammerbefestigungen gehalten.

Bei der Montage des Deckels ist zu beachten, dass dieser die Ventilkammer dicht verschließt und möglichst einfach zu montieren ist. Dies ist mit herkömmlichen Montagetechniken nicht immer realisierbar.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ventil vorzuschlagen, dessen Deckel einfach montierbar ist und die Ventilkammer dicht verschließt.

Zur Lösung der Aufgabe ist bei dem Ventil der eingangs genannten Art vorgesehen, dass der mindestens eine Deckel an dem Basisgehäuse mittels einer Steckverbindung angeordnet ist, bei der ein Deckel-Steckverbindungsabschnitt des mindestens einen Deckels und ein Basisgehäuse-Steckverbindungsabschnitt des Basisgehäuses ineinander gesteckt sind, und dass ein Spannstift in einen die Steckverbindungsabschnitte quer zu der Längsachse durchsetzenden Befestigungskanal eingepresst ist und den mindestens einen Deckel in Richtung des Basisgehäuses spannt.

Das erfindungsgemäße Ventil kann einfach montiert werden. Der Deckel wird auf das Basisgehäuse aufgesteckt. Eine Steckaufnahme kann am Basisgehäuse und ein Steckvorsprung kann am Deckel oder umgekehrt vorhanden sein. Nach dem Stecken kann der Deckel vorteilhaft noch verhältnismäßig "locker" auf dem Basisgehäuse sitzen. Zunächst ist vorzugsweise ein Formschluss zwischen dem Deckel und dem Basisgehäuse vorhanden. Sodann wird der Spannstift in den Befestigungskanal eingepresst, beispielsweise von oben her in den Befestigungskanal eingeschlagen. Der Spannstift stellt einen Kraftschluss her, so dass der Deckel fest gegen das Basisgehäuse gespannt ist.

Es versteht sich, dass ein Spannstift oder mehrere Spannstifte pro Deckel vorgesehen sein können. Ferner ist es zwar zweckmäßig, jedoch nicht zwingend notwendig, dass der Befestigungskanal rechtwinkelig zur Längsachse der Ventilkammer verläuft. Auch eine schräge oder spitzwinkelige Stellung des Befestigungskanals bezüglich der Längsachse ist möglich.

Zwar ist es vorteilhaft, wenn die Einsteckrichtung der Steckverbindung zwischen Deckel und Basisgehäuse mit der Längsrichtung fluchtet. Aber auch eine davon abweichende Einsteckrichtung ist denkbar. Beispielsweise kann der Deckel quer zur Längsachse gesteckt werden. Hierfür ist z.B. eine schwalbeschwanzartige Steckverbindung vorteilhaft.

Das Ventilgehäuse umfasst z.B. ein Basisgehäuse sowie einen oder zwei Deckel. Prinzipiell denkbar ist es auch, eine Öffnung der Ventilkammer, die nicht stirnseitig ist, mit einer Spannstift-Befestigung erfindungsgemäß zu verschließen.

Die mit der Ventilkammer kommunizierenden Anschlüsse des Ventils sind zweckmäßigerweise quer zur Längsachse an dem Basisgehäuse angeordnet. Beispielsweise sind oben die Arbeitsanschlüsse und unten Versorgungs- und Entsorgungsanschlüsse, Steuerluftanschlüsse oder dergleichen.

Zweckmäßig ist eine Anwendung der Erfindung bei der Pneumatik, wobei auch eine hydraulische Anwendung des erfindungsgemäßen Ventils denkbar ist. Das Arbeitsgerät ist beispielsweise ein pneumatischer Arbeitszylinder, ein pneumatischer Linear- oder Drehantrieb oder dergleichen. Aber auch ein sonstiger Druckluftverbraucher, beispielsweise ein Vakuumsauger oder dergleichen können als Verbraucher an das Ventil angeschlossen werden.

Das Ventil kann z.B. ein Schaltventil oder auch ein Proportionalventil sein. Ferner ist beispielsweise eine Bauart des Ventils als Regelventil möglich.

Der Befestigungskanal hat zweckmäßigerweise mindestens einen ersten Abschnitt mit einer Innenwandung, die in Richtung der Längsachse weiter vom Basisgehäuse entfernt ist, als eine Innenwandung eines zweiten Abschnitts. Der erste Abschnitt des Befestigungskanals ist insbesondere in einem Schließbereich des Deckels zweckmäßig, der zum Verschließen der Ventilkammer dient. Der erste Abschnitt verbessert die Spannwirkung des Spannstifts.

Der Befestigungskanal hat zweckmäßigerweise zum Spannen des mindestens einen Deckels in Richtung des Basisgehäuses zumindest abschnittsweise einen gekrümmten Verlauf. Beispielsweise verläuft der Befestigungskanal im Bereich eines Steckvorsprungs gekrümmt, z.B. in einem Mittelabschnitt des Steckvorsprungs. Der gekrümmte Verlauf des Befestigungskanals ist insbesondere in einem Schließbereich des Deckels zweckmäßig, der zum Verschließen der Ventilkammer dient. Durch den gekrümmten Verlauf erhält der Spannstift z.B. eine zusätzliche Spannung zum Verspannen der Hülse.

