DE102012003231B3 - Process valve e.g. sterile valve for used in pharmaceutical field, has extension interface that is provided with expansion module which is formed in control actuator along lining-up axis which is transverse to movement axis - Google Patents

Abstract

The valve has a control valve device (3) that is provided at terminal section (7) for controlling fluid stream. A position measuring unit (4) is provided for determining axial position of locator. A receiving area (21) is formed between position measuring unit and sensor pipe that are formed between planes arranged parallel to movement axis (16). An extension interface is provided with an expansion module that is formed in control actuator (1) along lining-up axis which is transverse to movement axis.

Description

Die Erfindung betrifft ein Prozessventil mit einem Steuerkopf.The invention relates to a process valve with a control head.

Aus der WO 2007128360 A1 ist eine Gehäuseaggregation für Überwachungs-, Steuerungs- und Regelungssysteme für ein Prozessventil, insbesondere für ein Sterilventil zur Anwendung im Bereich der Pharmazie, der Biotechnologie und Kosmetik sowie für die Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie bekannt. Dabei umfasst das Prozessventil wenigstens eine ein Schliessglied tragende Ventilstange und einen druckmittelbeaufschlagten Antrieb für die Ventilstange. Auf das Prozessventil kann die modular strukturierte Gehäuseaggregation an der dem Prozessventil abgewandten Seite des Antriebs mit diesem lösbar verbunden werden. Hierbei ist in die Gehäuseaggregation u eine mit der Ventilstange verbundene Antriebsstange hineingeführt, die einen Stellungsmelder aufweist, der mit der Antriebsstange kontaktiert ist und der die aktuelle Stellung der Ventilstange in Bezug auf ein festgelegtes Bezugssystem erfasst. Die Gehäuseaggregation ist dazu ausgebildet, diesbezüglich aktuelle Stellungsmeldungen zu liefern und verfügt hierzu über Mittel zur Speicherung der aktuellen Stellungsmeldungen, über Mittel zur Berechnung und zum Vergleich von Stellungsmeldungen sowie über Mittel zur optischen und/oder akustischen Meldung und/oder zum Auslesen des Funktionszustandes des Prozessventils.From the WO 2007128360 A1 is a housing aggregation for monitoring, control and regulation systems for a process valve, in particular for a sterile valve for use in the field of pharmacy, biotechnology and cosmetics and for the food and beverage industry known. In this case, the process valve comprises at least one valve member carrying a closing member and a pressure medium-loaded drive for the valve rod. The modularly structured housing aggregation on the side of the drive facing away from the process valve can be detachably connected to the process valve with the process valve. Here, a drive rod connected to the valve rod is guided into the housing aggregation u, which has a position indicator which is contacted with the drive rod and which detects the current position of the valve rod with respect to a fixed reference system. The housing aggregation is designed to provide current position reports in this regard and has for this purpose means for storing the current position reports, means for calculating and comparing position reports and means for optical and / or acoustic message and / or reading the functional state of the process valve ,

Die WO 02/068828 A1 offenbart einen Arbeitszylinder mit einem Zylindergehäuse, das einen Kolbenaufnahmeraum mit darin verschieblich gelagertem Kolben und einem sich an den Kolbenaufnahmeraum anschließenden Steuerungsgehäuse umfasst, wobei im Steuerungsgehäuse die bei der Steuerung der Fluidbeaufschlagung des Kolbens mitwirkenden Steuerungskomponenten aufgenommen sind, unter denen sich eine elektrisch betätigbare Ventileinrichtung sowie eine bei der elektrischen Ansteuerung der Ventileinrichtung mitwirkende Ventil- und/oder Steuerelektronik befindet.The WO 02/068828 A1 discloses a power cylinder having a cylinder housing comprising a piston receiving space with piston displaceably mounted therein and a control housing adjoining the piston receiving space, wherein in the control housing the control components participating in the control of the fluid loading of the piston are accommodated, among which an electrically actuable valve device and a located in the electrical control of the valve device cooperating valve and / or control electronics.

Die DE 697 15 022 T2 offenbart eine Ventilbaugruppe mit einem druckbetätigbaren Ventil und einer Steuereinheit, die an einem dem Ventil entgegengesetzten Ende eines Stellglieds montiert wird. Die Steuereinheit umfasst einen Fluidkanal zur Bereitstellung eines Druckmediums mit einem ersten Ende, an dem ein Druckmedium bereitstellbar ist. Die Steuereinheit ist mit Koppelmitteln versehen, die mit Koppelmitteln am Stellglied verbindbar sind, um eine drehfeste Verbindung zwischen Steuereinheit und Stellglied zu gewährleisten. Ein zweites Ende des Fluidkanals steht in fluidischer Verbindung mit dem Stellglied. Ein normalerweise geschlossenes Ventilelement ist im Fluidkanal eingesetzt und hat ein Steuerelement, das an den beweglichen Teil des Ventils ankoppelbar ist und sich durch die Steuereinheit erstreckt. Ein äußeres Ende des Steuerelements ist mit dem Stellglied verbunden. Das Ventilelement wird gegen die Kraft von Federn oder gegen einen Differenzdruck geöffnet. Infolgedessen kann die Steuereinheit mittels einer Steckverbindung montiert werden und abgenommen werden, zur gleichen Zeit kann das Ventilelement automatisch geöffnet und beziehungsweise für schnellen und einfachen Service geschlossen werden.The DE 697 15 022 T2 discloses a valve assembly having a pressure actuable valve and a control unit mounted to an end of an actuator opposite the valve. The control unit comprises a fluid channel for providing a pressure medium having a first end, on which a pressure medium can be provided. The control unit is provided with coupling means which are connectable with coupling means on the actuator to ensure a rotationally fixed connection between the control unit and the actuator. A second end of the fluid channel is in fluid communication with the actuator. A normally closed valve element is inserted in the fluid channel and has a control element which is connectable to the movable part of the valve and extends through the control unit. An outer end of the control is connected to the actuator. The valve element is opened against the force of springs or against a differential pressure. As a result, the control unit can be mounted and removed by means of a plug connection, at the same time the valve element can be automatically opened and / or closed for quick and easy service.

Die DE 4014474 C1 offenbart ein Tellerventil mit einem auf seinem Gehäuse über ein mit Sichtöffnungen versehenes Distanzstück aufsitzenden Steuerkopf, dessen Schaft mit der Stange des Ventiltellers verbunden ist, wobei das am Boden des Steuerkopfes anflanschbare Distanzstück einstückig mit einem auf dem Ventilgehäuse befestigbaren Ventilgehäusedeckel ausgebildet ist und wobei die sich mit Überstand über den Steuerkopf durch den Steuerkopf erstreckende Ventiltellerstange in dem hohl ausgebildeten Schaft des Steuerkolbens geführt ist. Der ventilseitig an einer Ringschulter der Ventiltellerstange abgestützte Schaft des Steuerkolbens wird von einer auf den Überstand der Ventiltellerstange über den Steuerkopf aufschraubbaren Mutter beaufschlagt.The DE 4014474 C1 discloses a poppet valve with a mounted on its housing via a spacer provided with viewing openings control head whose shaft is connected to the rod of the valve disc, wherein the flange at the bottom of the control head flanged spacer is integrally formed with a valve housing mounted on the valve housing cover and wherein the with Projection over the control head through the control head extending valve disk rod is guided in the hollow shaft of the control piston. The shaft of the control piston, which is supported on the valve head rod by an annular shoulder, is acted upon by a nut which can be screwed onto the projection of the valve disk rod via the control head.

Die DE 103 36 065 A1 offenbart einen pneumatischen Ventilantrieb mit einem Gehäuse, das einen Zylinder und an jedem axialen Ende des Zylinders eine Stirnwand aufweist, sowie mit einem mit einer axialen Spindel verbundenen Kolben, der in dem Zylinder axial geführt und an seinem Umfang gegen den Zylinder abgedichtet ist, und einer an einer der Stirnwände gebildeten ersten, einheitlichen Schnittstelle für einen Steuerkopf und einer an der anderen Stirnwand gebildeten zweiten, einheitlichen Schnittstelle für eine durch die Spindel zu betätigende Ventil-Armatur.The DE 103 36 065 A1 discloses a pneumatic valve drive comprising a housing having a cylinder and an end wall at each axial end of the cylinder, and a piston connected to an axial spindle which is axially guided in the cylinder and sealed at its periphery against the cylinder, and one formed on one of the end walls first, uniform interface for a control head and formed on the other end wall second, uniform interface for a valve to be actuated by the valve valve.

Aus der EP 961 066 A2 ist eine frei programmierbare Stellungsanzeigevorrichtung, insbesondere für Ventile, mit einem bewegbaren Stellglied bekannt, wobei dem Stellglied eine Positionserfassungseinrichtung zugeordnet ist, welche ständig die Position des Stellglieds unter Erzeugung eines analogen Abgabesignals erfasst und das Abgabesignal der Positionserfassungseinrichtung an eine elektronische Auswerteeinrichtung für die Ermittlung der Stellungsanzeige angelegt wird.From the EP 961 066 A2 is a freely programmable position indicator device, in particular for valves, known with a movable actuator, wherein the actuator is associated with a position detection device which constantly detects the position of the actuator to generate an analog output signal and the output signal of the position detection device to an electronic evaluation device for determining the position indicator is created.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Prozessventil mit verbesserter Fluidführung bereitzustellen.The object of the invention is to provide a process valve with improved fluid management.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved with the features of claim 1.

