DE29821410U1 - Scheibenförmige Ventilanordnung - Google Patents

Description

72 718-.2. Scheibenförmige Ventilanordnung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine scheibenförmige Ventilanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Ventilanordnung geht aus dem Prospekt „Ventileinheiten Typ V15" der Firma Rexroth Mecman GmbH (Druckblatt Nr. 8858903103, Druckdatum 4.98) hervor. Die scheibenartige pneumatische Ventilanordnung besteht im wesentlichen aus einem Ventilelement und einem Grundplattenelement. Das Ventilelement ist als Schaltglied für Druckmittelströme vorgesehen und wirkt mit einem Druckmittelkanäle S, P, R, A, B enthaltenden Grundplattenelement zusammen. Das Ventilelement besitzt an zwei in Durchlaßrichtung einander gegenüberliegenden Flächen entsprechende Druckmittelanschlüsse S, P, R bzw. A, B₁ zwischen denen ein Ventilschieber druckmittelvermittelnd schaltet. Der Ventilschieber wird zu diesem Zwecke über einen von außen her frei zugänglichen Ventilantrieb in Form eines elektropneumatischen Vorsteuerventils längs bewegt. Das Grundplattenelement weist eine U-förmige Ausnehmung auf, in die das Ventilelement eingeschoben und arretiert ist. Dabei werden die Druckmittelanschlüsse S, P, R bzw. A, B des Ventilelementes fluchtend mit den Druckmittelanschlüssen S, P, R, A, B im Grundplattenelement durch flächige Verschiebung in Übereinstimmung gebracht. Außen am Grundplattenelement sind Druckmittelanschlüsse A, B für anzuschließende Arbeitsleitungen vorgesehen. Die Druckmittelkanäle S₁ P₁ R münden in senkrecht dazu angeordneten Druckmittelkanalabschnitten ein. Die Ventilanordnung besitzt eine scheibenartige Gestalt, wobei gegenüberliegende Verbindungsflächen eine Aneinanderreihung mehrerer Ventilelemente zu einer Ventileinheit gestatten. Dabei verbinden sich die einzelnen Druckmittelkanalabschnitte S, P₁ R zu einem allen Ventilanordnungen gemeinsamen Druckmittelkanal S₁ P₁ R. Die so aufgebaute Ventileinheit ist über Schnappmittel beispielsweise an einer Hutprofilschiene befestigbar. Zur elektrischen Anbindung besitzen die einzelnen Ventilantriebe je zwei elektrische Kontaktfahnen.

Über entsprechende Steckkontakte sind die einzelnen Ventilantriebe zu verdrahten.

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Der damit einhergehende Verdrahtungsaufwand erhöht die Montagezeit der Ventileinheit nachteilig. Falschverdrahtungen können nicht ausgeschlossen werden. Die außenliegenden elektrischen Leitungen entsprechen nicht dem Trend nach einer möglichst kompakten Bauweise.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventilanordnung der vorstehend beschriebenen Art dahingehend weiter zu verbessern, daß sich für die daraus aufgebauten Ventileinheiten der Montageaufwand reduziert, eine große Kompaktheit erzielt wird und eine sichere und zuverlässige elektrische Anbindung geschaffen wird.

Die Aufgabe wird ausgehend von einer scheibenförmigen Ventilanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, daß bei einer gattungsgemäßen scheibenförmigen Ventilanordnung zur elektrischen Anbindung des Ventilantriebes die Ausnehmung im Grundplattenelement an einer im wesentlichen senkrecht zu der ersten mit den Druckmittelanschlüssen versehenden Fläche verlaufenden zweiten Fläche eine mehrpolige mit einer Ansteuereinheit in Verbindung stehende Buchse aufweist. Die Buchse wirkt korrespondierend mit einem am Ventilelement gegenüberliegend angeordneten Stecker zusammen, von dem aus eine elektrische Verbindung zum Ventilantrieb geführt ist.

