DE102009051549A1 - Pneumatic valve unit comprises fluid distributor for receiving manifold valve, where fluid distributor comprises longitudinally-running feed channel and longitudinally-running vent hole - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine pneumatische Ventileinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Eine solche Ventileinheit besitzt zumindest einen Fluidverteiler zur Aufnahme wenigstens eines Mehrwegeventils, wobei der Fluidverteiler einen längsverlaufenden Speisekanal und zumindest einen längsverlaufenden Entlüftungskanal aufweist. Die längsverlaufenden Kanäle sind über querverlaufende Anschlusskanäle mit entsprechenden Anschlüssen des Mehrwegeventils verbindbar, um einen über wenigstens einen Arbeitsanschluss an das Mehrwegeventil angeschlossenen pneumatischen Verbraucher mit Druckluft als Fluid zu versorgen. In der Regel besitzt eine solche Ventileinheit mehrere aneinandergereihte Mehrwegeventile, zur Versorgung mehrerer pneumatischer Verbraucher mit Druckluft. Die pneumatischen Verbraucher können Druckmittelaggregate, wie beispielsweise Druckmittelzylinder oder Drehantriebe sein, die über die Mehrwegeventile mit Druckluft beaufschlagt werden. Indem mehrere Ventile zu einer kompakten Baueinheit zusammengefasst werden, kann eine solche Ventileinheit platzsparend angeordnet werden.The present invention relates to a pneumatic valve unit having the features of the preamble of
Eine pneumatische Ventileinheit der eingangsgenannten Art geht beispielsweise aus der Druckschrift
Eine alternative Ausführungsform einer pneumatischen Ventileinheit geht aus der Druckschrift
Ein Nachteil der Zusammenfassung von mehreren Ventilen zu einer pneumatischen Ventileinheit besteht darin, dass ein Ventilwechsel im Reparaturfall nur bei vollständiger Trennung der Ventileinheit von der mit der Ventileinheit verbundenen Druckluftquelle durchgeführt werden kann. Währenddessen besteht jedoch regelmäßig die Gefahr, dass Schmutz in die Kanäle der Ventileinheit gelangt. Der Schmutzeintrag, insbesondere, wenn Schmutz in die zuführenden Kanäle gelangt, kann wiederum zu Ausfällen weiterer Ventile führen, so dass erneute Stillstandzeiten vorprogrammiert sind.A disadvantage of the combination of several valves to a pneumatic valve unit is that a valve change in case of repair can only be carried out with complete separation of the valve unit from the compressed air source connected to the valve unit. Meanwhile, however, there is a regular risk that dirt enters the channels of the valve unit. The dirt entry, in particular, when dirt enters the feeding channels, in turn can lead to failures of other valves, so that new downtime is preprogrammed.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventileinheit der gattungsgemäßen Art dahingehend weiter zu verbessern, dass sie besonders einfach gewartet werden kann. Insbesondere soll ein erforderlicher Ventilwechsel schmutzeintragsfrei erfolgen.It is therefore the object of the present invention to further improve a valve unit of the generic type to the effect that it can be maintained particularly easily. In particular, a required valve change should be carried out without dirt.