Ein derartiges Prozessventil wird dazu eingesetzt, einen Volumenstrom eines Prozessfluids in Abhängigkeit von einer Position des Ventilkörpers gegenüber einem im Ventilgehäuse ausgebildeten Ventilsitz zu beeinflussen. Bei dem Prozessfluid kann es sich beispielsweise um eine Flüssigkeit oder ein Gas handeln, das in einem Herstellungsprozess für Zwischen- oder Endprodukte zum Einsatz kommt oder um ein flüssiges oder gasförmiges Endprodukt, das aus einem oder in einen Vorratsbehälter gefördert wird. Die Position des Ventilkörpers wird insbesondere mit Hilfe eines im Ventil integrierten Fluidzylinders eingestellt, der beispielsweise als einfachwirkender Zylinder ausgebildet sein kann und mit einer Federeinrichtung in eine Vorzugsstellung vorgespannt ist. Durch Beaufschlagung des Fluidzylinders mit dem am Anschlussabschnitt des Steuerkopfs von einer Fluidquelle bereitgestellten druckbeaufschlagten Fluid kann eine Bewegung des Ventilkörpers, der mit einer beweglichen Komponente des Fluidzylinders gekoppelt ist, entgegen der Vorspannung der Federeinrichtung hervorgerufen werden. Da es insbesondere bei Herstellungsprozessen von erheblicher Bedeutung ist, mit welchem Volumenstrom das Prozessfluid das Prozessventil durchströmt, ist im Steuerkopf eine Positionsmesseinrichtung vorgesehen. Mit Hilfe der Positionsmesseinrichtung kann die Position eines mit dem Ventilkörper bewegungsgekoppelten, im Sensorrohr linearbeweglich aufgenommenen Positionsgebers ermittelt und in einer Verarbeitungseinrichtung verarbeitet werden. In Kenntnis der Position des Ventilkörpers kann mit einer intern im Steuerkopf vorgesehenen oder extern dem Steuerkopf zugeordneten Steuereinrichtung eine Steuerung oder Regelung des Volumenstroms durch das Prozessventil vorgenommen werden. Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Steuerkopfs kann durch Anbringung entsprechender Erweiterungsmodule eine vorteilhafte Anpassung des Prozessventils an unterschiedliche Einsatzbedingungen gewährleistet werden.Such a process valve is used to a volume flow of a process fluid in Dependence on a position of the valve body to influence a valve seat formed in the valve housing. The process fluid can be, for example, a liquid or a gas used in a manufacturing process for intermediate or end products or a liquid or gaseous end product which is conveyed from or into a storage container. The position of the valve body is adjusted in particular by means of a valve integrated in the fluid cylinder, which may be formed for example as a single-acting cylinder and is biased by a spring device in a preferred position. By pressurizing the fluid cylinder with the pressurized fluid provided at the connection portion of the control head by a fluid source, movement of the valve body coupled to a movable component of the fluid cylinder may be caused against the bias of the spring means. Since it is of considerable importance, in particular in production processes, with which volume flow the process fluid flows through the process valve, a position measuring device is provided in the control head. With the aid of the position measuring device, the position of a motion sensor coupled with the valve body and linearly movably received in the sensor tube can be determined and processed in a processing device. With knowledge of the position of the valve body, a control or regulation of the volume flow through the process valve can be carried out with a control device provided internally in the control head or externally assigned to the control head. By using the control head according to the invention can be ensured by attaching appropriate expansion modules advantageous adaptation of the process valve to different operating conditions.

Mit Hilfe der Erweiterungsschnittstelle kann der Funktionsumfang des Steuerkopfs durch Hinzufügung entsprechender Erweiterungsmodule in einfacher Weise an unterschiedliche Einsatzbedingungen angepasst werden. Dabei ermöglicht die Erweiterungsschnittstelle eine stabile Ankopplung wenigstens eines Erweiterungsmoduls, vorzugsweise ist der Steuerkopf beidseitig mit Erweiterungsschnittstellen versehen und ermöglicht somit die Ankopplung von wenigstens zwei zueinander entgegengesetzt angeordneten Erweiterungsmodulen. Durch die Aneinanderreihung der Erweiterungsmodule längs der Aufreihungsachse, die quer zur Bewegungsachse des Ventils ausgerichtet ist, lässt sich eine vorteilhafte kompakte Aufbauweise für den Steuerkopf und die angekoppelten Erweiterungsmodule erzielen. Die Erweiterungsschnittstelle ist aufgrund ihrer Zuordnung zu einer der beiden Ebenen, die jeweils von Hüllgeometrien um die Steuerventileinrichtung, um die Positionsmesseinrichtung sowie um den Aufnahmebereich für das Sensorrohr bestimmt wird, derart angeordnet, dass eine kompakte Anordnung des jeweiligen Erweiterungsmoduls am Steuerkopf sichergestellt ist. Dabei kann die Erweiterungsschnittstelle entweder identisch mit der jeweiligen Ebene sein oder beabstandet zur jeweiligen Ebene angeordnet sein.With the aid of the expansion interface, the functional scope of the control head can be easily adapted to different operating conditions by adding appropriate expansion modules. In this case, the extension interface allows a stable coupling of at least one expansion module, preferably the control head is provided on both sides with expansion interfaces and thus allows the coupling of at least two mutually opposite expansion modules. By juxtaposing the expansion modules along the alignment axis, which is aligned transversely to the axis of movement of the valve, an advantageous compact design for the control head and the coupled expansion modules can be achieved. The extension interface is due to their assignment to one of the two levels, which is each determined by Hüllgeometrien to the control valve means, the position measuring device and the receiving area for the sensor tube, arranged such that a compact arrangement of the respective expansion module is secured to the control head. In this case, the extension interface can either be identical to the respective plane or be arranged at a distance from the respective plane.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.

Zweckmäßig ist es, wenn der Anschlussabschnitt zwischen den beiden, insbesondere parallel zueinander ausgerichteten, Ebenen angeordnet ist und/oder wenn eine außenliegend am Anschlussabschnitt angeordnete Anschlusseinrichtung für den Anschluss eines Fluidleiters von einem quer zur Bewegungsachse ausgerichteten Fluidkanal durchsetzt ist. Hierdurch wird eine kompakte Gestaltung des Steuerkopfs gewährleistet. Zudem wird dadurch sichergestellt, dass Fluidleitungen, die am Anschlussabschnitt angebracht werden, nicht die Anbringung von Erweiterungsmodulen an den jeweiligen Erweiterungsschnittstellen des Steuerkopfs behindern.It is expedient if the connection section between the two, in particular parallel aligned, planes is arranged and / or if an externally arranged on the connection portion connecting means for the connection of a fluid conductor is traversed by a transverse to the movement axis fluid channel. As a result, a compact design of the control head is ensured. In addition, this ensures that fluid lines that are attached to the connection section, do not hinder the attachment of expansion modules to the respective expansion interfaces of the control head.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die im Grundkörper integrierte Kupplungseinrichtung für eine Festlegung des Grundkörpers an einem dem Ventilkörper entgegengesetzten Endbereich des Sensorrohrs ausgebildet ist. Somit kann der Grundkörper mit dem daran angeordneten Anschlussbereich an dem Endbereich des Sensorrohrs montiert werden, der dem Ventilkörper entgegengesetzt und somit von diesem am weitesten entfernt ist. Hierdurch wird erreicht, dass das am Anschlussabschnitt von einer Fluidquelle bereitgestellte druckbeaufschlagte Fluid, das zur variablen, druckabhängigen Einstellung der Position des Ventilkörpers im Ventilgehäuse eingesetzt wird und dessen Volumenstrom von der Steuerventileinrichtung bedarfsgerecht eingestellt wird, auf möglichst kurzem Weg und mit einer minimalen Anzahl von Richtungswechseln in das Sensorrohr eingespeist werden kann. Somit treten für das druckbeaufschlagte Fluid auf dem Weg von Fluidschlauch bis zum Sensorrohr nur geringe Reibungsverluste auf, so dass für die Ansteuerung des Ventilkörpers mit Hilfe des druckbeaufschlagten Fluids ein hoher Wirkungsgrad gewährleistet werden kann.In an advantageous development of the invention, it is provided that the coupling device integrated in the main body is designed for fixing the base body to an end region of the sensor tube opposite the valve body. Thus, the base body with the connecting region arranged thereon can be mounted on the end region of the sensor tube, which is opposite to the valve body and thus furthest away from it. This ensures that the pressurized fluid provided at the connection section by a fluid source, which is used for variable, pressure-dependent adjustment of the position of the valve body in the valve housing and whose volume flow is adjusted as required by the control valve device, as short as possible and with a minimum number of changes of direction can be fed into the sensor tube. Thus occur for the pressurized fluid on the way from fluid hose to the sensor tube only minor friction losses, so that a high efficiency can be ensured for the control of the valve body by means of the pressurized fluid.