Der gekrümmte Verlauf kann ferner zum Ausgleich von Maßtoleranzen des Deckels und/oder des Basisgehäuses dienen. Es versteht sich, dass insbesondere bei geringen maßlichen Toleranzen ein gekrümmter Verlauf nicht zwingend notwendig ist.

Der Befestigungskanal kann insgesamt an seinem Innenumfang gekrümmt verlaufen, so das beispielsweise eine trichterförmige Gestalt gebildet ist. Ferner ist eine taillierte Gestalt vorteilhaft. Der Spannstift kann somit von beiden Seiten des Befestigungskanals in diesen eingetrieben oder eingepresst werden. Die Taillierung ergibt insgesamt z.B. die Gestalt eines Hyperboloids.

Der Deckel hat zweckmäßigerweise einen Schließbereich zum formschlüssigen Verschließen einer Stirnseitenöffnung des Basisgehäuses. An dem Schließbereich ist beispielsweise ein Vorsprung vorhanden, der stirnseitig in die Ventilkammer eingreift. Auch das umgekehrte Prinzip ist möglich, dass beispielsweise ein Kragen an einer Stirnseite der Ventilkammer eine korrelierende Aufnahme im Schließbereich des Deckels eingreift. Ferner weist der Schließbereich zweckmäßigerweise mindestens eine Dichtung auf. Der Schließbereich liegt vorteilhaft vor dem Einpressen des Spannstiftes formschlüssig an der Stirnseite des Basisgehäuses an.

Es versteht sich, dass bereits das Stecken des Deckels an das Basisgehäuse oder auf das Basisgehäuse einen verhältnismäßig festen Sitz des Deckels an dem Basisgehäuse gewährleisten kann.

Die Montage des Deckels an dem Basisgehäuse wird dadurch erleichtert, dass abseits des Schließbereichs zwischen den Steckabschnitten des Deckels und des Basisgehäuses in Bereichen quer zur Längsachse Abstände vorhanden sind. Ferner hat diese Maßnahme den Vorteil, dass ein gewisser Toleranzausgleich möglich ist. Der Deckel bzw. der Schließbereich des Deckels zum Verschließen der Ventilkammer kann somit optimal bezüglich der stirnseitigen Öffnung der Ventilkammer positioniert werden, bevor der mindestens eine Spannstift in den mindestens einen Befestigungskanal eingepresst wird und die Verspannung des Deckels an dem Basisgehäuse bewirkt.

Die Steckverbindungsabschnitte weisen zweckmäfligerweise einen Steckvorsprung und eine Steckaufnahme auf. Eine zweckmäßige Variante der Erfindung sieht vor, dass die Steckaufnahme an dem Basisgehäuse und der Steckvorsprung an dem Deckel vorgesehen ist. Auch eine umgekehrte Bauform ist denkbar. Ferner ist es möglich, dass das Basisgehäuse und der Deckel jeweils beides, mindestens einen Steckvorsprung und mindestens eine Steckaufnahme, umfassen, die beim Aneinanderstecken in korrespondierende Steckaufnahmen und Steckvorsprünge des jeweils anderen Teils greifen.

Der Steckvorsprung ist im montierten Zustand zweckmäßigerweise zwischen zwei einander gegenüberliegenden Haltebereichen der Steckaufnahme angeordnet. Die Haltebereiche sind beispielsweise obere und untere Haltevorsprünge, Haltenasen oder dergleichen. In den Haltebereichen verlaufen Haltebereich-Kanalabschnitte und in dem Steckvorsprung ein Steckvorsprung-Kanalabschnitt des Befestigungskanals. Diese Kanalabschnitte fluchten zumindest im Wesentlichen, wenn die Steckabschnitte bei der Montage des Ventils ineinander gesteckt sind. Es ist aber möglich, dass zwischen den Kanalabschnitten zunächst ein Versatz vorhanden ist, der in Verbindung mit dem Einpressen des Spannstiftes oder der Spannstifte in den Befestigungskanal oder die Befestigungskanäle ein Verspannen des Deckel am Basisgehäuse bewirken.

An einer oder beiden Einführseiten weisen der Befestigungskanal oder dessen Kanalabschnitte zweckmäßigerweise einen vergrößerten freien Innenquerschnitt auf. Insbesondere weist der in dem Steckvorsprung vorgesehene Steckvorsprung-Kanalabschnitt an einem Ende oder vorteilhafterweise an beiden Enden einen vergrößerten freien Innenquerschnitt auf. Beispielsweise ist ein konischer Verlauf oder ein trichterförmiger Verlauf zweckmäßig. Diese Maßnahme erleichtert das Einstecken bzw. Einpressen des Spannstiftes in den Befestigungskanal. Ferner kann das Verspannen dadurch leichter realisiert werden.