Somit werden hier außen liegende und vom Ventilelement ausgehende freie elektrische Leitungen gänzlich vermieden. Das Ventilelement ist mit einer einzigen Einsteckbewegung sowohl pneumatisch als auch elektrisch anbindbar, was den Montageaufwand reduziert und im Reparaturfall einen einfachen und schnellen Austausch von Ventilelementen ermöglicht, ohne daß dazu eine pneumatische oder elektrische Leitung montiert bzw. demontiert werden muß. Die elektrische Anbindungsstelle des Ventilelementes wird bei der Erfindung von dem von außen her nach wie vor zugänglichen Ventilantrieb berührungssicher an eine Stelle innerhalb der Ventilanordnung verlagert, wo aufgrund der durch Stecker und Buchse bedingten Zwangskontakierung auch eine Verpolung ausgeschlossen ist. Neben der damit

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einhergehenden sicheren und zuverlässigen elektrischen Anbindung wird infolge der Verlagerung der Verkabelung auch eine höhere Kompaktheit einer aus den erfindungsgemäßen Ventilanordnugnen aufgebauten Ventileinheit erzielt.

Eine die Erfindung hinsichtlich einer strömungsmechanisch günstigen geradlinigen Druckmittelführung verbessernde Maßnahme sieht vor, daß das Ventilelement an zwei in Durchflüßrichtung einander gegenüberliegenden Flächen mit Druckmittelanschlüssen ausgestattet ist, wobei eine dreiflächige und U-förmige Ausnehmung im Grundplattenelement derart korrespondierend mit dem Ventilelement zusammenwirkt, daß die an zwei Flächen der Ausnehmung gegenüberliegend angeordneten Druckmittelanschlüsse mit den Druckmittelanschlüssen des Ventilelementes fluchtend verbindbar sind. Diese Ausführungsform sieht eine gegenüberliegende Anordnung von grundplattenseitigen Druckmittelanschlüssen S, P, R und arbeitsseitigen Druckmittelanschlüssen A, B vor. Im Unterschied zur allgemeinen technischen Lehre der Erfindung, die auch eine zweiflächige L-förmige Ausnehmung umfaßt, existieren hier genau zwei gegenüberliegende mit Druckmittelanschlüssen versehende Flächen in einer U-förmigen Ausnehmung, wobei die im wesentlichen senkrecht dazu angeordnete dritte Fläche für die elektrische Anbindung vorgesehen ist. Die Lage der dritten Fläche in der Tiefe der U-förmigen Ausnehmung bewirkt eine besonders berührungssichere elektrische Kontaktierung.

Die Kontaktierungsstelle ist zudem auch gegen äußere mechanische Einflüsse optimal geschützt.

Sowohl bei der L-förmigen Ausnehmung als auch bei der speziellen U-förmigen Ausnehmung werden die korrespondierenden an dem Grundplattenelement sowie an dem Ventilelement angeordneten Druckmittelanschlüsse durch einander flächige Verschiebung in fluchtende Übereinstimmung gebracht. Die Einsteckbewegung des Ventilelements bewirkt dabei ein Zusammenstecken des Steckers mit der gegenüberliegend angeordneten Buchse, da diese elektrischen Verbindungsmittel im wesentlichen senkrecht zu der bzw. den Flächen mit Druckmittelanschlüssen angeordnet sind.

Vorteilhafterweise besteht die elektrische Verbindung aus einer aus dem Ventilantrieb austretenden Leitung mit endseitigem Stecker, die außen entlang der Verbindungsfläche des Ventilelementes geführt ist, wobei der Stecker mit einem

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Befestigungsmittel - beispielsweise einer Schnappverbindung - außen am Ventilelement befestigt ist. Alternativ dazu kann die elektrische Verbindung auch in Form mehrerer innerhalb des Ventilelementes verlaufender elektrischer Leitungen aufgebaut sein, wobei neben dem integrierten Stecker eine elektrische Steckverbindung auch zu dem Ventilantrieb besteht. In beiden Fällen ist es denkbar, daß die elektrische Leitung aus flexiblen Kabeln oder aus starren metallischen Stanzbiegeteilen oder aus im Metalisierungsverfahren hergestellten Leiterbahnzügen besteht.