Die Aufgabe wird ausgehend von einer Ventileinheit gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.The object is achieved on the basis of a valve unit according to the preamble of
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass dem längsverlaufenden Speisekanal eines Fluidverteilers ein Drosselventil vorgeschaltet ist, das in einer ersten, den Normalbetrieb darstellenden Schaltstellung auf vollen Durchfluss und in einer zweiten, einen Wartungsbetrieb darstellenden Schaltstellung auf einen derart reduzierten Durchfluss schaltbar ist, dass ein schmutzeintragsfreier Wechsel eines Mehrwegeventils möglich ist.The invention includes the technical teaching that the longitudinal feed channel of a fluid distributor, a throttle valve is connected upstream, which is switchable in a first, the normal operation switching position to full flow and in a second, a maintenance operation performing switching position to such a reduced flow that a Dirt-free change of a multi-way valve is possible.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht insbesondere darin, dass im Reparaturfall über das Drosselventil ein geringer Druckluftdurchfluss im Speisekanal gewährleistet ist, so dass weiterhin Druckluft über die querverlaufenden Anschlusskanäle bei abgenommenem Ventil über den Ventilsitz entweichen kann. Die entweichende Druckluft verhindert wiederum, dass Schmutz in die Kanäle gelangt. Dabei ist der Volumenstrom der Druckluft derart gering bemessen, dass der Wechsel eines Ventils ohne Beeinträchtigungen erfolgen kann.The advantage of the solution according to the invention is, in particular, that in the case of repair via the throttle valve, a small compressed air flow in the feed channel is ensured, so that further compressed air can escape via the transverse connection channels with the valve removed via the valve seat. The escaping compressed air in turn prevents dirt from entering the channels. The volume flow of the compressed air is dimensioned so small that the change of a valve can take place without adverse effects.
Das Drosselventil bewirkt bei seiner Betätigung eine Verkleinerung des freien Strömungsquerschnitts des Speisekanals, so dass der Druckluft-Volumenstrom gedrosselt wird. Insoweit unterscheidet sich das vorgeschlagene Drosselventil von einem Stromregel- oder Mengenregelventil, bei welchen aufgrund einer Druckkompensation der eingestellte Volumenstrom auch bei Veränderung des am Ventil vorhandenen Druckgefälles unverändert bleibt.The throttle valve causes its operation a reduction of the free flow cross-section of the feed channel, so that the compressed air flow rate is throttled. In that regard, the proposed throttle valve differs from a flow control or flow control valve, in which due to a pressure compensation of set volume flow remains unchanged even when changing the existing pressure drop across the valve.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Drosselventil Bestandteil des Fluidverteilers. Vorzugsweise ist das Drosselventil derart in den Fluidverteiler integriert, dass über eine Betätigung des Drosselventils der Druckluftdurchfluss im Speisekanal reduziert werden kann. Das Drosselventil ist weiterhin bevorzugt eingangsseitig, stromaufwärts eines ersten abzweigenden Anschlusskanals angeordnet. Die Eingangsseite wird dadurch definiert wird, dass hierüber der Anschluss des Fluidverteiler an eine Druckluftquelle erfolgt. Alternativ kann das Drosselventil auch Bestandteil eines separaten Anschlussstückes sein, das den Anschluss des Fluidverteilers an eine Druckluftquelle gewährleistet und mit dem Fluidverteiler verbunden ist. Beide vorstehend genannten Ausführungsformen ermöglichen eine Reduzierung des Druckluftdurchflusses in sämtlichen vom Speisekanal abzweigenden querverlaufenden Anschlusskanälen der Ventileinheit, so dass ein beliebiges Ventil schmutzeintragsfrei gewechselt werden kann.According to a preferred embodiment, the throttle valve is part of the fluid distributor. Preferably, the throttle valve is integrated into the fluid distributor in such a way that the compressed air flow in the feed channel can be reduced via an actuation of the throttle valve. The throttle valve is further preferably arranged on the input side, upstream of a first branching connection channel. The input side is defined by the connection of the fluid distributor to a compressed air source. Alternatively, the throttle valve may also be part of a separate connection piece, which ensures the connection of the fluid distributor to a compressed air source and is connected to the fluid distributor. Both of the abovementioned embodiments make it possible to reduce the compressed air flow in all the transverse connection channels of the valve unit which branch off from the feed channel, so that any desired valve can be exchanged without dirt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Drosselventil Bestandteil eines zwischen dem Fluidverteiler und einem separaten Anschlussstück angeordnete Adapterelements. Das Adapterelement ermöglicht die Verwendung üblicher Fluidverteiler und Anschlussstücke, so dass auf dem Markt bereits vorhandene Ventileinheiten mittels eines solchen Adapterelementes nachgerüstet werden können. Zudem lassen sich durch Verwendung eines solchen Adapterelementes modular aufgebaute Konzepte besonders einfach realisieren. Vorzugsweise ist das Adapterelement mit Montageflächen ausgestattet, die korrespondierend zu Montageflächen am Fluidverteiler und/oder am Anschlussstück ausgebildet sind.According to a further preferred embodiment, the throttle valve is part of an adapter element arranged between the fluid distributor and a separate connection piece. The adapter element allows the use of conventional fluid distributors and fittings, so that already existing valve units can be retrofitted by means of such an adapter element in the market. In addition, modular concepts can be implemented particularly easily by using such an adapter element. Preferably, the adapter element is equipped with mounting surfaces which are formed corresponding to mounting surfaces on the fluid distributor and / or on the connecting piece.