Der Spannstift kann ein Bolzen sein. Zweckmäßigerweise weist der Spannstift jedoch eine Sackausnehmung oder einen Durchgangskanal auf. In die Ausnehmung oder den Durchgangskanal können weitere Montagemittel, beispielsweise Montagebolzen, Montageschrauben oder dergleichen eingeführt werden, um das Ventil an einem Untergrund zu befestigen oder weitere Bauteile an dem Ventil zu befestigen. Der Spannstift mit dem Durchgangskanal bildet eine Hülse.

Der Spannstift kann eine runde, elliptische oder polygonale Außenkontur aufweisen, die mit einer entsprechenden Innenkontur des Befestigungskanals korreliert.

Der mindestens eine Spannstift kann aus Metall und/oder Kunststoff, aus einem Verbundmaterial oder dergleichen sein. Zweckmäßigerweise hat der Spannstift einen Schlitz zum Verspannen an einem Innenumfang des Befestigungskanals. Dieser Schlitz kann an einer Spannhülse oder auch bei einem im Wesentlichen massiven Spannstift vorgesehen sein. Zweckmäßigerweise verläuft der Schlitz winkelig zur Längserstreckungsrichtung des Stiftes, wobei auch eine parallele Anordnung des Stiftes bezüglich der Längserstreckungsrichtung denkbar ist.

Der mindestens eine Befestigungskanal ist vorteilhaft an beiden Enden offen, so dass ein Montagebolzen oder ein sonstiges Montagemittel durchsteckbar ist. Dieser Montagebolzen oder das Montagemittel wird beispielsweise durch die Durchgangsbohrung oder den Durchgangskanal an dem Spannstift durchgesteckt, um das Ventil an einem Untergrund, beispielsweise an einem Fluidverteiler zu montieren. Somit hat der Befestigungskanal eine Doppelfunktion: er eignet sich zum Einbringen des Spannstiftes und somit zum Befestigen des Deckels an dem Basisgehäuse und zudem zum Befestigen des Ventils an dem Untergrund bzw. Fluidverteiler. Zusätzliche Montagebohrungen zum Befestigen an einem Untergrund sind somit nicht erforderlich. Diese Maßnahme spart Bauraum bei dem Ventil und vereinfacht zudem die Produktion des Ventils.

Der Spannstift sitzt im montierten Zustand an einem Innenumfang des Befestigungskanals jeweils in einem Bereich der beiden Steckverbindungsabschnitte zweckmäßigerweise formschlüssig. Hierbei sei betont, dass der Spannstift nicht über seine gesamte Länge an einem jeweiligen Steckverbindungsabschnitt formschlüssig bzw. Presssitz am Innenumfang des Befestigungskanals anliegen muss, sondern nur in einem Bereich des Befestigungskanals pro Steckverbindungsabschnitt.

Ein fester Sitz des Spannstiftes, der ein Verspannen des Deckels am Basisgehäuse bewirkt, kann auch durch eine Verzahnung oder Riffelung gebildet sein. Diese Verzahnung oder Riffelung kann am Innenumfang des Befestigungskanals und/oder an einem Außenumfang des Spannstiftes vorgesehen sein. Die Verzahnung bzw. Riffelung wird zweckmäßigerweise beim Einpressen des Spannstiftes in den Befestigungskanal partiell komprimiert oder plastisch oder elastisch verformt, um den festen Sitz des Spannstiftes im Befestigungskanal zu bewirken.

Der Spannstift kann bereits im nicht montierten Zustand eine Vorspannung aufweisen, die im montierten Zustand ein Verspannen des Deckels in Richtung des Basisgehäuses bewirkt.

Zwar kann der Deckel ein bis auf die Funktion des Verschließens der Ventilkammer funktionsloses Element sein. Zweckmäßigerweise weist er jedoch eine Betätigungseinrichtung für das Ventilglied auf. Die Betätigungseinrichtung kann als eine separate Baueinheit an dem Deckel angeordnet sein. Ferner ist eine integrierte Bauweise denkbar, bei der die Betätigungseinrichtung in ein Deckelgehäuse des Deckels zumindest teilweise integriert ist.

Die Betätigungseinrichtung kann verschiedene Funktionselemente enthalten, die einzeln oder in Kombination miteinander realisierbar sind. Beispielsweise kann die Betätigungseinrichtung eine Handbetätigungseinrichtung umfassen oder eine insbesondere pneumatische Rückstell-Federanordnung, die das Ventilglied in eine Ausgangsposition zurückstellt. Ferner kann die Betätigungseinrichtung einen elektrischen Antrieb, z.B. eine Magnetspule oder dergleichen umfassen. Der Vorsteuerantrieb dient beispielsweise zur Beeinflussung eines Vorsteuerfluids oder Druckmediums, das seinerseits wiederum das Ventilglied betätigt. Der Vorsteuerantrieb ist zweckmäßigerweise elektrisch angetrieben.