Zweckmäßig ist es, wenn der Anschlussabschnitt von wenigstens einem Fluidkanal durchsetzt ist, der für eine fluidisch kommunizierende Verbindung zwischen einer außenliegend am Anschlussabschnitt angeordneten Anschlusseinrichtung für einen Fluidleiter und der Steuerventileinrichtung ausgebildet ist. Bei der Anschlusseinrichtung kann es sich insbesondere um eine Steckkupplung oder Schraubkupplung für einen Fluidschlauch handeln, der ausgehend von der Fluidquelle zum Anschlussabschnitt verläuft. Der Fluidkanal im Anschlussabschnitt stellt eine fluidisch kommunizierende Verbindung zwischen der Anschlusseinrichtung und der Steuerventileinrichtung her. Durch die Ausbildung des Fluidkanals im Anschlussabschnitt kann auf separat ausgeführte Fluidleitungen, insbesondere auf diskrete Fluidschläuche, verzichtet werden, so dass eine kompakte Anordnung der fluidführenden Komponenten zueinander gewährleistet ist. Der Fluidkanal kann beispielsweise in einem als Kunststoffspritzgussteil ausgebildeten Grundkörper vorgeformt sein oder in einem als Metallteil ausgebildeten Grundkörper durch spanende Bearbeitung eingearbeitet sein.It is expedient if the connection section is penetrated by at least one fluid channel which is designed for a fluidically communicating connection between a connection device for a fluid conductor arranged externally on the connection section and the control valve device. The connection device may in particular be a plug-in coupling or threaded coupling for a fluid hose which runs from the fluid source to the connection section. The fluid channel in the connection section constitutes a fluidically communicating connection between the connection device and the control valve device. Due to the design of the fluid channel in the connection section, it is possible to dispense with separately designed fluid lines, in particular discrete fluid tubes, so that a compact arrangement of the fluid-carrying components relative to one another is ensured. The fluid channel can be preformed, for example, in a base body designed as a plastic injection-molded part, or be machined in a base body formed as a metal part by machining.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Grundkörper einen, insbesondere hülsenförmig ausgeführten, Trägerabschnitt umfasst, der zur zumindest bereichsweisen Aufnahme des Sensorrohrs und/oder zur Festlegung von Sensoren der Positionsmesseinrichtung ausgebildet ist. Der Trägerabschnitt dient als Montagefläche für einen oder mehrere Sensoren der Positionsmesseinrichtung, die die variable Position des beweglich im Sensorrohr aufgenommenen und mit dem Ventilkörper gekoppelten Positionsgebers erfassen sollen und damit die Bestimmung eines Öffnungszustands des Ventils ermöglichen. Vorzugsweise ist der Trägerabschnitt mit einer oder mehreren nutartigen, insbesondere hinterschnitten ausgebildeten, Vertiefungen versehen, in denen die Sensoren längs der Bewegungsachse verschoben und an einer gewünschten Position festgelegt werden können.In a further development of the invention, it is provided that the base body comprises a, in particular sleeve-shaped, carrier portion, which is formed for at least partially receiving the sensor tube and / or for fixing sensors of the position measuring device. The support portion serves as a mounting surface for one or more sensors of the position measuring device, which should detect the variable position of the movably received in the sensor tube and coupled to the valve body position sensor and thus allow the determination of an opening state of the valve. Preferably, the support portion is provided with one or more groove-like, in particular undercut, recesses in which the sensors can be moved along the axis of movement and fixed at a desired position.

Vorteilhaft ist es, wenn der Grundkörper von einer Ausnehmung durchsetzt ist, die für einen Eingriff eines Befestigungsmittels, insbesondere einer Befestigungsmutter, in einen am Sensorrohr ausgebildeten Befestigungsbereich zur Festlegung des Grundkörpers am Ventilkörper ausgebildet ist. Hierdurch wird eine zentrale Befestigung des gesamten Grundkörpers mit den daran angebrachten fluidführenden Komponenten sowie der Positionsmesseinrichtung ermöglicht. Mit dieser zentralen Befestigung wird bei einer entsprechenden Ausgestaltung des Mantelteils und der zugeordneten Schnittstellen am Anschlussabschnitt und/oder am Ventilgehäuse eine freie Drehbarkeit um die Bewegungsachse erreicht, so dass eine rotatorische Ausrichtung des Steuerkopfs um die Bewegungsachse frei wählbar ist.It is advantageous if the base body is penetrated by a recess which is designed for engagement of a fastening means, in particular a fastening nut, in a mounting area formed on the sensor tube for fixing the base body on the valve body. As a result, a central attachment of the entire base body with the fluid-carrying components attached thereto and the position-measuring device is made possible. With this central fastening a free rotation around the axis of movement is achieved with a corresponding configuration of the shell part and the associated interfaces on the connection portion and / or on the valve housing, so that a rotational orientation of the control head about the axis of movement is arbitrary.

Vorzugsweise ist in der Ausnehmung des Anschlussabschnitts wenigstens eine, insbesondere umlaufend ausgebildete, Dichtungseinrichtung für eine fluidisch abgedichtete Kopplung des im Anschlussabschnitt vorgesehenen Fluidkanals mit dem Sensorrohr angeordnet. Die Dichtungseinrichtung gewährleistet eine fluiddichte Ankopplung des im Anschlussabschnitt ausgebildeten Fluidkanals an das Sensorrohr, das seinerseits mit einer Ausnehmung versehen ist, die für eine kommunizierende Verbindung zwischen dem Fluidkanal im Anschlussabschnitt und dem fluidisch ansteuerbaren Ventilkörper ausgebildet ist. Vorzugsweise sind die Ausnehmung im Anschlussabschnitt und das Sensorrohr derart aufeinander abgestimmt, dass der Steuerkopf frei verdrehbar um die Bewegungsachse am Ventil angeordnet werden kann und in der gewünschten rotatorischen Position am Ventilgehäuse mit Hilfe des Befestigungsmittels festgelegt werden kann.Preferably, in the recess of the connecting portion at least one, in particular circumferentially formed, sealing means for a fluidly sealed coupling of the provided in the connection portion fluid channel is arranged with the sensor tube. The sealing device ensures a fluid-tight coupling of the fluid channel formed in the connection section to the sensor tube, which in turn is provided with a recess which is designed for a communicating connection between the fluid channel in the connection section and the fluidically actuatable valve body. Preferably, the recess in the connection section and the sensor tube are matched to one another such that the control head can be freely rotatable about the axis of movement on the valve and can be fixed in the desired rotational position on the valve housing by means of the fastening means.

Eine zweckmäßige Weiterbildung des Prozessventils sieht vor, dass an der Erweiterungsschnittstelle wenigstens ein als Busmodul und/oder als Sensormodul und/oder als Sicherheitsmodul ausgebildetes Erweiterungsmodul längs der Aufreihungsachse angeordnet ist. Ein Busmodul dient einem Informationsaustausch zwischen einer im Steuerkopf anbringbaren Steuereinrichtung, die insbesondere zur Ansteuerung der Steuerventileinrichtung und zur Auswertung von Signalen der Positionsmesseinrichtung ausgebildet ist, und einer übergeordneten Steuerungseinrichtung, beispielsweise einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS), die über einen Feldbus mit dem Prozessventil kommunizieren soll. Ein Sensormodul kann einen oder mehrere Sensoren umfassen, die beispielsweise zur Ermittlung einer physikalischen Eigenschaft des Prozessfluids, das das Prozessventil durchströmen kann, ausgebildet sein. Beispielhaft sind hier Temperatursensoren oder Volumenstromsensoren oder pH-Wert-Sensoren zu nennen. Ein als Sicherheitsmodul ausgebildetes Erweiterungsmodul kann beispielsweise dazu eingesetzt werden, den Zustand des Steuerkopfs und des damit gekoppelten Ventils mit redundant ausgebildeter Sensorik zu überwachen und die ermittelten Informationen über ein sicheres Kommunikationssystem an die übergeordnete Steuerungseinrichtung zu übertragen.An expedient development of the process valve provides that at least one extension module designed as a bus module and / or as a sensor module and / or as a security module is arranged along the line-up axis. A bus module is used for exchanging information between an attachable in the control head control device, which is designed in particular for controlling the control valve device and for evaluating signals of the position measuring device, and a higher-level control device, such as a programmable logic controller (PLC), which is to communicate with the process valve via a fieldbus , A sensor module may include one or more sensors that may be configured, for example, to determine a physical property of the process fluid that may flow through the process valve. By way of example, temperature sensors or volume flow sensors or pH sensors can be mentioned here. A trained as a security module expansion module can be used, for example, to monitor the state of the control head and the valve coupled thereto with redundant sensor design and transmit the information determined via a secure communication system to the higher-level control device.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Prozessventils ist vorgesehen, dass das Sensorrohr in einem dem Ventilgehäuse entgegengesetzten Endbereich eine Ausnehmung aufweist, die für eine Bereitstellung von druckbeaufschlagtem Fluid an das Ventil ausgebildet ist und dass im Anschlussabschnitt wenigstens ein Fluidkanal vorgesehen ist, der für eine fluidisch kommunizierende Verbindung mit der Steuerventileinrichtung ausgebildet ist. Hierdurch wird eine Zufuhr des druckbeaufschlagten Fluids in den Ventilkörper auf kurzem Wege gewährleistet. Gleiches gilt auch für die Ausrichtung der Ausnehmung im Sensorrohr, die quer zur Bewegungsachse des Positionsgebers ausgerichtet ist und/oder für die zumindest abschnittsweise ausgebildete Ausnehmung im Positionsgeber längs der Bewegungsachse.In an advantageous development of the process valve, provision is made for the sensor tube to have a recess in an end region opposite the valve housing, which is designed to provide pressurized fluid to the valve and at least one fluid channel is provided in the connection section for a fluidically communicating connection is formed with the control valve device. As a result, a supply of the pressurized fluid is ensured in the valve body over a short path. The same applies to the orientation of the recess in the sensor tube, which is aligned transversely to the axis of movement of the position sensor and / or for the at least partially formed recess in the position sensor along the axis of movement.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Dabei zeigt:An advantageous embodiment of the invention is shown in the drawing. Showing:

