DE19916839C1 - Vorsteuer-Ventileinrichtung - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorsteuer-Ventileinrichtung zur Verwendung als Komponente eines modular aufgebauten Ventilkonzeptes vorgeschlagen. Sie enthält ein Adaptionsteil (4), das mit einem standardisierten Vorsteuermodul (2) und einer diesem zugeordneten Ventilelektronik (3) ausgestattet ist. Über das Adaptionsteil (4) erfolgt die individuelle Anpassung an das jeweils anzusteuernde Hauptventil (5), zu welchem Zweck das Adaptionsteil (4) an das Hauptventil spezifisch angepaßte erste fluidische und erste mechanische Schnittstellenmittel (6, 7) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorsteuer-Ventileinrichtung, gemäß dem Patentanspruch 1, die sich zur Ansteuerung eines Hauptventils eignet und mit diesem Hauptventil unter Bildung einer Ventileinheit kombiniert wer­ den kann.

Zur Fluidsteuerung eingesetzte Ventileinheiten verfügen häu­ fig über ein vorgesteuertes Hauptventil, wobei zur Vorsteue­ rung eine Vorsteuer-Ventileinrichtung zum Einsatz gelangt, die bisher in der Regel aus einem Magnetventil besteht. Dabei wird in der Regel das Magnetventil in Abhängigkeit vom zu be­ tätigenden Hauptventil ausgewählt, was eine große Produkt­ vielfalt erfordert und dementsprechend hohe Kosten verur­ sacht.

Es kommt hinzu, daß auf dem Sektor der fluidischen Steue­ rungstechnik zunehmend Ventileinheiten mit sehr geringen Ab­ messungen gefordert werden. In diesem Zusammenhang wird in der DE 42 32 519 C2 eine durch einen Computerbus angesteuerte Ventilanordnung beschrieben, die eine Vielzahl von Ventilein­ heiten enthält, welche jeweils ein Leistungsventil mit ange­ bauter Vorsteuerbaugruppe beinhalten. Die Vorsteuerbaugruppe kann jeweils in einen Anschlußstecker integriert sein und verfügt über einen ASIC mit zugeordnetem mikromechanischem Vorsteuerventil. Obgleich sich derartige Bauformen sehr gut für eine Miniaturisierung eignen, stehen einem Einsatz in größerem Rahmen bisher vor allem Kostennachteile entgegen. Die in der DE 42 32 519 C2 angesprochene spezifische Anpas­ sung des Vorsteuerbauteils an den jeweiligen Anwendungsfall und dabei insbesondere an unterschiedliche Hauptventil-Typen hat aufgrund der technologischen Problematik hohe Produkti­ onskosten zur Folge.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorsteu­ er-Ventileinrichtung zu schaffen, die sich bei Bedarf in kleinen Abmessungen realisieren läßt und gleichwohl einen kostengünstigen Einsatz bei der Vorsteuerung unterschiedli­ cher Ventiltypen gestattet.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorsteuer-Ventileinrich­ tung als Komponente eines modular aufgebauten Ventilkonzepts, bei dem mehrere jeweils ein Hauptventil und mindestens eine Vorsteuer-Ventileinrichtung aufweisende Ventileinheiten vor­ gesehen sind, deren Hauptventile sich im Ventiltyp voneinan­ der unterscheiden und deren Vorsteuer-Ventileinrichtungen übereinstimmend folgende Komponenten enthalten:

• a) ein Adaptionsteil, das zur Verbindung mit dem jeweils vorzusteuernden Hauptventil dienende und ventiltypspezi­ fisch an dieses angepaßte erste fluidische und erste me­ chanische Schnittstellenmittel aufweist,
• b) mindestens ein als Piezo- und/oder Mikroventil ausgebil­ detes Vorsteuermodul, das einen von der Bauform des zu­ geordneten Hauptventils unabhängigen standardisierten Aufbau hat und das an dem Adaptionsteil fixiert ist, wo­ bei an ihm vorgesehene standardisierte zweite fluidische Schnittstellenmittel über daran angepaßte dritte fluidi­ sche Schnittstellenmittel des Adaptionsteils mit einem in diesem verlaufenden und mit den ventiltypspezifischen ersten fluidischen Schnittstellenmitteln kommunizieren­ den Fluidkanalsystem verbunden sind, und
• c) eine bei der Ansteuerung des Vorsteuermoduls mitwirkende Ventilelektronik, die als Baueinheit mit dem Vorsteuer­ modul ausgeführt oder separat am Adaptionsteil fixiert ist.