Vorteilhafterweise weist das Drosselventil mehr als eine erste und eine zweite Schaltstellung auf. Die Reduzierung des Druckluftdurchflusses kann dann stufenweise erfolgen, wobei über die mehreren Schaltstellungen verschiedene Wartungsbetriebsarten definiert werden könnten, in denen ein reduzierter Druckluftdurchfluss gegenüber dem Normalbetrieb gewährleistet ist.Advantageously, the throttle valve more than a first and a second switching position. The reduction of the compressed air flow can then take place in stages, wherein over the several switching positions different maintenance modes could be defined, in which a reduced compressed air flow compared to the normal operation is ensured.
Um eine kontinuierliche Reduzierung des Volumenstroms zu ermöglichen, wird alternativ ein Drosselventil vorgeschlagen, dass zwischen der ersten und der zweiten Schaltstellung stufenlos schaltbar ist. Der Vorteil einer kontinuierlichen Reduzierung des Volumenstroms ist darin zu sehen, dass der Druckluftdurchfluss den jeweiligen Erfordernissen entsprechend angepasst werden kann. Zudem kann die stufenlose Verstellbarkeit des Drosselventils zwischen einer ersten und einer zweiten Schaltstellung zur Voreinstellung genutzt werden, um ggf. die zweite, den Wartungsbetrieb definierende Schaltstellung erstmalig festzulegen.In order to enable a continuous reduction of the volume flow, a throttle valve is alternatively proposed that is infinitely switchable between the first and the second switching position. The advantage of a continuous reduction of the volume flow is to be seen in the fact that the compressed air flow can be adjusted according to the respective requirements. In addition, the stepless adjustability of the throttle valve between a first and a second switching position can be used for presetting, if necessary to set the second, the maintenance operation defining switching position for the first time.
Weiterhin bevorzugt umfasst das Drosselventil einen Längsschieber oder einen Drehschieber. In Abhängigkeit von dem jeweils verwendeten Schieber, bewirkt eine Längs- und/oder Drehbewegung des Schiebers eine Verkleinerung des freien Strömungsquerschnitts des Speisekanals. Ein derartiges Drosselventil kann einfach aufgebaut sein und damit kostengünstig hergestellt werden.Further preferably, the throttle valve comprises a longitudinal slide or a rotary valve. Depending on the particular slider used, a longitudinal and / or rotational movement of the slide causes a reduction of the free flow cross-section of the feed channel. Such a throttle valve can be simple and thus manufactured inexpensively.
Gemäß einer bevorzugtet Ausführungsform besitzt der Längsschieber bzw. der Drehschieber des Drosselventils wenigstens eine in Überdeckung mit dem Speisekanal bringbare Durchgangsbohrung, deren Durchmesser zumindest gleich groß dem Durchmesser des Speisekanals gewählt ist. In vollständiger Überdeckung, d. h. in einer Flucht mit dem Speisekanal, gewährleistet die Durchgangsbohrung den maximalen Volumenstrom. Zur Reduzierung des Volumenstroms bedarf es lediglich einer Längsverschiebung und/oder einer Drehung des Schiebers um seine Längsachse, so dass nur noch eine teilweise Überdeckung der Durchgangsbohrung mit dem Speisekanal gegeben ist. Die Bewegung des Schiebers kann dabei – wie vorstehend bereits erwähnt – in Stufen oder stufenlos erfolgen.According to a preferred embodiment, the longitudinal slide or the rotary valve of the throttle valve has at least one overlapping with the feed channel can be brought through bore whose diameter is at least equal to the diameter of the feed channel selected. In complete coverage, d. H. in alignment with the feed duct, the through-hole ensures the maximum flow rate. To reduce the volume flow, it only requires a longitudinal displacement and / or rotation of the slider about its longitudinal axis, so that only a partial overlap of the through hole is given to the feed channel. The movement of the slide can - as already mentioned above - done in stages or continuously.