Die vorgenannten Betätigungseinrichtungen können beispielsweise aneinander gereiht sein. Auch integrierte Bauweisen, bei der eine oder mehrere derartiger Betätigungseinrichtungen zu einer Baueinheit integriert sind, sind zweckmäßig, wobei diese Baueinheit den Deckel umfassen kann oder an dem Deckel angeordnet sein kann. Es versteht sich, dass die Betätigungseinrichtungen, sofern sie an dem Deckel zu montieren sind, ebenfalls auf die erfindungsgemäße Weise, das heißt mit Spannstiften befestigbar sind. Beispielsweise umfasst die Betätigungseinrichtung einen Antrieb in einem Antriebsgehäuse, das mittels Spannstiften an dem Deckel befestigt ist. Aber auch eine konventionelle Befestigung des Antriebs an dem Deckel, beispielsweise mittels Schrauben, ist vorteilhaft.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

1 eine perspektivische Explosionsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Ventils, das zur Bildung einer Ventilbatterie an einem Fluidverteiler angeordnet ist,

2a eine Detailansicht eines als Hülse ausgestalteten Spannstifts zur Befestigung eines Deckels an dem Ventil gemäß 1,

2b ein massiver Spannstift, der alternativ an Stelle der Hülse gemäß 2a verwendbar ist,

3 eine perspektivische Ansicht von Ventilen gemäß 1 im montierten Zustand,

4a eine Teilansicht entsprechend einem Ausschnitt A in 1, die die in 2a dargestellte Hülse eingepresst in einen Befestigungskanal des Ventils gemäß 1 zeigt,

4b eine Variante zur Ausführungsform gemäß 4a, bei der im Befestigungskanal eine Riffelung vorhanden ist,

5 eine innere Querschnittsansicht bzw. eine Ausbruchansicht des Ventils gemäß 3 entsprechend einem Ausschnitt B,

6 eine stirnseitige Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Ventils in Gestalt eines Einzelventils,

7 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie C-C des Ventils gemäß 6, und

8 eine Detailansicht eines Ausschnitts D der 7.

Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Ventile haben teilweise gleiche oder gleichartige Komponenten, die mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Ein Ventil 10 gemäß 14a ist zum Betrieb an einer Ventilbatterie vorgesehen. Ein Ventil 110 gemäß 6, 7 und 8 bildet ein Einzelventil. Teilweise sind im Innern des Ventils 10 angeordnete Komponenten nicht sichtbar und werden im Zusammenhang mit dem Ventil 110 beschrieben.

Die Ventile 10, 110 dienen zum fluidtechnischen Betreiben eines Arbeitsgeräts 11, beispielsweise eines pneumatischen Arbeitszylinders. Die Ventile 10, 110 haben Ventilgehäuse 12, 112, die aus einem Basisgehäuse 13, 113 bestehen und an Stirnseiten 14, 15 mit Deckeln 17 oder 117 verschlossen sind.

Bei den Ventilen 10, 110 ist ein Ventilglied 19 in einer Ventilkammer 18 entlang einer Längsachse 20 hin und her beweglich. Das Ventilglied 19 hat insbesondere endseitig Kolben 21, 22, die pneumatisch angetrieben werden, z.B. durch ein (Vor-)Steuer-Druckmedium 33. Alternativ ist ein Direktantrieb der Ventilglieder denkbar.

Die Ventile 10, 110 sind Schaltventile, z.B. 5/2-Ventile. Das Ventilglied 19 schaltet pneumatische Verbindungen zwischen einerseits einem Druckluftspeiseanschluss oder Versorgungsanschluss 24 oder Entlüftungsanschlüssen 25 und andererseits Arbeitsanschlüssen 26, an die das Arbeitsgerät 11 über schematisch dargestellte Druckluftleitungen 23 anschließbar ist.

Die Arbeitsanschlüsse 26 sind an einer Oberseite der Basisgehäuse 13, 113 angeordnet, die Versorgungs-/Entsorgungsanschlüsse 24 an einer unteren Seite des Basisgehäuse 13, 113.

Die Druckluftanschlussleitungen 23 werden beispielsweise an Anschlusseinrichtungen 27, z.B. sogenannten Fittings, angeschlossen. Klemmringe 31, die in den Basiskörpern 28 längsverschieblich sind, dienen zum Klemmen der Druckluftanschlussleitungen 23 an den Anschlusseinrichtungen 27. Basiskörper 28 der Anschlusseinrichtungen 27 sind in Fluidkanäle 29 der Anschlüsse 24, 25, 26 druckdicht eingesteckt, die in Fluidverbindung mit der Ventilkammer 18 stehen. Das Ventilglied 19 schaltet Druckluftverbindungen zwischen den Fluidkanälen 29 und hat beispielsweise entlang der Längsachse 20 aneinander gereihte, mit Dichtungen 30 jeweils gegeneinander druckdichte Schließ- und Öffnungsabschnitte zum Schalten der Fluidverbindungen zwischen den Fluidkanälen 29.

Die Ver- und Entsorgungsanschlüsse 24 und 25 des Ventils 110 sind mit Anschlusseinrichtungen 27 ausgestattet, so dass dort unmittelbar Druckluftleitungen anschließbar sind. Das Ventil 110 kann somit als Einzelventil betrieben werden.