Auf diese Weise liegt eine Vorsteuer-Ventileinrichtung vor, die Bestandteil eines modularen Ventilkonzeptes ist, das es ermöglicht, ein Piezo- und/oder Mikroventil zu Vorsteuerungs­ zwecken einzusetzen, wobei der erfindungsgemäße Aufbau unge­ achtet vom jeweils anzusteuernden Ventiltyp eine weitreichen­ de Standardisierung ermöglicht, so daß ein und dasselbe Vor­ steuermodul vielfach Verwendung finden kann und dementspre­ chend die pro Ventilmodul anfallenden Produktionskosten ver­ hältnismäßig niedrig gehalten werden können. Die ventilspezi­ fische Anpassung an den jeweiligen Hauptventiltyp geschieht über das Adaptionsteil, das zum einen über standardisierte Schnittstellenmittel zur Ankopplung des Vorsteuermoduls und zum anderen über individualisierte Schnittstellenmittel zur Anbindung an das jeweilige Hauptventil verfügt. Da an dieses Adaptionsteil funktionell wesentlich niedrigere Anforderungen gestellt werden als an das Vorsteuermodul, ist die individu­ elle Adaption hier wesentlich kostengünstiger durchführbar als bei einer vergleichsweisen unmittelbaren Adaption des Vorsteuermoduls selbst. Dementsprechend wirkt sich der für die Bereitstellung des Adaptionsteils notwendige bauliche Aufwand nicht nachteilig auf das Gesamtkonzept aus. Da schließlich auch noch die Ventilelektronik für das Vorsteuer­ modul platzsparend im Vorsteuermodul selbst untergebracht o­ der am Adaptionsteil fixiert ist, lassen sich mit dem erfin­ dungsgemäßen Konzept sehr kleine Ventileinheiten mit kompak­ ten Abmessungen realisieren.

Zwar ist die Verwendung von Adapterteilen als solches auch auf dem Sektor der Ventiltechnik bereits bekannt. So zeigt beispielsweise die DE 43 12 730 A1 eine Ventilstation, bei der verschiedene Baugrößen von Fluidverteilern durch ein zwi­ schengefügtes Adapterteil miteinander gekoppelt werden. Die Adaption geschieht hier allerdings nicht zur Anpassung stan­ dardisierter Komponenten an Komponenten individueller Bauart, sondern zur Verknüpfung individueller Komponenten untereinan­ der. Zudem sind trotz der Verwendung eines Adapters bei der Verknüpfung der Fluidverteiler die an den Fluidverteilern an­ geordneten Ventile trotz unterschiedlicher Bauarten in kon­ ventioneller Weise unter spezifischer Anpassung montiert.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Un­ teransprüchen hervor.

Das Vorsteuermodul kann auf das Adaptionsteil aufgesetzt sein. Damit der hinsichtlich äußerer Einflüsse doch meist recht empfindliche Aufbau des Vorsteuermoduls besser ge­ schützt ist, empfiehlt sich allerdings eine Bauform, bei der das Vorsteuermodul in einer angepaßten Aufnahme des Adapti­ onsteils plaziert ist. Ist die Ventilelektronik separat aus­ gebildet, findet sie zweckmäßigerweise ebenfalls geschützte Unterbringung in einer geeigneten Aufnahme des Adaptions­ teils.

In der Regel wird der elektrische Anschluß der Vorsteuer- Ventileinrichtung an eine zugeordnete Steuereinrichtung über die Ventilelektronik erfolgen. Deren elektrische Verbindung mit dem Aktuator des Vorsteuermoduls kann dann entweder di­ rekt oder über im Adaptionsteil verlaufende elektrische Lei­ ter erfolgen. Letzteres hat den Vorteil, daß das Vorsteuermo­ dul und die Ventilelektronik unabhängig voneinander instal­ liert bzw. bei Fehlfunktionen deinstalliert werden können.