1 eine schematische Schnittdarstellung eines Steuerkopfs für ein Prozessventil, 1 a schematic sectional view of a control head for a process valve,

2 eine schematische Schnittdarstellung einer Ventileinheit für ein Prozessventil, 2 a schematic sectional view of a valve unit for a process valve,

3 ein aus dem Steuerkopf gemäß 1 und der Ventileinheit gemäß 2 gebildetes Prozessventil, 3 one from the control head according to 1 and the valve unit according to 2 formed process valve,

4 eine Seitenansicht des Prozessventils gemäß der 3 und 4 a side view of the process valve according to the 3 and

5 eine teilweise geschnitten dargestellte Vorderansicht des Prozessventils gemäß der 3. 5 a partially sectioned front view of the process valve according to the 3 ,

Ein in der 1 näher dargestellter Steuerkopf 1 für ein fluidisch ansteuerbares Ventil, das in der 2 näher dargestellt ist, umfasst einen Grundkörper 2, eine Steuerventileinrichtung 3, eine Positionsmesseinrichtung 4 und eine Steuereinrichtung 5.An Indian 1 closer shown control head 1 for a fluidic controllable valve, which in the 2 shown in more detail, comprises a main body 2 , a control valve device 3 , a position measuring device 4 and a controller 5 ,

Der Grundkörper 2 umfasst eine nachstehend näher beschriebene Kupplungseinrichtung 6, die zur Festlegung des Steuerkopfs 1 an dem in 2 näher dargestellten Ventil ausgebildet ist. Ferner umfasst der Grundkörper 2 einen Anschlussabschnitt 7, der zum Anschluss wenigstens eines nicht näher dargestellten Fluidleiters ausgebildet ist. Hierzu ist vorliegend am Anschlussabschnitt 7 ein Stutzen 8 ausgebildet, der der Festlegung des Fluidleiters dient.The main body 2 comprises a coupling device described in more detail below 6 laying down the control head 1 at the in 2 formed valve is formed. Furthermore, the basic body comprises 2 a connection section 7 , which is designed to connect at least one fluid conductor, not shown. For this purpose is present at the connection section 7 a neck 8th formed, which serves to define the fluid conductor.

Die Steuerventileinrichtung 3 steht über einen im Grundkörper 2 ausgebildeten Versorgungskanal 9, der sich vom Stutzen 8 bis zu einer Anschlussfläche 10 für die vorliegend als Ventilmodul ausgebildete Steuerventileinrichtung 3 erstreckt, in fluidisch kommunizierender Verbindung mit dem Stutzen 8. Somit kann druckbeaufschlagtes Fluid, das am Stutzen 8 von einer nicht dargestellten Fluidquelle, insbesondere einer Druckluftquelle, bereitgestellt wird, an die Steuerventileinrichtung 3 geleitet werden. Die Steuerventileinrichtung 3 umfasst wenigstens ein nicht näher dargestelltes Steuerventil, das beispielsweise als Schaltventil oder als Proportionalventil ausgebildet ist und das von der Steuereinrichtung 5 angesteuert wird. In Abhängigkeit von einem Funktionszustand des wenigstens einen Steuerventils wird eine fluidische Verbindung zwischen dem Versorgungskanal 9 und einem ebenfalls an der Anschlussfläche 10 ausmündenden Steuerkanal 11 geöffnet oder geschlossen oder gegebenenfalls auf einen vorgebbaren Querschnitt eingestellt.The control valve device 3 stands over one in the main body 2 trained supply channel 9 getting away from the neck 8th up to a connection area 10 for the presently designed as a valve module control valve device 3 extends, in fluidic communication with the nozzle 8th , Thus, pressurized fluid, the at the neck 8th is provided by a fluid source, not shown, in particular a compressed air source, to the control valve device 3 be directed. The control valve device 3 comprises at least one control valve not shown in detail, which is designed for example as a switching valve or as a proportional valve and the control device 5 is controlled. Depending on a functional state of the at least one control valve, a fluidic connection between the supply channel 9 and one also at the interface 10 opening control channel 11 opened or closed or optionally adjusted to a predeterminable cross-section.

Der Steuerkanal 11 ist wie der Versorgungskanal 9 im Anschlussabschnitt 7 des Grundkörpers 2 integriert und mündet mit einem der Steuerventileinrichtung 3 abgewandten Endbereich exemplarisch in einem Ringkanal 12, der seinerseits in einer Aufnahmebohrung 15, die ebenfalls im Grundkörper 2 ausgebildet ist. Die Aufnahmebohrung 15 bildet ein zentrales Element der Kupplungseinrichtung 6, da sie die mechanische und fluidische Ankopplung an das nachstehend näher beschriebene Ventil gewährleistet. Eine Symmetrieachse 16 der Aufnahmebohrung 15 bildet exemplarisch auch die Symmetrieachse 16 des Ringkanals 12. In axialem Abstand längs der Symmetrieachse 16 sind beidseitig des Ringkanals 12 zwei umlaufende Nuten 17, 18 in der Aufnahmebohrung 15 ausgebildet, die jeweils mit einem exemplarisch als O-Ring ausgebildeten Dichtungsring 19, 20 versehen sind. Wie in der 3 näher dargestellt wird und in diesem Zusammenhang auch näher beschrieben wird, dienen die beiden Dichtungsringe 19, 20 zur abdichtenden Kopplung des Ventils mit dem Anschlussabschnitt 7 des Grundkörpers 2 und stellen somit ebenfalls wesentlichen Komponenten der Kupplungseinrichtung 6 dar.The control channel 11 is like the supply channel 9 in the connection section 7 of the basic body 2 integrated and opens with one of the control valve device 3 remote end region exemplary in an annular channel 12 , in turn, in a receiving hole 15 , also in the main body 2 is trained. The receiving bore 15 forms a central element of the coupling device 6 because it ensures the mechanical and fluidic coupling to the valve described in more detail below. An axis of symmetry 16 the receiving bore 15 exemplifies also the symmetry axis 16 of the ring channel 12 , At an axial distance along the axis of symmetry 16 are on both sides of the ring channel 12 two circumferential grooves 17 . 18 in the receiving hole 15 formed, each with a trained as an example O-ring seal 19 . 20 are provided. Like in the 3 is shown in more detail and will be described in more detail in this context, serve the two sealing rings 19 . 20 for sealing coupling of the valve with the connection section 7 of the basic body 2 and thus also constitute essential components of the coupling device 6 represents.

Ferner ist gemäß der 1 am Grundkörper 2 ein Trägerabschnitt 21 angebracht, der exemplarisch als im Wesentlichen hülsenförmig ausgebildetes Aluminium-Strangpressteil gestaltet ist und vorzugsweise stoffschlüssig, beispielsweise durch Verkleben oder Umspritzen mit Kunststoff, mit dem Grundkörper 2 verbunden ist. Der Trägerabschnitt 21 ist zur Montage wenigstens eines Sensors 22, 23 der Positionsmesseinrichtung 4 ausgebildet. Exemplarisch ist hierzu am Trägerabschnitt 21 eine längs der Symmetrieachse 16, die identisch mit der Bewegungsachse des Ventils ist, erstreckte Längsnut 24 ausgebildet, in der die Sensoren 22, 23 in eine jeweils vorteilhafte Sensorposition verschoben und anschließend festgelegt werden können.Furthermore, according to the 1 at the base body 2 a carrier section 21 attached, which is designed as an example of a substantially sleeve-shaped aluminum extruded part and preferably cohesively, for example by gluing or encapsulation with plastic, with the main body 2 connected is. The carrier section 21 is for mounting at least one sensor 22 . 23 the position measuring device 4 educated. Exemplary is this on the support section 21 one along the axis of symmetry 16 , which is identical to the movement axis of the valve, extended longitudinal groove 24 formed in which the sensors 22 . 23 can be moved to a respective advantageous sensor position and then set.