Das Ventil 110 hat an seiner Unterseite zusätzlich einen Anschluss 132 zum Einspeisen eines Steuer-Druckmediums 33, beispielsweise sogenannter Steuerhilfsluft, zum Antreiben des Ventilglieds 19.

Das Ventil 10 bzw. mehrere Ventile 10 (siehe 3) hingegen sind zum Betrieb an der Ventilbatterie 9 vorgesehen. Die Ventile 10 sind an einem Fluidverteiler 34 angeordnet, in dem ein Druckluftversorgungskanal 35 mit einem Druckluftversorgungsanschluss 36, Entlüftungskanäle 37 mit Schalldämpfern 38 sowie Steuer-Druckmediumkanäle 39 verlaufen, die mittels Anschlüssen 40 mit Steuer-Druckmedium 33 versorgbar sind. An einer Oberseite 41 des vorzugsweise plattenartigen Fluidverteilers 34 sind Anschlüsse 42 vorhanden, an die die Anschlüsse 24, 25 sowie in der Zeichnung nicht sichtbare Steuer-Druckmediumanschlüsse 32 der Ventile 10 anschließbar sind, wenn die Ventile 10 an der Oberseite 41 montiert sind. Die Steuer-Druckmediumanschlüsse 32 entsprechen dem Druckmedium-Anschluss 132 und dienen zum Einspeisen oder Abführen des Steuer-Druckmediums 33.

Die Ventile 10 sind mittels Bolzen 43 am Fluidverteiler 34 befestigt, die durch einen Befestigungskanal 50 in das Ventil 10 hindurch gesteckt sind und in Montagebohrungen 44 des Fluidverteilers 34 eingeschraubt sind.

Die Ventilgehäuse 12 sind zweckmäßigerweise plattenartig, so dass mehrere Ventile 10, 110 nebeneinander angeordnet werden können. Nebeneinander angeordnete Ventile 10 können beispielsweise mit zusätzlichen Montagebolzen (nicht dargestellt) gesichert werden, die durch Bohrungen 45 durchgesteckt werden, die die Ventile 10, 110 quer zur Längsachse 20, von den Flachseiten der Ventile 10, 110 her durchsetzen.

Die Deckel 17, 117 verschließen die Basisgehäuse 13, 113 jeweils stirnseitig.

Die Deckel 17, 117 haben Deckel-Steckverbindungsabschnitte 60, die in Basisgehäuse-Steckverbindungsabschnitte 61 der Basisgehäuse 13, 113 zur Bildung von Steckverbindungen 62 eingesteckt sind. Dabei greifen Steckvorsprünge 63 der Deckel-Steckverbindungsabschnitte 60 in Steckaufnahmen 64 der Steckverbindungsabschnitte 61 ein. Die Deckel 17, 117 werden in einer Einsteckrichtung 76, beim Ausführungsbeispiel parallel zur Längsachse 20, an das Basisgehäuse 13 angesteckt.

Die Steckaufnahmen 64 sind vorteilhaft maulartig oder U-förmig ausgestaltet. Die Steckvorsprünge 63 greifen derart in die Steckaufnahme 64 ein, dass sie zwischen zwei einander gegenüberliegenden Haltebereichen 65 angeordnet sind. Die Haltebereiche 65 sind beispielsweise Haltenasen oder Haltevorsprünge, die vor die Stirnseiten 14, 15 vorstehen. Seitlich, das heißt in Reihenrichtung der Ventile 10 sind die Steckaufnahmen 64 offen.

Eine ganz oder teilweise geschlossene Variante einer Steckaufnahme ist aber denkbar, bei der Steckvorsprünge nicht nur wie in der Zeichnung dargestellt, oben und unten, sondern auch seitlich an korrespondierenden Steckaufnahmen angeordnet sind.

Die Steckvorsprünge 63 enthalten Schließbereiche 66, mit Verschlussvorsprüngen 67, die in Stirnseitenöffnungen 68 der Ventilkammer 18 eingreifen. Die Verschlussvorsprünge 67 sind vorderenends zweckmäßigerweise mit Schrägflächen 98 versehen so dass sie leicht in die Stirnseitenöffnungen 68 einführbar sind. Die Verschlussvorsprünge 67 sind vorteilhaft vorne konisch. Die Verschlussvorsprünge 67 haben eine mit der Innenkontur der Stirnseitenöffnung 68 korrelierende Außenkontur, so dass die Verschlussvorsprünge 67 formschlüssig in die Stirnseitenöffnungen 68 passen.

Weiterhin trägt zur Dichtigkeit bei, dass im Bereich des Verschlussvorsprungs 67 eine Dichtung oder Dichtungsanordnung 70 angeordnet ist. Die Dichtung 70 ist beispielsweise ein O-Ring, der zwischen einer Stirnseitenfläche 69 neben dem am Verschlussvorsprung 67 und einer Stirnseitenfläche 71 der Steckaufnahme 64 angeordnet ist. Die Dichtung 70 umfasst den Verschlussvorsprung 67 ringförmig.