Insbesondere bei einem als Piezo-Ventil ausgestalteten Vor­ steuermodul ist es von Vorteil, wenn die Ventilelektronik ei­ ne Spannungserhöhungsschaltung beinhaltet, die den Aktuator des Piezo-Ventils mit einer eventuell erforderlichen höheren Spannung versorgt.

Zweckmäßigerweise ist das Ventilmodul so ausgebildet, daß es die Funktionalität eines 3/2-Wegeventil aufweist. Um eine solche Funktionalität zu realisieren, könnten auch zwei ge­ trennte Ventilmodule mit jeweils 2/2-Funkitonalität vorgese­ hen sein, die dann steuerungstechnisch entsprechend miteinan­ der verknüpft werden.

Ein weiterer Kostenvorteil bei der Produktion der Vor­ steuer-Ventileinrichtung stellt sich dann ein, wenn auch die Ventilelektronik einen standardisierten Aufbau hat, der an das standardisierte Vorsteuermodul angepaßt ist. Auf diese Weise können Hauptventile unterschiedlicher Typen mit ein und derselben Bauart des Vorsteuermoduls und der Ventilelektronik ausgestattet werden, wobei das Adap­ tionsteil als Verbindungsglied zum jeweiligen Hauptventil eingesetzt wird, das an seinen mit dem Hauptventil korre­ spondierenden fluidischen und mechanischen Schnittstellen an die entsprechend zugeordneten Schnittstellen des Haupt­ ventils individuell angepaßt ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 das Grundkonzept der erfindungsgemäßen Vor­ steuer-Ventileinrichtung anhand eines Ausfüh­ rungsbeispiels in perspektivischer Explosions­ darstellung,

Fig. 2 eine Ventileinheit bestehend aus der Vorsteuer- Ventileinrichtung der Fig. 1 und einem zugeord­ neten Hauptventil,

Fig. 3 eine weitere mit einer bevorzugten Bauform der Vorsteuer-Ventileinrichtung ausgestattete Ventileinheit, stark schematisiert und im Be­ reich des Adaptionsteils und des Vorsteuermoduls teilweise aufgeschnitten, und

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der Vorsteuer- Ventileinrichtung mit einer abgewandelten Ge­ staltung des Adaptionsteils zur Anpassung an einen anderen Hauptventiltyp.

Die in Fig. 1 in ihren Einzelteilen dargestellte Vor­ steuer-Ventileinrichtung 1 beinhaltet als wesentliche Be­ standteile ein Vorsteuermodul 2, eine Ventilelektronik 3 und ein Adaptionsteil 4. Sie ist zur Verwendung als Kom­ ponente eines modular aufgebauten Ventilkonzeptes vorge­ sehen, wobei sie sich durch Modifikation lediglich des Adaptionsteiles 4 zum Einsatz bei der Vorsteuerung unter­ schiedlichster Typen von Hauptventilen 5 eignet, die in der Zeichnung in mehreren verschiedenen Bauformen abge­ bildet sind.

Bezugnehmend auch auf die Fig. 2 bis 4, ist das Adaptions­ teil 4 als Verbindungselement zwischen einerseits dem Vor­ steuermodul 2 mit zugeordneter Ventilelektronik 3 und andererseits einem beliebigen Hauptventil 5 ausgelegt. Unter Vermittlung des Adaptionsteiles 4 lassen sich die in standardisierter Bauweise ausgeführten Vorsteuerkomponen­ ten in Gestalt des Vorsteuermoduls 2 und der Ventilelek­ tronik 3 an die individuellen Schnittstellengegebenheiten des zu steuernden Hauptventils 5 adaptieren, so daß auf­ bauend auf einheitlichen Grundkomponenten ein variables modulares Ventilsystem realisierbar ist, das sich relativ kostengünstig produzieren läßt, weil die technologisch an­ spruchsvollen Komponenten als Gleichteile zum Einsatz kommen können.