Vorzugsweise ist der Stecker an einem elektrische Leitungen enthaltenden Elektrokanalelement befestigt, das mit dem Grundplattenelement lösbar verbunden ist. Das Grundplattenelement weist im Bereich des Steckers und der Buchse einen deren mechanische Verbindung ermöglichenden Durchbruch auf. Die Verwendung des Elektrokanalelementes gestattet eine verdeckte Sammlung der einzelnen elektrischen Leitungen, die zur Ansteuereinheit führen. Das Elektrokanalelement ist günstiger Weise in seiner Breite derart bemessen, das mehrere Buchsen für entsprechend mehrere Ventilelemente mit zugehörigen Grundplattenelementen über nur ein Elektrokanalelement elektrisch verbindbar sind. Mehrere nebeneinander angeordnete Elektrokanalelemente können auch über eine elektrische Steckverbindung oder metallisierte Kunststoffsteckelemente bzw. Kunststoffbahnen miteinander verbunden werden, wobei intern eine elektrische Brückenverbindung vorzusehen ist.

Es ist vorteilhaft, wenn das in die Ausnehmung des Grundplattenelementes einzuschiebende Ventilelement keilförmig ausgeführt ist und die Ausnehmung zur Aufnahme desselben entsprechend keilförmig ausgebildet ist. Damit wird eine erleichterte Entnahme des Ventilelementes aus der Ausnehmung des Grundplattenelementes erzielt. Zur Arretierung kann das Ventilelement mit dem Grundplattenelement günstigerweise über eine Schnappverbindung oder eine Verriegelung lösbar verbunden sein. Um eine druckdichte Verbindung zwischen Ventilelement und Grundplattenelement zu realisieren, können im Bereich der korrespondierenden Druckmittelanschlüsse des Ventilelementes sowie des Grundplattenelementes elastische Dichtungselemente angeordnet sein.

Eine aus den erfindungsgemäßen Ventilanordnungen aufgebaute Ventileinheit läßt sich sowohl in herkömmücher Weise parallel verdrahtet oder auch busangesteuert

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betreiben. Letzterenfalls ist zur Umsetzung der Bussignale in Schaltsignale für den Ventilantrieb in dem Elektrokanalelement oder der Ansteuereinheit mindestens ein Bussignal-Dekodierchip untergebracht.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:

Figur 1 eine perspektivische Darstellung einer teilweise montierten Ventileinheit,

wobei eine erfindungsgemäße Ventilanordnung schematisch dargestellt

ist,

Figur 2 einen Längsschnitt durch eine aus Grundplattenelement und

Ventilelement bestehenden Ventilanordnung mit Kabelkanalelement.

Eine aus mehreren Ventilanordnungen 1 aufzubauende Ventileinheit weist gemäß Figur 1 eine Ansteuereinheit 2 auf. Die Ansteuereinheit 2 ist mit einem Multipolstecker 3 ausgerüstet, mit dem die Ventileinheit an eine - hier nicht dargestellte - zentrale Steuerung anschließbar ist. Zur Betriebszustandskontrolle besitzt die Ansteuereinheit 2 ein optisches Anzeigefeld 4. Die Ansteuereinheit 2 bereitet die eingangsseitig über den Multipolstecker 3 zugehenden Ansteuersignale auf und leitet diese ausgangsseitig zu den einzelnen Ventilanordnungen 1, welche sich auf von Elektrokanalelementen 5a bis 5d gebildeten Steckplätzen angeordnet sind. Ein Elektrokanalelement 5 ist für jeweils zwei aufzusteckende Ventilanordnungen 1 vorgesehen. Daneben sind aber auch einzelplatzmodulare Elektrokanalelemente 5 möglich. Die innerhalb des Elektrokanalelementes 5 verlaufende elektrische Verbindung geht an je eine pro Steckplatz vorgesehene elektrische Buchse 6.

Jede Ventilanordnung 1 besteht gemäß Figur 2 im wesentlichen aus einem Grundplattenelement 7 sowie einem Ventilelement 8. Das Ventilelement 8 ist innerhalb einer U-förmigen Ausnehmung 9 im Grundplattenelement 7 eingesetzt und über eine Verriegelung 10 dort gehalten. Das Ventilelement 7 verfügt über einen an einer Ansteuerschmalseite 11 platzierten Ventilantrieb 12, der von außen her frei zugänglich ist. Der Ventilantrieb 12 ist nach Art eines elektromagnetischen Vorsteuerventils ausgebildet und über eine Schraubverbindung 13 am Ventilelement 8 befestigt. Der