Die Deckel 17, 117 sind im Bereich der Stirnseitenöffnungen 68 formschlüssig in den Steckaufnahmen 64 angeordnet. Abseits der Schließbereiche 66 ist zweckmäßigerweise ein Montagespiel zwischen den Steckvorsprüngen 63 und den Steckaufnahmen 64 vorhanden. Beispielsweise ist ein Abstand 72, z.B. ein Spalt, zwischen den Haltebereichen 65 und den Steckvorsprüngen 63 vorteilhaft – aber nicht notwendig. Der Abstand 72 erleichtert das formschlüssige Plazieren des Schließbereichs 66 im Bereich der zu verschließenden Stirnseitenöffnungen 68.

Zum Spannen der Deckel 17, 117 in Richtung der Basisgehäuse 13, 113 dienen Spannstifte 80, 180, die durch die Befestigungskanäle 50 oder 150 eingepresst sind und die Deckel 17, 117 in Richtung des Basisgehäuses 13, 113 spannen. Die Spannstifte 80 werden in einer Einpressrichtung 77 in den Befestigungskanäle 50 eingepresst.

Der in 2a dargestellte Spannstift 80 hat einen Durchgangskanal 81, beispielsweise eine Durchgangsbohrung, durch die die Montagebolzen 43 durchsteckbar sind. Somit haben die Befestigungskanäle 50 die Doppelfunktion, dass die Spannstifte 80 in sie einpressbar sind, um die Deckel 17, 117 in Richtung der Basisgehäuse 13, 113 vorzuspannen, und ferner Durchgangskanäle oder Befestigungskanäle für die Montagebolzen 43 zu bilden.

Köpfe 73 der Montagebolzen 43 liegen im montierten Zustand an einem zweckmäßigerweise vertieften Bereich des Basisgehäuses 13 an. Das Basisgehäuse 13 ist zwischen den Kopf 73 und den Fluidverteiler 34 gespannt.

In diesem Zusammenhang erweist es sich als vorteilhaft, dass die Deckel 17, 117 in ihrer parallel zu den Befestigungskanälen 50 verlaufenden Höhenrichtung kleiner sind als die Basisgehäuse 13. Die Unterseiten der Deckel 17, 117 sind gegenüber der Unterseite des Basisgehäuses 13 nach oben zurückversetzt, so dass die Deckel 17, 117 einer Befestigung der Ventile 10 an dem Fluidverteiler 34 nicht im Wege stehen.

Die Spannhülsen oder Spannstifte 80 haben Schlitze 82. Die Schlitze 82 verlaufen zweckmäßigerweise schräg zur Längserstreckungsrichtung 83 der Spannstifte 80. Die Schlitze 82verbessern die Anpassung der Außenkontur der Spannstifte 80 an eine Innenkontur der Befestigungskanäle 50.

An ihren Stirnseiten weisen die Spannstifte 80, 180 schräge oder konische Abschnitte 84 auf, so dass sie leicht in die Befestigungskanäle 50 einführbar sind.

Die Befestigungskanäle 50, 150 verlaufen quer zur Längsachse 20, vorzugsweise rechtwinkelig zu dieser.

Ein Steckvorsprung-Kanalabschnitt 91 des Befestigungskanals 50 verläuft zwischen Haltebereich-Kanalabschnitten 91, die durch die Haltebereiche 65 hindurch verlaufen. Die Kanalabschnitte 90, 91 fluchten zumindest im montierten Zustand miteinander.

Während die Kanalabschnitte 91 über seine gesamte Längserstreckungsrichtung einen im Wesentlichen gleichen Innenquerschnitt aufweist, der dazu vorgesehen ist, dass die Spannstifte 80 und/oder 180 nahezu vollflächig im Presssitz in den Kanalabschnitten 91 sitzen, hat der Kanalabschnitt 90 unterschiedliche Innenquerschnitte über seine gesamte Längserstreckungsrichtung.

Der Längsschnitt des Kanalabschnitts 90 ist insbesondere im Bereich des Steckvorsprunges 63 gekrümmt. Der Kanalabschnitt 90 ist zweckmäßigerweise tailliert. Obere und untere Bereiche 92 des Kanalabschnitts 90 weisen größere Innenquerschnitte auf als ein mittlerer Bereich 93. Der mittlere Bereich 93 korrespondiert mit dem Schließbereich 66. Eine Innenwandung 95 des mittleren Abschnitts oder Bereichs 93 hat einen größeren Abstand vom Basisgehäuse 13, 113 als Innenwandungen 95 der oberen und unteren Bereiche 92 des Kanalabschnitts 90. Somit steht eine maximale Spannkraft oder Anpresskraft zur Verfügung, wenn der Spannstift 80 in dem Befestigungskanal 50 sitzt. Die Spannstifte 80 und/oder 180 sitzen vorteilhaft im Presssitz im mittleren Bereich 93 der Kanalabschnitts 90 Ferner erleichtern die vergrößerten Innenquerschnitte den Bereich 92 ein Einführen des Spannstifts 80 in den Befestigungskanal 50. Beispielsweise fluchten die Kanalabschnitte 90, 91 nicht vollständig, wenn die Deckel 17, 117 in die Steckaufnahmen 64 eingesteckt werden und die Spannstifte 80, 180 noch nicht in die Befestigungskanäle 50 eingepresst oder eingetrieben sind. Der Befestigungskanal 50 hat somit an einer Einführseite 94 einen vergrößerten Innenquerschnitt.