Das Adaptionsteil 4 verfügt über erste fluidische Schnitt­ stellenmittel 6, vorliegend in Gestalt von Anschlußöff­ nungen, und über erste mechanische Schnittstellenmittel 7, vorliegend eine geeignet strukturierte Montagefläche, deren Ausgestaltung sich individuell an den Gegebenheiten des vorzusteuernden Hauptventils 5 orientiert. Ist das vorzusteuernde Hauptventil 5 beispielsweise mit Gewinde­ löchern versehen, können die ersten mechanischen Schnitt­ stellenmittel 7 in entsprechender Weise am Adaptionsteil 4 fixierte Befestigungsschrauben beinhalten, über die das Adaptionsteil 4 mechanisch am Hauptventil 5 befestigt wird.

Das Vorsteuermodul 2 ist bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 3 als miniaturisiertes Piezo-Ventil ausgebil­ det. Im Falle der Fig. 4, die eine gleichzeitig mit zwei Vorsteuer-Ventileinrichtungen 1 ausgestattete Ventileinheit 8 zeigt, sind die Vorsteuermodule 2 von Mikroventilen ge­ bildet, die durch mikromechanische Fertigungsverfahren hergestellt wurden. Häufige Vertreter dieser Ventilart sind Mikroventile in Mehrschichtaufbau, die durch Ätz- oder Abformungsprozesse durch Mikrostrukturierungsver­ fahren realisiert werden. Ihr Gehäuse besteht meist aus Silicium- und/oder Kunststoffmaterial.

Derart aufgebaute Vorsteuermodule bedürfen zu ihrer Her­ stellung eines relativ hohen technologischen Aufwandes. Es besteht daher das Interesse, derartige Produkte in hohen Stückzahlen zu fertigen. Durch das erfindungsgemäße Modul­ konzept ist diese Möglichkeit gegeben, indem die Vor­ steuermodule 2 ungeachtet des spezifischen Aufbaues des zu steuernden Hauptventils 5 eine unverändert gleiche, das heißt standardisierte Bauweise haben, so daß jede der durch die Kombination mit einem Hauptventil 5 entstehenden Ventileinheiten 8 mit dem gleichen Vorsteuermodul 2 ausge­ stattet ist. Die individuelle Anpassung an das jeweilige Hauptventil 5 geschieht durch spezifische Ausgestaltung des zugeordneten Adaptionsteiles 4 und dabei insbesondere der an diesem vorgesehenen ersten fluidischen und mecha­ nischen Schnittstellen 6, 7.

Das beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 eingesetzte Vorsteuermodul 2, das in Fig. 1 nochmals schematisch in Einzelteilen gezeigt ist, beinhaltet ein mehrteiliges und dabei vorzugsweise zweiteiliges Modulgehäuse 12, dessen Gehäuseteile 12', 12'' beispielsweise durch Kleben oder durch Ultraschall- oder Laserschweißen fest und fluiddicht miteinander verbunden sind. Im Innern des Modulgehäuses 2 ist ein Piezo-Aktuator 13, vorliegend ein Biegewandler, installiert, der über eine Steuerpartie 14 verfügt, die in der Lage ist, eine im Modulgehäuse 12 ausgebildete Ventil­ öffnung 15 zu steuern. Der Piezo-Aktuator 13 ist bei allen Vorsteuermodulen 2 identisch, hat also einen standardi­ sierten Aufbau mit gleichen Abmessungen und gleichen Aus­ legungen für elektrische Spannungen. Beim Ausführungsbei­ spiel ist ein Hub des Piezo-Biegers von 0,1 mm vorgesehen.

Das Modulgehäuse 12 hat ebenfalls einen Standardaufbau, wobei zweckmäßigerweise ein relativ hochwertiger Kunst­ stoff zum Einsatz gelangt. Er beinhaltet außer der auch als Düse bezeichenbaren Ventilöffnung 15 insbesondere Ein­ spannmittel 16 für die Einspannung des Piezo-Aktuators 13.

Die Herstellung des Vorsteuermoduls 2 erfolgt unabhängig vom Adaptionsteil 4 und gestaltet sich daher relativ kostengünstig. Dabei ist das hergestellte Vorsteuermodul 2 zweckmäßigerweise in sich arbeitsfähig und weist beim Aus­ führungsbeispiel die Funktionalität eines 3/2-Wegeventils auf.

Dem Vorsteuermodul 2 ist zu seiner Ansteuerung die schon erwähnte Ventilelektronik 3 zugeordnet. Auch sie hat zweckmäßigerweise einen standardisierten Aufbau, der von der spezifischen Ausgestaltung des Adaptionsteils 4 un­ abhängig ist.