Der verschiebbare und/oder drehbeweglich gelagerte Längs- bzw. Drehschieber des Drosselventils ist bevorzugt derart in einer Bauteilausnehmung der Ventileinheit geführt, dass die Längsachse des Schiebers quer zum längsverlaufenden Speisekanal ausgerichtet ist. Um den Schieber gegenüber dem Bauteil abzudichten ist der Schieber weiterhin bevorzugt mit wenigstens einem Dichtring versehen.The displaceable and / or rotatably mounted longitudinal or rotary slide valve of the throttle valve is preferably guided in a component recess of the valve unit such that the longitudinal axis of the slide is aligned transversely to the longitudinal feed channel. In order to seal the slide relative to the component, the slide is furthermore preferably provided with at least one sealing ring.
Die Betätigung des Drosselventils erfolgt gemäß einer einfachen Ausführungsform der Erfindung manuell. Hierzu kann ein Betätigungsmittel an der Ventileinheit selbst vorgesehen sein, das in Verbindung mit dem Drosselventil steht. Alternativ oder ergänzend wird vorgeschlagen, dass das Drosselventil über ein vorgeschaltetes Steuerventil fernbetätigbar ist. Letzeres erweist sich insbesondere bei Ventileinheiten als vorteilhaft, die Bestandteil einer komplexen pneumatischen Anlage und ggf. – insbesondere in Bezug auf das Drosselventil – schwer zugänglich sind.The operation of the throttle valve is carried out manually according to a simple embodiment of the invention. For this purpose, an actuating means may be provided on the valve unit itself, which is in communication with the throttle valve. Alternatively or additionally, it is proposed that the throttle valve can be operated remotely via an upstream control valve. The latter proves to be particularly advantageous in valve units that are part of a complex pneumatic system and possibly - in particular with respect to the throttle valve - difficult to access.
Der Fluidverteiler einer erfindungsgemäßen Ventileinheit kann einstückig, beispielsweise in Form einer langestreckten Grundplatte, oder aus mehreren, über korrespondierende Anschlussflächen aneinandergereihte Fluidverteilerelemente zusammengesetzt sein. Dabei kann ein Fluidverteilerelement einen oder mehrere Aufnahmen für ein Mehrwegeventil besitzen. Vorzugsweise sind die Aufnahmen als Steckplätze ausgebildet, auf welche die Mehrwegeventile zur Verbindung mit dem Fluidverteiler einfach aufgesteckt werden. Die Verwendung mehrerer Fluidverteilerelemente ermöglicht die Realisierung modular aufgebauter Ventileinheiten, die somit flexibel einsetzbar sind. Zudem lassen sich modular aufgebaute Baueinheiten nachträglich an veränderte Gegebenheiten anpassen. So ist beispielsweise eine Erweiterung einer modular aufgebauten Ventileinheit in der Regel ohne Weiteres möglich.The fluid distributor of a valve unit according to the invention may be integrally, for example in the form of an elongated base plate, or composed of a plurality of juxtaposed via corresponding connection surfaces fluid distribution elements. In this case, a fluid distributor element have one or more receptacles for a multi-way valve. Preferably, the shots designed as slots on which the multi-way valves for connection to the fluid distributor are simply plugged. The use of multiple fluid distribution elements allows the realization of modular valve units, which are thus flexible to use. In addition, modular units can be subsequently adapted to changing circumstances. For example, an extension of a modular valve unit is usually readily possible.