Die Signale der Sensoren 22, 23 werden über nicht näher bezeichnete elektrische Signalleitungen an die Steuereinrichtung 5 weitergeleitet und in der Steuereinrichtung 5 verarbeitet. Die Steuereinrichtung 5 ist exemplarisch als elektronische Baugruppe aus einer am Grundkörper 2 festgelegten gedruckten Schaltung und darauf aufgebrachten und elektrisch untereinander verbundenen Schaltungselementen wie insbesondere Widerständen, Kondensatoren, Mikroprozessoren, aufgebaut. Anhand der Signale der Sensoren 22, 23 kann die Steuerventileinrichtung 3 derart angesteuert werden, dass mit dem Ventil der gewünschte Durchfluss oder Volumenstrom des Prozessfluids eingestellt werden kann.The signals of the sensors 22 . 23 be about unspecified electrical signal lines to the controller 5 forwarded and in the control device 5 processed. The control device 5 is an example as an electronic assembly of one on the body 2 fixed printed circuit and applied thereon and electrically interconnected circuit elements such as in particular resistors, capacitors, microprocessors. Based on the signals from the sensors 22 . 23 can the control valve device 3 be controlled so that the desired flow or volume flow of the process fluid can be adjusted with the valve.

Der Grundkörper 2 ist exemplarisch hülsenförmig mit abschnittsweise unterschiedlichen Wandstärken ausgebildet, wobei sich eine Ausnehmung im Grundkörper 2 quer zur Symmetrieachse 16 und damit normal zur Darstellungsebene der 1 erstreckt, so dass eine Längsachse dieser Ausnehmung quer zur Symmetrieachse 16 ausgerichtet ist. Exemplarisch weist der Grundkörper 2 entlang dieser nicht dargestellten Längsachse, die nachfolgend in der 5 auch als Aufreihungsachse 109 bezeichnet wird, einen zumindest im Wesentlichen konstanten Querschnitt auf.The main body 2 is exemplarily sleeve-shaped with sections of different wall thicknesses, with a recess in the main body 2 transverse to the axis of symmetry 16 and thus normal to the presentation level of 1 extends, so that a longitudinal axis of this recess transverse to the axis of symmetry 16 is aligned. Exemplary, the basic body 2 along this longitudinal axis, not shown, which in the following 5 also as a line-up axis 109 is designated, an at least substantially constant cross section.

Funktional kann der in 1 dargestellte Grundkörper 2 in insgesamt vier Teilbereiche unterteilt werden. Ein erster Teilbereich wird durch einen Deckelabschnitt 100 gebildet, an dem auch die Kupplungseinrichtung 6 und der Anschlussabschnitt 7 ausgebildet sind. Der Deckelabschnitt 100 endet an einer dem Ventil zugewandten Unterseite mit der Anschlussfläche 10. Seitlich am Deckelabschnitt 100 und angrenzend an die Anschlussfläche 10 sind exemplarisch jeweils zumindest im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildete Wandabschnitte 101 und 102 vorgesehen, die als zweiter und dritter Teilbereich angesehen werden können. Die Wandabschnitte 101, 102 begrenzen zusammen mit dem Deckelabschnitt 100 und einem Bodenabschnitt 103 einen Steuerraum 104, in dem die Steuerventileinrichtung 3, die Positionsmesseinrichtung 4 und die Steuereinrichtung 5 aufgenommen sind. Functionally, the in 1 illustrated basic body 2 divided into a total of four subareas. A first portion is covered by a lid portion 100 formed, on which also the coupling device 6 and the connection section 7 are formed. The lid section 100 ends at a valve-facing bottom with the pad 10 , Laterally on the lid section 100 and adjacent to the pad 10 are exemplary each at least substantially mirror-symmetrical to each other formed wall sections 101 and 102 which may be considered as second and third subsections. The wall sections 101 . 102 limit together with the lid section 100 and a bottom section 103 a control room 104 in which the control valve device 3 , the position measuring device 4 and the controller 5 are included.

Der Steuerraum 104 ist durch die hülsenförmige Gestaltung des Grundkörpers 2 seitlich offen ausgebildet, dementsprechend kann wahlweise vorgesehen sein, den Steuerraum 104 durch beidseitige Anbringung einer in der 5 näher dargestellter plattenförmigen Seitenwand 105 zu verschließen. Die Seitenwand 105, die exemplarisch als Metallplatte ausgebildet ist, wird hierzu in einer im Grundkörper 2 ausgebildeten Vertiefung aufgenommen, die von einem in der 4 näher dargestellten umlaufenden Bund 108 bestimmt wird. Vorzugsweise wird die Seitenwand 105 an diesem Bund 108 in nicht näher dargestellter Weise am Grundkörper 2 festgelegt. Um eine vorteilhafte Abdichtung zwischen der Seitenwand 105 und dem Grundkörper 2 zu erzielen, kann der umlaufende Bund 108 mit einer ebenfalls umlaufenden, nicht näher dargestellten Dichtung versehen sein.The control room 104 is through the sleeve-shaped design of the body 2 formed laterally open, accordingly can optionally be provided, the control room 104 by attaching a two-sided in the 5 closer plate-shaped side wall 105 to close. The side wall 105 , which is exemplified as a metal plate, this is in a base body 2 trained deepening, taken by one in the 4 illustrated circumferential collar 108 is determined. Preferably, the sidewall becomes 105 on this covenant 108 in a manner not shown on the body 2 established. To get a favorable seal between the side wall 105 and the body 2 to achieve, the circumferential collar 108 be provided with a likewise circumferential, not shown seal.

Alternativ kann wenigstens eine Seitenwand 105 durch ein schematisch dargestelltes Erweiterungsmodul 107 ersetzt werden, das vorzugsweise in einer parallel zur Darstellungsebene der 1 ausgerichteten Querschnittsebene ein dem Grundkörper 2 vorzugsweise identisches Profil aufweist. Dabei kann das Erweiterungsmodul 107 zumindest zum Grundkörper hin offen ausgebildet sein, wodurch eine elektrische Kopplung elektrischer oder elektronischer Komponenten in dem Erweiterungsmodul 107 mit der Steuereinrichtung 5 erleichtert wird. Das Erweiterungsmodul 107 greift vorzugsweise in die Vertiefung im Grundkörper 2 ein und liegt am Bund 108 an, so dass es insbesondere abdichtend mit dem Grundkörper 2 gekoppelt werden kann.Alternatively, at least one side wall 105 by a schematically illustrated expansion module 107 be replaced, preferably in a parallel to the plane of the 1 aligned cross-sectional plane a the main body 2 preferably has identical profile. In this case, the expansion module 107 be open at least to the base body, whereby an electrical coupling of electrical or electronic components in the expansion module 107 with the control device 5 is relieved. The expansion module 107 preferably engages in the recess in the body 2 and is located on the Bund 108 on, making it in particular sealing with the main body 2 can be coupled.

An einem der Kupplungseinrichtung 6 abgewandten Endbereich ist der Bodenabschnitt 103 des Grundkörpers 2 mit einer Aufnahmebohrung 110 versehen, die für eine Ankopplung an das nachstehend näher beschriebene Ventil vorgesehen ist.At one of the coupling device 6 opposite end region is the bottom section 103 of the basic body 2 with a receiving hole 110 provided for coupling to the valve described in more detail below.

Somit kann der Steuerkopf 1 gemäß der 1 durch beidseitiges Hinzufügen der in 5 dargestellten Seitenwand 105 oder alternativ durch Montage wenigstens eines Erweiterungsmoduls 107 an den jeweiligen Einsatzfall angepasst werden. Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass am Steuerkopf 1 in nicht dargestellter Weise mehrere Erweiterungsmodule 107 längs einer Aufreihungsachse 109 aneinander gereiht werden und/oder dass beidseitig am Steuerkopf 1 Erweiterungsmodule 107 angebracht werden.Thus, the control head 1 according to the 1 by adding the in 5 shown side wall 105 or alternatively by mounting at least one expansion module 107 adapted to the particular application. In a further development of the invention, it is provided that on the control head 1 in a manner not shown, several expansion modules 107 along a line-up axis 109 be strung together and / or that on both sides of the control head 1 expansion modules 107 be attached.