Die Ventilelektronik 3 ist über elektrische Kontaktmittel 17 mit einer nicht näher gezeigten elektronischen Steuer­ einrichtung koppelbar, über die sie die erforderlichen Steuersignale erhält, auf deren Basis sie das Vorsteuer­ modul 2 mit geeigneten elektrischen Betätigungssignalen versorgt. Beim Ausführungsbeispiel enthält die Ventil­ elektronik 3 unter anderem eine Spannungserhöhungs­ schaltung 18, um die bei elektro-pneumatischen Anwendungen üblicherweise anliegende Spannung von 24 Volt auf die für den Betrieb eines Piezo-Ventils regelmäßig erforderliche höhere Spannung anzuheben.

Wie aus Fig. 1 gut ersichtlich ist, beinhaltet die Ventil­ elektronik 3 zweckmäßigerweise eine Leiterplatte 22, die mit den erforderlichen elektronischen Bauteilen bestückt ist.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 sind die elek­ trischen Kontaktmittel 17 an dem Adaptionsteil 4 vorge­ sehen. Die Ventilelektronik 3 besitzt in diesem Fall geeignete elektrische Verbindungsmittel 23, über die die elektrische Kopplung der Ventilelektronik 3 mit den elek­ trischen Kontaktmitteln 17 erfolgt. Bei diesen elektri­ schen Verbindungsmitteln 23 kann es sich beispielsweise um Steckkontaktmittel, Berührkontaktmittel oder einfach um festgelötete Kabel handeln.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 sind die elektrischen Kontaktmittel 17 unmittelbarer Bestandteil der Ventil­ elektronik 3 und zweckmäßigerweise fest mit der Leiter­ platte 22 verbunden. In allen diesen Fällen sind weitere elektrische Verbindungsmittel 24 vorgesehen, über die die Ventilelektronik 3 mit dem Vorsteuermodul 2 und dabei ins­ besondere mit dessen Aktuator elektrisch gekoppelt ist. Der Aktuator kann, wie schon erwähnt, ein Piezo-Aktuator 13 oder ein sonstiger geeigneter Aktuator sein, beispiels­ weise aufbauend auf elektrostatischem oder magnetostrik­ tivem Wirkprinzip.

Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 3 sind das Vorsteuermodul 2 und die Ventilelektronik 3 separat ausge­ führt und jeweils für sich am Adaptionsteil 4 fixiert. Dabei können die weiteren elektrischen Verbindungsmittel 24 wie abgebildet direkt zwischen dem Vorsteuermodul 2 und der Ventilelektronik 3 verlaufen, es wäre jedoch auch mög­ lich, die Kontaktierung über im Adaptionsteil 4 integrierte elektrische Leiter zu bewirken, wie dies bei 25 strich­ punktiert angedeutet ist. Diese letztgenannte Bauform hat in der Regel den Vorteil, daß das Vorsteuermodul 2 und die Ventilelektronik 3 gänzlich unabhängig voneinander mon­ tiert und demontiert werden können, da sie keine direkte Verbindung benötigen, was bei der Herstellung und auch bei Wartungsarbeiten eine vereinfachte Handhabung gestattet. Die Kontaktierung mit den elektrischen Leitern 25 kann hier vorzugsweise durch Steck- oder Berührkontaktmittel erfolgen.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist die Ventilelektronik 3 jeweils unmittelbar in das zugeordnete Vorsteuermodul 2 integriert. Die zur Verbindung mit einer übergeordneten Steuereinrichtung vorgesehenen elektrischen Kontaktmittel 17 befinden sich hierbei zweckmäßigerweise am Vorsteuermodul 2.

Jedes Vorsteuermodul 2 verfügt über zweite fluidische Schnittstellenmittel 26, die in standardisierter Vertei­ lung und Ausgestaltung ausgeführt sind und die im am Adap­ tionsteil 4 montierten Zustand mit an diesem vorgesehenen dritten fluidischen Schnittstellenmitteln 27 in abgedich­ teter Fluidverbindung stehen. Diese dritten fluidischen Schnittstellenmittel 27 gehören zu einem das Adaptionsteil 4 durchziehenden, aus einer den Anforderungen entsprechenden Anzahl von Fluidkanälen bestehenden Fluidkanalsystem 28, das andererseits mit den individualisierten ersten fluidi­ schen Schnittstellenmitteln 6 kommuniziert.