In 4b ist eine Variante des Deckels 117 partiell dargestellt. An einem Innenumfang 195 von dessen Befestigungskanal 150 ist eine Riffelung 196 vorgesehen. Die Riffelung 196 wird beim Einpressen z.B. des Spannstiftes 180 verformt, so dass der Stift 180 fest in dem Befestigungskanal 50 sitzt.

In 2b ist anhand eines Vorsprungs 97, der beispielsweise zahnförmig oder rund ist, angedeutet, dass auch beispielsweise am Außenumfang des Spannstifts 180 eine Riffelung vorgesehen sein kann.

In 8 wird deutlich, dass der Spannstift 80 auch ohne Zuhilfenahme des Montagebolzens 43 den Deckel 117 am Basisgehäuse 113 verspannt.

Der Deckel 17 ist ein bis auf seine Schließfunktion funktionsloser Deckel. Der Deckel 17 dient zum Verschließen der Ventilkammer 18 und weist keine Betätigungseinrichtung auf. Im Bereich des Deckels 17 kann zweckmäßigerweise eine pneumatische Rückstellanordnung, z.B. in der Art einer pneumatischen Feder vorgesehen, um das Ventilglied 19 in der Zeichnung nach rechts zur Stirnseite 15 hin zu verlagern. Anstelle des Deckels 17 kann auch ein Deckel 117 (oben in 1) am Ventil 10 befestigt werden.

Die Deckel 117 umfassen Betätigungseinrichtungen 46, z.B. eine in einem Deckelgehäuse 47 angeordnete Handbetätigungseinrichtung 48 sowie einen elektrisch betätigbaren Vorsteuerantrieb 49 für das Ventilglied 19.

Die Antriebe 49 sind beispielsweise mittels Bolzen 52 an den Deckeln 117 befestigt, die durch Bohrungen 53 an Antriebsgehäusen 54 stirnseitig durchgesteckt sind und in Bohrungen 55 an den Deckelgehäusen 47 eingeschraubt sind. Somit wird eine kompakte Baueinheit geschaffen.

Es versteht sich, dass die Antriebsgehäuse 54 und Deckelgehäuse 47 prinzipiell auch als integrale Baueinheit realisierbar sind.

Zum Ansteuern und elektrischen Versorgen von elektromagnetischen Erregereinrichtungen 56 der Antriebe 49, 51 sind Steckkontakte 57 vorgesehen, die an die Stecker 58 ansteckbar sind. Die Stecker 58 werden durch Führungsvorsprünge 59 geführt und mechanisch gesichert.

Betätigungsglieder 100 der Vorsteuerantriebe 49 werden durch die elektrischen Erregereinrichtungen 56, beispielsweise Elektromagnete, betätigt, um den Fluss des Steuer-Druckmediums 33 in Steuerkanälen 101 zu beeinflussen. Federn 102 bewirken eine Rückstellkraft auf die Betätigungsglieder entgegen der Kraftwirkung der Erregereinrichtungen 56.

Ferner können die Betätigungsglieder 100 durch manuell bedienbare Betätigungsglieder 103 der Handbetätigungseinrichtungen 48 betätigt werden, beispielsweise im Sinne eines Öffnens des Steuerkanals 101. Federn 104 bewirken eine Rückstellkraft entgegen einer manuellen Betätigung der Betätigungsglieder 103.

Zum druckdichten Verbinden der Vorsteuerantriebe 49 mit den Deckeln 117 sind zwischen deren Gehäuse Dichtungen 105, z.B. O-Ringe vorgesehen.

Eine Fluidverbindung bzw. ein Abschnitt 106 des Steuerkanals 101 verläuft an dem Befestigungskanal 50 vorbei. Somit ist eine Fluidverbindung zwischen dem Vorsteuerantrieb 49 und der Ventilkammer 18 realisiert, die durch den Befestigungskanal 50 nicht behindert wird.

Es versteht sich, das an Stelle der in den Ausführungsbeispielen erläuterten Vorsteuerantrieben 49 auch direkt gesteuerte Antriebe möglich sind. Bei diesen nicht dargestellten Ausführungsformen sind die Befestigungskanäle für erfindungsgemäße Spannstifte derart positioniert, dass ein Betätigungsglied eines elektrischen Direktantriebes zur Betätigung des Ventilgliedes an dem jeweiligen Befestigungskanal vorbei auf das Ventilglied wirken kann.