Bei dem Steuerkopf 1 gemäß den 1, 3, 4 und 5 sind die im Steuerraum 104 angeordneten Funktionskomponenten wie die Steuerventileinrichtung 3, die Positionsmesseinrichtung 4 und die Steuereinrichtung 5 zwischen zwei Ebenen 111, 112 angeordnet. In der 4 sind die beiden Ebenen 111, 112 schematisch dargestellt. Beide Ebenen 111, 112 sind exemplarisch parallel zur Bewegungs- und Symmetrieachse 16 ausgerichtet, zudem sind die Ebenen 111, 112 exemplarisch parallel zueinander ausgerichtet. Jeweils beabstandet zu den Ebenen 111, 112 sind in der 4 die beiden Ebenen 113, 114 eingezeichnet, die von dem jeweils umlaufenden Bund 108 im Grundkörper 2 bestimmt werden und die jeweils parallel zur Ebene 111 bzw. parallel zur Ebene 112 ausgerichtet sind. Die Ebenen 113, 114 bestimmen somit die Erweiterungsschnittstellen zur Anbringung der Seitenwand 105 oder wahlweise des Erweiterungsmoduls 107.At the steering head 1 according to the 1 . 3 . 4 and 5 they are in the control room 104 arranged functional components such as the control valve device 3 , the position measuring device 4 and the controller 5 between two levels 111 . 112 arranged. In the 4 are the two levels 111 . 112 shown schematically. Both levels 111 . 112 are exemplary parallel to the movement and symmetry axis 16 aligned, moreover, are the levels 111 . 112 exemplary aligned parallel to each other. Each spaced to the levels 111 . 112 are in the 4 the two levels 113 . 114 drawn by the respective circulating federal government 108 in the main body 2 be determined and each parallel to the plane 111 or parallel to the plane 112 are aligned. The levels 113 . 114 thus determine the expansion interfaces for attachment of the side wall 105 or optionally the expansion module 107 ,

Das in der 2 exemplarisch und schematisch dargestellte Ventil 31 umfasst ein Ventilgehäuse 32, das in nicht näher dargestellter Weise aus mehreren Bauteilen zusammengesetzt sein kann. Im Ventilgehäuse 32 sind ein Arbeitskolben 33 und ein daran angebrachter Ventilkörper 34 beweglich aufgenommen. Der Arbeitskolben 33 weist an einem radial außenliegenden Bereich eine umlaufende Nut 35 mit Dichtring 36 auf und bestimmt somit zusammen mit dem Ventilgehäuse 32 einen Arbeitsraum 37. Der Arbeitskolben 33 ist längs der Bewegungsachse 16 linearbeweglich im Ventilgehäuse 32 aufgenommen und wird sowohl durch den Ventilkörper 34, der beweglich in einer Bohrung 40 aufgenommen ist, als auch durch einen als Positionsgeber 41 ausgebildeten, langgestreckten Schaftbereich stabilisiert. Der Positionsgeber 41 und der Arbeitskolben 33 sind von einem Fluidkanal 42 durchsetzt, der in den Arbeitsraum 37 ausmündet und somit eine Zu- und Abfuhr von druckbeaufschlagtem Fluid in den Arbeitsraum 37 bzw. aus dem Arbeitsraum 37 ermöglicht. Der Arbeitskolben 33 kann zwischen einer nicht dargestellten Ruheposition, in der der Arbeitsraum 37 ein minimales Volumen aufweist, und der in 2 dargestellten Funktionsposition, die durch einen umlaufenden Bund 52 im Ventilgehäuse 32 bestimmt wird und in der der Arbeitsraum 37 ein maximales Volumen aufweist, verschoben werden. Exemplarisch ist vorgesehen, dass der Arbeitskolben 33 von einer Federeinrichtung 43, bei der es sich beispielhaft um eine wendelförmige Druckfeder handelt, in die Ruheposition vorgespannt wird. Somit ist eine Beaufschlagung des Arbeitsraums 37 mit druckbeaufschlagtem Fluid notwendig, um den Arbeitskolben 33 aus der Ruheposition entgegen der Federkraft der Federeinrichtung 43 in die Funktionsposition zu bringen.That in the 2 exemplary and schematically illustrated valve 31 includes a valve housing 32 , which may be composed of several components in a manner not shown. In the valve housing 32 are a working piston 33 and a valve body attached thereto 34 movably recorded. The working piston 33 has a circumferential groove on a radially outer area 35 with sealing ring 36 on and thus determined together with the valve body 32 a workroom 37 , The working piston 33 is along the axis of motion 16 linearly movable in the valve housing 32 It is absorbed by the valve body 34 moving in a hole 40 is included, as well as by a position transmitter 41 trained, elongated shaft area stabilized. The position transmitter 41 and the working piston 33 are from a fluid channel 42 interspersed in the workroom 37 opens and thus a supply and removal of pressurized fluid in the working space 37 or from the work space 37 allows. The working piston 33 can between a non-illustrated rest position in which the work space 37 has a minimum volume, and the in 2 shown functional position, by a circumferential collar 52 in the valve housing 32 is determined and in the working space 37 has a maximum volume, be moved. Exemplary is provided that the working piston 33 from a spring device 43 , which is for example a helical compression spring, is biased into the rest position. Thus, an admission of the work space 37 with pressurized fluid necessary to the working piston 33 from the rest position against the spring force of the spring device 43 to bring into the functional position.

Bei dem exemplarisch in 2 dargestellten Ventil 31 kann durch die Linearbewegung des Arbeitskolbens 33 und des damit verbundenen Ventilkörpers 34 ein Querschnitt eines Fluidkanals 44, der sich zwischen einem Eingangsanschluss für ein Prozessfluid und einem Ausgangsanschluss für das Prozessfluid erstreckt, beispielsweise zwischen einem vollständig blockierten und einem vollständig geöffneten Zustand eingestellt werden. Dabei ist der Fluidkanal 44 in der Ruheposition des Arbeitskolbens 33 vollständig blockiert und in der Funktionsposition des Arbeitskolbens 33 vollständig freigegeben.In the example in 2 illustrated valve 31 can by the linear movement of the working piston 33 and the associated valve body 34 a cross section of a fluid channel 44 which extends between an input port for a process fluid and an output port for the process fluid, for example, be set between a fully blocked and a fully opened state. Here is the fluid channel 44 in the rest position of the working piston 33 completely blocked and in the working position of the working piston 33 completely released.

Der Positionsgeber 41 ist in einem Sensorrohr 47 aufgenommen, das exemplarisch in das Ventilgehäuse 32 eingeschraubt ist. Das Sensorrohr 47 begrenzt zusammen mit dem Positionsgeber 41 und einem endseitig am Sensorrohr 47 angebrachten Anschlussstutzen 48 einen Fluidraum 49. Der Fluidraum 49 ist gegenüber einem vom Arbeitskolben 33 und dem Ventilgehäuse 32 bestimmten Federraum 50, in dem die Federeinrichtung 43 aufgenommen ist, abgedichtet ausgebildet. Der Positionsgeber 47 weist zu diesem Zweck einen in einer umlaufenden Nut 53 aufgenommenen Dichtring 54 auf, wobei der Dichtring abdichtend an einer Innenwand 55 des Sensorrohrs 47 anliegt. Um eine Positionsermittlung des Positionsgebers 41 durch die Sensoren 22, 23 zu ermöglichen, ist der Positionsgeber 41 mit einem Ringmagneten 56 ausgestattet, der ein Magnetfeld abgibt, das von den exemplarisch als Hall-Sensoren ausgebildeten Sensoren 22, 23 erfasst werden kann. Um eine möglichst geringe Schwächung des Magnetfelds des Ringmagnets 56 zu gewährleisten, kann vorgesehen sein, das Sensorrohr 47 aus einem Werkstoff herzustellen, der frei von ferromagnetischen Eigenschaften ist, vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial.The position transmitter 41 is in a sensor tube 47 taken, the example in the valve housing 32 is screwed. The sensor tube 47 limited together with the locator 41 and one end on the sensor tube 47 attached connecting piece 48 a fluid space 49 , The fluid space 49 is opposite one of the working piston 33 and the valve housing 32 certain spring space 50 in which the spring device 43 is received, formed sealed. The position transmitter 47 has for this purpose one in a circumferential groove 53 absorbed sealing ring 54 on, wherein the sealing ring sealingly on an inner wall 55 of the sensor tube 47 is applied. To a position determination of the position sensor 41 through the sensors 22 . 23 to enable is the locator 41 with a ring magnet 56 equipped, which emits a magnetic field, that of the exemplified as Hall sensors sensors 22 . 23 can be detected. To minimize the weakening of the magnetic field of the ring magnet 56 can be provided, the sensor tube 47 made of a material which is free of ferromagnetic properties, preferably of a plastic material.

Der Anschlussstutzen 48 ist auf die Kupplungseinrichtung 6 des Grundkörpers 2 derart angepasst, dass ein exemplarisch zylindrisch ausgebildeter Endbereich 57, der endseitig einen Gewindeabschnitt 58 aufweist und von einem abschnittsweise längs der Bewegungsachse 16 erstreckten und in radialer Richtung ausmündenden Fluidkanal 59 durchsetzt ist, abdichtend mit den Dichtungsringen 19, 20 in Wirkverbindung gebracht werden kann.The connecting piece 48 is on the clutch device 6 of the basic body 2 adapted such that an exemplary cylindrical trained end 57 , the end a threaded portion 58 and of a section along the axis of movement 16 extended and in the radial direction outflowing fluid channel 59 interspersed, sealing with the sealing rings 19 . 20 can be brought into operative connection.