Unabhängig vom anzusteuernden Hauptventil 5 sind die dritten fluidischen Schnittstellenmittel 27 in einer der standardisierten Verteilung der zweiten fluidischen Schnittstellenmittel 26 entsprechenden Verteilung am Adap­ tionsteil 4 vorgesehen. Darüber hinaus enthält das Vor­ steuermodul in der Zeichnung nur schematisch angedeutete zweite mechanische Schnittstellenmittel 32, die mit am Adaptionsteil 4 vorgesehenen dritten mechanischen Schnitt­ stellenmitteln 33 zusammenarbeiten, um eine feste Fixie­ rung des Vorsteuermoduls 2 am Adaptionsteil 4 zu bewirken. Die zweiten und dritten mechanischen Schnittstellenmittel 32, 33 könnten beispielsweise eine Schraubverbindungsein­ richtung oder eine Rastverbindungseinrichtung darstellen. Auch diese zweiten und dritten mechanischen Schnitt­ stellenmittel 32, 33 sind zweckmäßigerweise in standardi­ sierter Form ausgeführt.

Bei allen in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spielen ist eine Unterbringung des Vorsteuermoduls 2 und der zugeordneten Ventilelektronik 3 in einer angepaßten Aufnahme 34, 35 des Adaptionsteils 4 vorgesehen. Während dabei im Falle der Bauformen gemäß Fig. 1, 2 und 4 beide vorerwähnten Komponenten in einer gemeinsamen Aufnahme 34 plaziert sind - wobei sich die Ventilelektronik 3 im Falle der Fig. 4 im Innern des Vorsteuermoduls 2 befindet -, er­ folgt beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 eine Fixierung der beiden Komponenten in zwei voneinander getrennten Auf­ nahmen 34, 35 des Adaptionsteils 4.

Bei diesem letztgenannten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist ein als 5/2-Wegeventil ausgebildetes Hauptventil 5 vorgesehen, in dem ein Speisekanal 36 verläuft, über den eine Einspeisung des zu steuernden fluidischen Druck­ mediums, beispielsweise Druckluft, erfolgt. Des weiteren erstrecken sich im Hauptventil 5 zwei Entlüftungskanäle 37, 37' und zwei strichpunktiert angedeutete, zur Ver­ bindung mit einem zu betätigenden Verbraucher dienende Arbeitskanäle 38, 38'. Alle diese vorerwähnten Kanäle kom­ munizieren mit einer länglichen Ausnehmung 42, in der ein beispielsweise schieberartiges Ventilglied 43 bewegbar an­ geordnet ist. über die Vorsteuer-Ventileinrichtung 1 läßt sich die Stellung des Ventilgliedes 43 beeinflussen und dementsprechend die fluidtechnische Verschaltung der Arbeitskanäle 38, 38' in an sich bekannter Weise.

Das Hauptventil 5 enthält eine Montagefläche 44, zu der hin zum einen die Ausnehmung 42 offen ist und an der sich ferner vierte fluidische Schnittstellenmittel 45 befinden, die von den Mündungen zweier von dem Speisekanal 36 und den Entlüftungskanälen 37, 37' abgezweigter Kanäle ge­ bildet sind, die nachfolgend als Speise-Zweigkanal 46 und Entlüftungs-Zweigkanal 47 bezeichnet seien.

Die Vorsteuer-Ventileinrichtung 1 ist mit ihrem Adaptions­ teil 4 an die Montagefläche 44 angebaut, wobei sie an dieser mit einer Befestigungsfläche 48 zu liegen kommt, die Bestandteil der ersten mechanischen Schnittstellen­ mittel 7 ist. Mittels Schrauben oder anderen Befestigungs­ mitteln 52, die ebenfalls zu den ersten mechanischen Schnittstellenmitteln 7 gehören, ist das Adaptionsteil 4 an dem Hauptventil 5 befestigt.