Anspruch[de]
Ventil zur Ansteuerung eines fluidtechnischen Arbeitsgeräts (11), mit einem Basisgehäuse (13; 113), das eine Ventilkammer (18) aufweist, in der ein Ventilglied (19) zum Beeinflussen einer Fluid-Verbindung zwischen Anschlüssen zum Anschluss des Arbeitsgeräts (11) entlang einer Längsachse (20) der Ventilkammer (18) hin und her beweglich ist, und mit einem mindestens einem Deckel (17; 117) zum Verschließen der Ventilkammer (18), dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Deckel (17; 117) an dem Basisgehäuse (13; 113) mittels einer Steckverbindung (62) angeordnet ist, bei der ein Deckel-Steckverbindungsabschnitt (60) des mindestens einen Deckels (17; 117) und ein Basisgehäuse-Steckverbindungsabschnitt (61) des Basisgehäuses (13; 113) ineinander gesteckt sind, und dass ein Spannstift (80; 180) in einen die Steckverbindungsabschnitte (60, 61) quer zu der Längsachse (20) durchsetzenden Befestigungskanal (50; 150) eingepresst ist und den mindestens einen Deckel (17; 117) in Richtung des Basisgehäuses (13; 113) spannt. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungskanal (50; 150) zum Spannen des mindestens einen Deckels (17; 117) in Richtung des Basisgehäuses (13; 113) zumindest abschnittsweise einen gekrümmten Verlauf aufweist. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungskanal (50; 150) zum Spannen des mindestens einen Deckels (17; 117) in Richtung des Basisgehäuses (13; 113) zumindest abschnittsweise verengt oder tailliert ist. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Befestigungskanal (50; 150) zum Spannen des mindestens einen Deckels (17; 117) in Richtung des Basisgehäuses (13; 113) mindestens einen ersten Abschnitt mit einer Innenwandung (95), die in Richtung der Längsachse (20) weiter vom Basisgehäuse (13; 113) entfernt ist als eine Innenwandung (96) eines zweiten Abschnitts. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Deckel (17; 117) einen Schließbereich (66) zum formschlüssigen Verschließen einer Stirnseitenöffnung (68) des Basisgehäuses (13; 113) aufweist. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass abseits des Schließbereichs (66) zwischen den Steckverbindungsabschnitten des mindestens einen Deckels (17; 117) und des Basisgehäuses (13; 113), insbesondere quer zur Längsachse (20), im montierten Zustand Abstände (72) vorhanden sind. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbindungsabschnitte (60, 61) einen Steckvorsprung (63) und eine Steckaufnahme (64) umfassen. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckvorsprung (63) zwischen einander gegenüberliegenden Haltebereichen (65) der Steckaufnahme (64) angeordnet ist, und dass der Befestigungskanal (50; 150) durch in den Haltebereichen (65) verlaufende Haltebereich-Kanalabschnitte (91) und mindestens einen in dem Steckvorsprung (63) verlaufenden Steckvorsprung-Kanalabschnitt (90) gebildet ist. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest im nicht montierten Zustand des mindestens einen Deckels (17; 117) ein Versatz zwischen mindestens zwei Kanalabschnitten (90, 91) des Befestigungskanals (50; 150) zum Spannen des mindestens einen Deckels (17; 117) in Richtung des Basisgehäuses (13; 113) vorhanden ist. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungskanal (50; 150) und/oder mindestens einer seiner Kanalabschnitte (90, 91) zum Einführen des Spannstiftes (80; 180) an mindestens einer Einführseite (94) einen vergrößerten freien Innenquerschnitt aufweist. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannstift (80; 180) eine Sackausnehmung oder einen Durchgangskanal (81) aufweist. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannstift (80; 180) einen Schlitz (82) zum Verspannen an einem Innenumfang des Befestigungskanals (50; 150) aufweist. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungskanal (50; 150) an beiden Enden zum Einbringen eines Montagebolzens zum Befestigen des Ventils (10; 110) an einem Untergrund oder einem Fluidverteiler offen ist. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannstift (80; 180) im montierten Zustand an einem Innenumfang des Befestigungskanals (50; 150) jeweils in einem Bereich des Deckel-Steckverbindungsabschnitts (60) und des Basisgehäuse-Steckverbindungsabschnitts (61) formschlüssig anliegt. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Innenumfang des Befestigungskanals (50; 150) und/oder an einem Außenumfang des Spannstifts (80; 180) eine Verzahnung oder Riffelung (196, 197) vorhanden ist. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannstift (80; 180) bereits im nicht montierten Zustand eine Vorspannung zum Spannen des mindestens einen Deckels (17; 117) in Richtung des Basisgehäuses (13; 113) im montierten Zustand aufweist. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Deckel (17; 117) eine Betätigungseinrichtung (46) für das Ventilglied (19) aufweist. Ventil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Betätigungseinrichtung (46) in einem Deckelgehäuse (47) des mindestens einen Deckels (17; 117) angeordnet ist. Ventil nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (46) eine Handbetätigungseinrichtung und/oder eine pneumatische Rückstell-Anordnung und/oder einen elektrischen Antrieb (51) und/oder einen fluidtechnischen Vorsteuerantrieb (49) für das Ventilglied (19) umfasst. Ventil nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Betätigungseinrichtung (46), insbesondere ein elektrischer Antrieb, in einem an dem mindestens einen Deckel (17; 117) angeordneten Antriebsgehäuse (54) angeordnet ist. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein pneumatisches Ventil (10; 110) ist.






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