Am Ventilgehäuse 32 ist ferner ein umlaufender Bund 38 vorgesehen, der mit einer Nut 39 versehen ist, in der ein Dichtring 51 für eine abdichtende Aufnahme eines dem Grundkörper 2 abgewandten Endbereichs des Mantelteils 28 vorgesehen ist.At the valve housing 32 is also a circumferential collar 38 provided with a groove 39 is provided, in which a sealing ring 51 for a sealing reception of the main body 2 remote end portion of the shell part 28 is provided.

Bei dem in 3 dargestellten Prozessventil 60 ist der Steuerkopf 1 auf das Ventil 31 aufgesetzt. Um eine zuverlässige Festlegung des Steuerkopfs 1 am Ventil 31 zu gewährleisten, ist eine Befestigungsmutter 61 vorgesehen, die auf den Gewindeabschnitt 58 am Anschlussstutzen 48 des Sensorrohrs 47 aufgeschraubt werden kann. Hierdurch wird der Anschlussabschnitt 7 auf den Anschlussstutzen 48 aufgepresst. Ferner wird hierdurch der Bodenabschnitt 103 auf das Ventilgehäuse 32 aufgepresst und die Aufnahmebohrung 110 mit Hilfe des Dichtrings 51 im umlaufenden Bund 38 des Ventilgehäuses 32 verschlossen.At the in 3 illustrated process valve 60 is the steering head 1 on the valve 31 placed. To a reliable determination of the control head 1 at the valve 31 to ensure is a mounting nut 61 provided on the threaded section 58 on the connecting piece 48 of the sensor tube 47 can be screwed on. This will be the connection section 7 on the connecting piece 48 pressed. Furthermore, this makes the bottom section 103 on the valve body 32 pressed on and the receiving bore 110 with the help of the sealing ring 51 in the circulating federal government 38 of the valve housing 32 locked.

Damit ist der Steuerraum 104, in dem die Steuerventileinrichtung 3, die Sensoren 22, 23 und die Steuereinrichtung 5 aufgenommen sind, zumindest nahezu vollständig begrenzt. Es müssen nur noch die seitlichen Öffnungen im Steuerkopf 1 verschlossen werden, was wahlweise durch Einsetzen von Seitenwänden 105 oder durch die Montage wenigstens eines Erweiterungsmoduls 107 erfolgen kann.This is the control room 104 in which the control valve device 3 , the sensors 22 . 23 and the controller 5 are included, at least almost completely limited. It only needs the side openings in the control head 1 be closed, which optionally by inserting side walls 105 or by mounting at least one expansion module 107 can be done.

Bei Bereitstellung von druckbeaufschlagtem Fluid an den Stutzen 8, Bereitstellung von elektrischer Energie an die Steuereinrichtung 5 und Bereitstellung eines Prozessfluids am Eingangsanschluss kann mit Hilfe des Prozessventils 60 ein Volumenstrom des Prozessfluids eingestellt werden. Hierzu erfolgt bei Vorliegen eines entsprechenden Ansteuerbefehls, der von einer nicht dargestellten externen Steuereinrichtung, beispielsweise einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) an die Steuereinrichtung 5 des Prozessventils 60 bereitgestellt werden kann, eine Ansteuerung der Steuerventileinrichtung 3. Diese Ansteuerung kann derart vorgesehen werden, dass das Ventil 31 aufgrund der Bereitstellung von druckbeaufschlagtem Fluid in den Arbeitsraum 37 den Fluidkanal 44 zumindest teilweise freigibt. Hierbei erfolgt eine Weiterleitung des am Stutzen 8 bereitgestellten druckbeaufschlagten Fluids durch die Steuerventileinrichtung 3 an den Steuerkanal 11 und von dort in den Ringkanal 12.When pressurized fluid is supplied to the nozzle 8th , Provision of electrical energy to the controller 5 and providing a process fluid at the input port by means of the process valve 60 a volume flow of the process fluid can be adjusted. For this purpose, in the presence of a corresponding control command, by an external control device, not shown, for example, a programmable logic controller (PLC) to the controller 5 of the process valve 60 can be provided, a control of the control valve device 3 , This control can be provided such that the valve 31 due to the provision of pressurized fluid to the working space 37 the fluid channel 44 at least partially releases. This is a forwarding of the neck 8th provided pressurized fluid through the control valve means 3 to the control channel 11 and from there into the ring channel 12 ,

Der Ringkanal 12 stellt unabhängig von der rotatorischen Position des Steuerkopfs 1 gegenüber dem Ventil 31 stets eine kommunizierende fluidische Verbindung zwischen dem Steuerkanal 11 und dem Fluidkanal 59 im Anschlussstutzen 48 sicher. Das somit durch den Anschlussstutzen 48 in den Fluidraum und von dort durch den Fluidkanal 42 bis in den Arbeitsraum 37 strömende Fluid führt dort zu einem Druckanstieg und bei Überwindung der Vorspannkraft der Federeinrichtung 43 und der Reibungswiderstände zwischen dem Arbeitskolben 33 und dem Ventilgehäuse 32 zu einer Linearbewegung des Ventilkörpers 34. Durch diese Linearbewegung gibt der Ventilkörper 34 den Querschnitt des Fluidkanals 44 zumindest teilweise frei und das Prozessfluid kann vom Eingangsanschluss 45 zum Ausgangsanschluss 46 strömen.The ring channel 12 regardless of the rotary position of the control head 1 opposite the valve 31 always a communicating fluidic connection between the control channel 11 and the fluid channel 59 in the connection piece 48 for sure. The thus through the connecting piece 48 into the fluid space and from there through the fluid channel 42 to the workroom 37 flowing fluid leads there to a pressure increase and overcoming the biasing force of the spring means 43 and the frictional resistance between the working piston 33 and the valve housing 32 to a linear movement of the valve body 34 , Through this linear movement gives the valve body 34 the cross section of the fluid channel 44 at least partially free and the process fluid may be from the input port 45 to the output terminal 46 stream.

Durch die Linearbewegung des Arbeitskolbens 33 wird auch der Positionsgeber 41 im Sensorrohr 47 verschoben und der Ringmagnet 56 entfernt sich vom Sensor 23 und nähert sich dem Sensor 22. Hierdurch verändern sich die von den Sensoren 22, 23 an die Steuereinrichtung 5 bereitgestellten Sensorsignale, so dass die Steuereinrichtung 5 die neue Position des Positionsgebers 41 und somit die Stellung des Ventilkörpers 34 gegenüber dem Ventilgehäuse 32 ermitteln kann. Je nach Ausführung der Steuereinrichtung 5 kann diese für eine Steuerung oder für eine Regelung der Position des Ventilkörpers 34 eingesetzt werden.By the linear movement of the working piston 33 also becomes the position transmitter 41 in the sensor tube 47 moved and the ring magnet 56 moves away from the sensor 23 and approaches the sensor 22 , This will change the sensors 22 . 23 to the controller 5 provided sensor signals, so that the control device 5 the new position of the position encoder 41 and thus the position of the valve body 34 opposite the valve housing 32 can determine. Depending on the design of the control device 5 This may be for a control or for a regulation of the position of the valve body 34 be used.

Aufgrund der Anordnung des Anschlussabschnitts 7 an einem dem Ventil 31 entgegengesetzten Ende des Steuerkopfs 1 wird erreicht, dass die Fluidleiter zwischen dem Stutzen 8 und dem Ringkanal 12 nur eine geringe Länge aufweisen und ebenfalls eine geringe Anzahl von Umlenkungen für den Fluidstrom zwischen dem Stutzen 8 und dem Ringkanal 12 vorliegt. Hierdurch werden Strömungsverluste für das druckbeaufschlagte Fluid, die sich als Druckverluste äußern, möglichst gering gehalten.Due to the arrangement of the connection section 7 at a valve 31 opposite end of the control head 1 it is achieved that the fluid conductors between the nozzle 8th and the annular channel 12 have only a small length and also a small number of deflections for the fluid flow between the nozzle 8th and the annular channel 12 is present. As a result, flow losses for the pressurized fluid, which express themselves as pressure losses, kept as low as possible.

Durch die zentrale Kopplung zwischen dem Steuerkopf 1 und dem Anschlussstutzen 48 am Sensorrohr 47 wird erreicht, dass der Steuerkopf 1 frei drehbar am Ventil 31 angeordnet werden kann, um eine vorteilhafte Ausrichtung des Stutzens 8 zur Verbindung mit einer Fluidleitung und/oder eines nicht näher dargestellten elektrischen Anschlusses mit einem ebenfalls nicht dargestellten Anschlusskabel zu erreichen, das zur elektrischen Versorgung und/oder Signalübertragung von und zu der Steuereinrichtung 5 ausgebildet ist.Due to the central coupling between the control head 1 and the connecting piece 48 on the sensor tube 47 is achieved that the control head 1 freely rotatable on the valve 31 can be arranged to a favorable orientation of the nozzle 8th to achieve connection to a fluid line and / or an electrical connection, not shown, with a connection cable, also not shown, for electrical supply and / or signal transmission from and to the control device 5 is trained.