Das Fluidkanalsystem 28 des Adapationsteils 4 beinhaltet beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 einen Vorsteuer- Speisekanal 53 und einen Vorsteuer-Entlüftungskanal 54, die über die miteinander korrespondierenden ersten und vierten fluidischen Schnittstellenmittel 6, 45 miteinander gekoppelt sind. Ein Vorsteuer-Arbeitskanal 55 des Fluid­ kanalsystems 28 hat einen zur Befestigungsfläche 48 hin offenen erweiterten Endabschnitt 56, dessen Öffnung wiederum Bestandteil der ersten fluidischen Schnitt­ stellenmittel 6 ist und die mit der an der Montagefläche 44 vorgesehenen Öffnung der Ausnehmung 42 korrespondiert. Das Ventilglied 43 taucht mit einem eine Beaufschlagungs­ fläche 57 aufweisenden und beispielsweise kolbenartigen Stellkörper 58 in den erweiterten Endabschnitt 56 des Vor­ steuer-Arbeitskanals 55 ein.

Das vorliegend als 3/2-Wegeventil ausgeführte Vorsteuer­ modul 2 ist nun über die Ventilelektronik 3 beispielsweise derart ansteuerbar, daß es in einer ersten Schaltstellung den mit dem Speisekanal 36 verbundenen Vorsteuer-Speise­ kanal 53 zum Vorsteuer-Arbeitskanal 55 durchschaltet, so daß die Beaufschlagungsfläche 57 mit einem Betätigungs­ druck beaufschlagt und das Ventilglied 43 in eine erste Schaltstellung umgeschaltet wird. Des weiteren läßt sich das Vorsteuermodul 2 über die als Ansteuerelektronik wirkende Ventilelektronik 3 dahingehend aktivieren, daß der Vorsteuer-Speisekanal 53 abgesperrt und der Vorsteuer- Arbeitskanal 55 über den mit mindestens einem Entlüftungs­ kanal 37 des Hauptventils 5 verbundenen Vorsteuer-Ent­ lüftungskanal 54 entlüftet wird. Dadurch ist ein bei­ spielsweise von einer Federeinrichtung gebildeter Rück­ stellmechanismus 62 in der Lage, das Ventilglied 43 in die ursprüngliche Schaltstellung zurückzuverlagern.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist die das Vor­ steuermodul 2 enthaltende Aufnahme 34 als über Eck gehende Vertiefung im Adaptionsteil 4 ausgebildet. Die Aufnahme 35 für die Ventilelektronik 3 hat einen taschenähnlichen Aufbau und liegt seitlich neben dem Vorsteuermodul 2.

Während beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 das Adaptions­ teil 4 eine im wesentlichen plattenähnliche Gestalt hat, weist es beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 eine L-förmi­ ge Bauweise auf. Einer der L-Schenkel enthält die Aufnahme 34 für das Vorsteuermodul 2, in dessen Innerem gleichzei­ tig die Ventilelektronik 3 enthalten ist. Die Funktions­ weise stimmt beispielsweise mit der zu Fig. 3 erläuterten überein, wobei einander entsprechende Bestandteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen wurden. Das Hauptventil 5 hat hier allerdings eine etwas abweichende Gestaltung, in­ dem zusätzlich zum Speisekanal 36 mindestens ein separater Vorsteuerkanal 63 vorgesehen ist, der mit unter einem ge­ wünschten Vorsteuerdruck stehendem Fluid beaufschlagt wird und von dem hier der mit dem Vorsteuer-Speisekanal 53 kommunizierende Speise-Zweigkanal 46 ausgeht. Außerdem ersteckt sich das Ventilglied 43 über seine gesamte Länge innerhalb des Hauptventiles 5, so daß der im Adaptionsteil 4 verlaufende Vorsteuer-Arbeitskanal 55 über erste flui­ dische Schnittstellenmittel 6 derart zum Hauptventil 5 hin ausmündet, daß er mit dem zugewandten stirnseitigen End­ abschnitt der Ausnehmung 42 kommumiziert.

Weiter abweichend von der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist vorgesehen, daß das Ventilglied 43 in beiden Richtungen durch Fluidkraft betätigt wird, zu welchem Zweck das Hauptventil 5 gleichzeitig mit zwei Vorsteuer-Ventilein­ richtungen 1 ausgestattet ist.