Ventilantrieb 12 bewirkt eine Längsverstellung eines - nicht dargestellten innenliegenden Ventilschiebers. Der Ventilschieber schaltet druckmittelvermittelnd zwischen den Druckmittelanschlüssen R, P, S einerseits und den Druckmittelanschlüssen A, B andererseits die an einander gegenüberliegenden Schmalseiten am Ventilelement 8 angeordnet sind. Die Druckmittelanschlüsse R, P, S, A, B des Ventilelementes 8 korrespondieren mit Druckmittelanschlüssen R, P, S; A, B im Grundplattenelement 7. Diese sind an den zwei gegenüberliegenden Flächen der Ausnehmung 9 angeordnet. Die Druckmittelanschlüsse A, B im Grundplattenelement 7 münden in Druckmittelleitungsverbinder 14, 14' auf einer Stirnseitenfläche 15. Die Druckmittelleitungsverbinder 14,14' sind in Form von Push-In-Fittings ausgebildet und nehmen - nicht weiter dargestellte - Arbeitsleitungen auf, die an ein mit Druckmittel anzusteuerndes Druckmittelaggregat - beispielsweise einen Pneumatikzylinder führen. Die Druckmittelanschlüsse R, P, S münden in das scheibenförmige Grundplattenelement 7 durchbrechende Druckmittelkanalabschnitte ein. Somit werden bei Aneinanderreihung mehrerer Ventilanordnungen 1 über deren Verbindungsflächen zu einer Ventileinheit mehrere allen Ventilanordnungen gemeinsame ver- und entsorgende Druckmittelkanäle R, P, S gebildet. Die Druckmittelkanalabschnitte sind im Bereich der Verbindungsflächen über Dichtungselemente gegenüber der Atmosphäre abgedichtet. Druckmittelkanäle 16, 17 stellen die pneumatische Verbindung zum als Vorsteuerventil ausgebildeten Ventilantrieb 12 dar.

Zur elektrischen Anbindung der Ventilanordnung 1 dient eine aus dem Ventilantrieb 12 austretende elektrische Leitung 18. Die elektrische Leitung 18 ist außen entlang des Ventilelementes 8 verlegt und endseitig mit einem elektrischen Stecker 19 ausgerüstet. Der Stecker 19 ist auf der der Ansteuerschmalseite 11 des Ventilelementes 8 gegenüberliegend angeordneten unteren Schmalseite platziert und durch eine Schnappverbindung dort befestigt. Der Stecker 19 wirkt mit der elektrischen Buchse 6 an der Fläche der Ausnehmung 9 zusammen. Die Buchse 6 ist an dem Kabelkanalelement 5 platziert. Um eine Kontaktierung beider Bauteile zu ermöglichen, weist das Grundplattenelement 7 in diesem Bereich einen Durchbruch 20 auf.

Ausgehend von der Buchse 6 werden elektrische Leitungen 21 im Kabelkanalelement 5 gesammelt und der in dieser Figur nicht dargestellten Ansteuereinheit 2 geordnet zugeführt. Das Kabelkanalelement 5 besteht aus einem Gehäuseteil 22, das mit einem Deckelteil 23 verschließbar ist. Das Gehäuseteil 22 ist mit Durchgangsbohrungen 24, 24' zur Befestigung an einem hier nicht dargestellten Trägerteil versehen. Weiterhin

weist das Gehäuseteil 22 einen Haltenocken 25 auf, der mit einer im Grundplattenelement 7 angeordneten und über einen Schraubendreher betätigbaren Verriegelung 26 zusammenwirkt. Mit einer Schraubverbindung 27 ist das Kabelkanalelement 5 am Grundplattenelement 7 befestigt.

Die erfindungsgemäße Ventilanordnung 1 ermöglicht über die Einsteckbewegung des Ventilelementes 8 in die Ausnehmung 9 des alle pneumatischen und elektrischen Verbindungen enthaltenden Grundplattenelementes 7 eine effektive Montage von Ventilelementen 8 im Verbund einer Ventileinheit, wobei eine sichere und zuverlässige sowohl elektrische als auch pneumatische Verbindung hergestellt wird und der Ventileinheit insgesamt ein kompaktes Erscheinungsbild verliehen wird.