Die Befestigungsmutter 61 kann abweichend von der Darstellung der 3 flächenbündig mit der Oberseite des Grundkörpers 2 abschließen und/oder mit einer glatten Oberfläche versehen sein, so dass ein Festsetzen von Verschmutzungen vermieden und eine Reinigung erleichtert wird.The fastening nut 61 may deviate from the representation of 3 flush with the top of the body 2 conclude and / or be provided with a smooth surface, so that a setting of soiling is avoided and a cleaning is facilitated.

Claims (10)

Prozessventil mit einem Ventilgehäuse (32), in dem ein fluidisch ansteuerbarer Ventilkörper (34) beweglich aufgenommen ist, und mit einem am Ventilgehäuse (32) angesetzten Sensorrohr (47), in dem ein mit dem Ventilkörper (34) gekoppelter Positionsgeber (41) längs einer Bewegungsachse (16) linearbeweglich aufgenommen ist, sowie mit einem Steuerkopf (1), der einen Grundkörper (2) mit einer Kupplungseinrichtung (6) zur Festlegung am Ventilgehäuse (32) und einem Anschlussabschnitt (7) zum Anschluss wenigstens eines Fluidleiters umfasst, wobei dem Grundkörper (2) eine Steuerventileinrichtung (3) zur Beeinflussung eines am Anschlussabschnitt (7) bereitstellbaren Steuerfluidstroms zur Einwirkung auf den Ventilkörper (34) zugeordnet ist, um eine fluidische Betätigung des Ventils (31) zu ermöglichen, sowie mit einer Positionsmesseinrichtung (4), die zur Ermittlung einer axialen Position des Positionsgebers (41) ausgebildet ist, wobei die Steuerventileinrichtung (3), die Positionsmesseinrichtung (4) sowie ein Aufnahmebereich (21) für das Sensorrohr (47) zwischen zwei Ebenen (111, 112) angeordnet sind, die parallel zur Bewegungsachse (16) ausgerichtet sind, und wobei angrenzend an wenigstens eine der beiden Ebenen (111, 112) eine Erweiterungsschnittstelle vorgesehen ist, die für eine Anreihung wenigstens eines Erweiterungsmoduls (107) an den Steuerkopf (1) längs einer Aufreihungsachse (109), die quer zur Bewegungsachse (16) ausgerichtet ist, ausgebildet ist.Process valve with a valve housing ( 32 ), in which a fluidically controllable valve body ( 34 ) is movably received, and with a valve housing ( 32 ) sensor tube ( 47 ), in which one with the valve body ( 34 ) coupled position transmitter ( 41 ) along a movement axis ( 16 ) is received linearly movable, as well as with a control head ( 1 ), which has a basic body ( 2 ) with a coupling device ( 6 ) for fixing to the valve housing ( 32 ) and a connection section ( 7 ) for connecting at least one fluid conductor, wherein the main body ( 2 ) a control valve device ( 3 ) for influencing one at the connection section ( 7 ) provide controllable control fluid flow to act on the valve body ( 34 ) is associated to a fluidic actuation of the valve ( 31 ) and with a position measuring device ( 4 ) used to determine an axial position of the position sensor ( 41 ), wherein the control valve device ( 3 ), the position measuring device ( 4 ) as well as a receiving area ( 21 ) for the sensor tube ( 47 ) between two levels ( 111 . 112 ) are arranged parallel to the axis of motion ( 16 ) and adjacent to at least one of the two planes ( 111 . 112 ) an expansion interface is provided, which is suitable for a sequencing of at least one expansion module ( 107 ) to the control head ( 1 ) along a line-up axis ( 109 ), which are transverse to the axis of motion ( 16 ) is aligned is formed. Prozessventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussabschnitt (7) zwischen den beiden, insbesondere parallel zueinander ausgerichteten, Ebenen (111, 112) angeordnet ist und/oder dass eine außenliegend am Anschlussabschnitt (7) angeordnete Anschlusseinrichtung (8) für den Anschluss eines Fluidleiters von einem quer zur Bewegungsachse (16) ausgerichteten Fluidkanal (9) durchsetzt ist.Process valve according to claim 1, characterized in that the connection section ( 7 ) between the two, in particular parallel aligned, levels ( 111 . 112 ) is arranged and / or that an outboard on the connection section ( 7 ) arranged connection device ( 8th ) for the connection of a fluid conductor from a transverse to the axis of motion ( 16 ) aligned fluid channel ( 9 ) is interspersed. Prozessventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die im Grundkörper (2) integrierte Kupplungseinrichtung (6) für eine Festlegung des Grundkörpers (2) an einem dem Ventilkörper (34) entgegengesetzten Endbereich des Sensorrohrs (47) ausgebildet ist.Process valve according to claim 1 or 2, characterized in that in the main body ( 2 ) integrated coupling device ( 6 ) for a determination of the basic body ( 2 ) on a valve body ( 34 ) opposite end portion of the sensor tube ( 47 ) is trained. Prozessventil nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussabschnitt (7) von wenigstens einem Fluidkanal (9, 11) durchsetzt ist, der für eine fluidisch kommunizierende Verbindung zwischen der Anschlusseinrichtung (8) und der Steuerventileinrichtung (3) ausgebildet ist.Process valve according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the connection section ( 7 ) of at least one fluid channel ( 9 . 11 ), which is used for a fluidically communicating connection between the connection device ( 8th ) and the control valve device ( 3 ) is trained. Prozessventil nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) einen, insbesondere hülsenförmig ausgeführten, Trägerabschnitt (21) umfasst, der zur zumindest bereichsweisen Aufnahme des Sensorrohrs (41) und/oder zur Festlegung von Sensoren (22, 23) der Positionsmesseinrichtung (4) ausgebildet ist.Process valve according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the main body ( 2 ), in particular sleeve-shaped, carrier portion ( 21 ), which at least partially receiving the sensor tube ( 41 ) and / or determining sensors ( 22 . 23 ) of the position measuring device ( 4 ) is trained. Prozessventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) von einer Ausnehmung (15) durchsetzt ist, die für einen Eingriff eines Befestigungsmittels (61), insbesondere einer Befestigungsmutter, in einen am Sensorrohr (47) ausgebildeten Befestigungsbereich (58) zur Festlegung des Grundkörpers (2) am Ventilgehäuse (32) ausgebildet ist.Process valve according to one of the preceding claims, characterized in that the basic body ( 2 ) of a recess ( 15 ), which is responsible for engagement of a fastener ( 61 ), in particular a fastening nut, into one on the sensor tube ( 47 ) formed mounting area ( 58 ) for determining the basic body ( 2 ) on the valve housing ( 32 ) is trained. Prozessventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ausnehmung (15) des Anschlussabschnitts (7) wenigstens eine, insbesondere umlaufend ausgebildete, Dichtungseinrichtung (19, 20) für eine fluidisch abgedichtete Kopplung des im Anschlussabschnitt (7) vorgesehenen Fluidkanals (12) mit dem Sensorrohr (47) angeordnet ist.Process valve according to claim 6, characterized in that in the recess ( 15 ) of the connection section ( 7 ) at least one, in particular circumferentially formed, sealing device ( 19 . 20 ) for a fluidically sealed coupling of the in the connection section ( 7 ) provided fluid channel ( 12 ) with the sensor tube ( 47 ) is arranged. Prozessventil nach einem der vorhergehenden Ansprüch, dadurch gekennzeichnet, dass an der Erweiterungsschnittstelle wenigstens ein als Busmodul und/oder als Sensormodul und/oder als Sicherheitsmodul ausgebildetes Erweiterungsmodul (107) längs der Aufreihungsachse (109) angeordnet ist.Process valve according to one of the preceding claims, characterized in that at least one extension module designed as a bus module and / or as a sensor module and / or as a security module ( 107 ) along the alignment axis ( 109 ) is arranged. Prozessventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorrohr (47) in einem dem Ventilgehäuse (32) entgegengesetzten Endbereich eine Ausnehmung (59) aufweist, die für eine Bereitstellung von druckbeaufschlagtem Fluid an das Ventil (43) ausgebildet ist und dass im Anschlussabschnitt (7) wenigstens ein Fluidkanal (9, 11) vorgesehen ist, der für eine fluidisch kommunizierende Verbindung mit der Steuerventileinrichtung (3) ausgebildet ist.Process valve according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor tube ( 47 ) in a valve housing ( 32 ) opposite end portion of a recess ( 59 ) for providing pressurized fluid to the valve ( 43 ) and that in the connection section ( 7 ) at least one fluid channel ( 9 . 11 ) provided for a fluidically communicating connection with the control valve device ( 3 ) is trained. Prozessventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (59) im Sensorrohr (47) quer zur Bewegungsachse (16) des Positionsgebers (41) ausgerichtet ist und/oder dass der Positionsgeber (41) von einer zumindest abschnittsweise längs der Bewegungsachse (16) erstreckten Ausnehmung (42) durchsetzt ist.Process valve according to claim 9, characterized in that the recess ( 59 ) in the sensor tube ( 47 ) transverse to the axis of motion ( 16 ) of the position transmitter ( 41 ) and / or that the position sensor ( 41 ) of an at least partially along the axis of movement ( 16 ) extended recess ( 42 ) is interspersed.

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