Durch die beispielhafte Realisierung der Vorsteuer- Ventileinrichtung ergeben sich zahlreiche Vorteile. Basiert das Vorsteuermodul 2 auf einem Piezo-Ventil, können standardisierte Piezo-Bieger mit standardisierten Abmessungen und elektrischen Spannungen eingesetzt werden, desgleichen kann das Modulgehäuse in standardisierter Bau­ form konzipiert werden, beispielsweise aus Kunststoff­ material, wobei der Piezo-Aktuator vormontiert und vor­ justiert werden kann. Es ist ferner möglich, eine standar­ disierte Ventrilelektronik einzusetzen, wobei insgesamt durch ein ventilfamilienspezifisches Adaptionsteil 4 eine pneumatische und elektrische Anpassung an den anzusteuern­ den Ventiltyp vorgenommen werden kann. Das Adaptionsteil 4 kann zumindest partiell gehäuseartig ausgeführt sein, so daß man von einem Adaptionsgehäuse sprechen könnte. Am je­ weiligen Hauptventil selbst sind konstruktive Veränderun­ gen nicht notwendig, die Anpassungsmaßnahmen beschränken sich auf das Adaptionsteil 4.

Claims (8)

1. Vorsteuer-Ventileinrichtung als Komponente eines modular aufgebauten Ventilkonzepts, bei dem mehrere jeweils ein Hauptventil (5) und mindestens eine Vorsteuer-Ventileinrich­ tung (1) aufweisende Ventileinheiten (8) vorgesehen sind, de­ ren Hauptventile (5) sich im Ventiltyp voneinander unter­ scheiden und deren Vorsteuer-Ventileinrichtungen (1) überein­ stimmend folgende Komponenten enthalten:

• a) ein Adaptionsteil (4), das zur Verbindung mit dem je­ weils vorzusteuernden Hauptventil (5) dienende und ven­ tiltypspezifisch an dieses angepaßte erste fluidische (6) und erste mechanische (7) Schnittstellenmittel auf­ weist,
• b) mindestens ein als Piezo- und/oder Mikroventil ausgebil­ detes Vorsteuermodul (2), das einen von der Bauform des zugeordneten Hauptventils (5) unabhängigen standardi­ sierten Aufbau hat und das an dem Adaptionsteil (4) fi­ xiert ist, wobei an ihm vorgesehene standardisierte zweite fluidische Schnittstellenmittel (26) über daran angepaßte dritte fluidische Schnittstellenmittel (27) des Adaptionsteils (4) mit einem in diesem verlaufenden und mit den ventiltypspezifischen ersten fluidischen Schnittstellenmitteln (6) kommunizierenden Fluidkanal­ system (28) verbunden sind, und
• c) eine bei der Ansteuerung des Vorsteuermoduls (2) mitwir­ kende Ventilelektronik (3), die als Baueinheit mit dem Vorsteuermodul (2) ausgeführt oder separat am Adaptions­ teil (4) fixiert ist.

2. Vorsteuer-Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Vorsteuermodul (2) und/oder die zuge­ ordnete Ventilelektronik (3) in einer angepaßten Aufnahme (34, 35) des Adaptionsteils (4) plaziert sind.

3. Vorsteuer-Ventileinrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Vorsteuermodul (2) und die bezüglich diesem separate Ventilelektronik (3) in getrennten Aufnahmen (34, 35) des Adaptionsteils (4) plaziert sind.

4. Vorsteuer-Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilelektronik (3) und das Vorsteuermodul (2) bei separater Ausgestaltung direkt elektrisch kontaktiert sind.

5. Vorsteuer-Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilelektronik (3) und das Vorsteuermodul (2) bei separater Ausgestaltung über im Adaptionsteil (4) verlaufende elektrische Leiter (25) elek­ trisch kontaktiert sind.

6. Vorsteuer-Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilelektronik (3) eine Spannungserhöhungsschaltung (18) beinhaltet.

7. Vorsteuer-Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsteuermodul (2) die Funktionalität eines 3/2-Wegeventils aufweist.

8. Vorsteuer-Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilelektronik (3) einen standardisierten Aufbau hat.