Vorteilhafterweise ist die Ventileinheit ferner mit einer Anzeigeeinrichtung zur Anzeige der jeweiligen Schaltstellung des Drosselventils verbunden, wobei die Anzeigeeinrichtung an der Ventileinheit selbst oder in einer fern von der Ventileinheit liegenden Überwachungszentrale angeordnet sein kann. Vorzugsweise befindet sich die Anzeigeeinrichtung in direkter Nähe zu einer Steuereinheit, die ebenfalls mit der Ventileinheit verbunden ist. Dies erweist sich insbesondere als vorteilhaft, wenn das Drosselventil über ein vorgeschaltetes Steuerventil fernbetätigbar ist. Die Steuerung sowie die Überwachung können dann von einer Bedienperson aus demselben Raum bzw. von derselben Stelle vorgenommen werden.Advantageously, the valve unit is further connected to a display device for displaying the respective switching position of the throttle valve, wherein the display device can be arranged on the valve unit itself or in a lying remote from the valve unit monitoring center. Preferably, the display device is in close proximity to a control unit, which is also connected to the valve unit. This proves to be particularly advantageous if the throttle valve can be operated remotely via an upstream control valve. The control and the monitoring can then be carried out by an operator from the same room or from the same place.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend anhand der Figuren und ihrer Beschreibung näher dargestellt. Es zeigen:Further measures improving the invention are described below in more detail with reference to the figures and their description. Show it:
Anhand des in
Der Fluidverteiler
An einem dem Anschlussstück
Der schematischen Darstellung der
Der aus mehreren Fluidverteilerelementen
Im Normalbetrieb der Ventileinheit nimmt der Drehschieber
Der Speisekanal
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und vorliegend näher beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Da die erfindungsgemäße pneumatische Ventileinheit bevorzugt modular aufgebaut ist, sind viele verschiedene an die jeweiligen Erfordernisse und die jeweilige Einbausituation angepasste Ausführungsformen möglich. Des Weiteren kann das Drosselventil unterschiedliche Ausgestaltungen besitzen. Insbesondere kann das Drosselventil auch derart ausgeführt sein, dass eine Einstellung des Drosselventils vor Ort vorgenommen werden kann. Hierzu kann das Drosselventil beispielsweise mit einer Einstellvorrichtung ausgestattet sein.The invention is not limited to the illustrated and described in more detail embodiments. Since the pneumatic valve unit according to the invention is preferably of modular design, many different embodiments adapted to the respective requirements and the respective installation situation are possible. Furthermore, the throttle valve may have different configurations. In particular, the throttle valve can also be designed such that an adjustment of the throttle valve can be made on site. For this purpose, the throttle valve may for example be equipped with an adjusting device.
Ferner können bereits in Betrieb genommene herkömmliche Ventileinheiten mittels eines Adapterelementes
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Fluidverteilerfluid distributor
- 22
- MehrwegeventilMulti-way valve
- 33
- Speisekanalfeeding channel
- 44
- Entlüftungskanalvent channel
- 55
- Entlüftungskanalvent channel
- 66
- Anschlusskanalconnecting channel
- 77
- Anschlusskanalconnecting channel
- 88th
- Anschlusskanalconnecting channel
- 99
- Anschlussconnection
- 1010
- Anschlussconnection
- 1111
- Anschlussconnection
- 1212
- Arbeitsanschlussworking port
- 1313
- Arbeitsanschlussworking port
- 1414
- Verbraucherconsumer
- 1515
- Drosselventilthrottle valve
- 1616
- Anschlussstückconnector
- 1717
- Adapterelementadapter element
- 1818
- Längs- oder DrehschieberLongitudinal or rotary valve
- 1919
- Endstücktail
- 2020
- Druckquellepressure source
- 2121
- Schalldämpfersilencer
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 602004005257 T2 [0002] DE 602004005257 T2 [0002]
- DE 202005020534 U1 [0003] DE 202005020534 U1 [0003]
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