-8-Bezugszeichenliste

1	Ventilanordnung
2	Ansteuereinheit
3	Multipolstecker
4	Anzeigefeld
5	Elektrokanalelement
6	Buchse
7	Grundplattenelement
&dgr;	Ventilelement
9	Ausnehmung
10	Verriegelung
11	Ansteuerschmalseite
12	Ventilantrieb
13	Schraubverbindung
14	Druckmittelleitungsverbinder
15	Stirnseitenfläche
16	Druckmittelkanal
17	Druckmittelkanal
18	Leitung
19	Stecker
20	Durchbruch
21	Leitung
22	Gehäuseteil
23	Deckelteil
24	Durchgangsbohrung
25	Haltenocken
26	Verriegelung
27	Schraubverbindung

Claims (14)

• · -9-Schutzansprüche

1. Scheibenförmige über gegenüberliegende Verbindungsflächen verfügende Ventilanordnung, bestehend aus einem zumindest zwei Druckmittelkanäle (S, P, R; A, B) enthaltenden Grundplattenelement (7) und einem Ventilelement (8), das an zumindest einer Fläche mit korrespondierenden Druckmittelanschlüssen (S, P, R; A, B) ausgestattet ist, zwischen denen ein innenliegender Ventilschieber druckmittelvermittelnd schaltbar angeordnet ist, der von einem an einer von außen her frei zugänglichen Ansteuerschmalseite

(11) angebrachten elektrisch ansteuerbaren Ventilantrieb (12) bewegbar ist, wobei eine zumindest zweiflächige Ausnehmung (9) im Grundplattenelement (7) derart korrespondierend mit dem Ventilelement (8) zusammenwirkt, daß die an zumindest einer Fläche der Ausnehmung (9) angeordneten Druckmittelanschlüsse (S₁ P, R; A, B) mit den Druckmittelanschlüssen (S₁ P, R; A, B) des Ventilelementes (8) durch einander flächige Verschiebung fluchtend verbindbar sind,
dadurch gekennzeichnet,

daß zur elektrischen Anbindung des Ventilantriebes (12) die Ausnehmung (9) an einer im wesentlichen senkrecht zu der mit den Druckmittelanschlüssen (S,P,R;A,B) versehenen Fläche verlaufenden zweiten Fläche eine mehrpolige mit einer Ansteuereinheit (2) in elektrischer Verbindung stehende Buchse (6) aufweist, die korrespondierend mit einem am Ventilelement (8) gegenüberliegend angeordneten Stecker (19) zusammenwirkt, von dem aus eine elektrische Verbindung zum Ventilantrieb (12) geführt ist.

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2. Scheibenförmige Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur geradlinigen Druckmittelführung das Ventilelement (8) an zwei in Durchflußrichtung einander gegenüberliegend Flächen mit Druckmittelanschlüssen (S, P₁ R; A₁ B) ausgestattet ist, wobei eine dreiflächige und U-förmige Ausnehmung (9) im Grundplattenelement (7) derart korrespondierend mit dem Ventilelement (8) zusammenwirkt, daß die an zwei gegenüberliegnden Flächen der Ausnehmung (9) angeordneten Druckmittelanschlüsse (S, P, R; A, B) mit den Druckmittelanschlüssen (S, P₁ R; A, B) des Ventilelementes (8) fluchtend verbindbar sind.

3. Scheibenförmige Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Verbindung aus einer aus dem Ventilantrieb (12) austretenden elektrischen Leitung (18) mit endseitigem Stecker (19) besteht, die außen entlang des Ventilelementes (8) geführt ist und der Stecker (19) mit Befestigungsmitteln am Ventilelement (8) befestigt ist.

4. Scheibenförmige Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Verbindung in Form einer innerhalb des Ventilelementes (8) verlaufenden elektrischen Leitung (18) aufgebaut ist, wobei neben dem integrierten Stecker (19) eine elektrische Steckverbindung auch zu dem Ventilantrieb (12) besteht.

5. Scheibenförmige Ventilanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Leitung (18) aus flexiblen Kabeln oder aus starren metallischen Stanzbiegeteilen oder aus im Metallisierungsverfahren hergestellten Leiterbahnzügen besteht.

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6. Scheibenförmige Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (6) an einem elektrische Leitungen (18) enthaltenden Elektrokanalelement (5) befestigt ist, das mit dem Grundplattenelement (7) lösbar verbunden ist, welches im Bereich des Steckers (19) und der Buchse (6) einen deren mechanische Verbindung ermöglichenden Durchbruch (20) aufweist.

7. Scheibenförmige Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Ausnehmung (9) des Grundplattenelementes (7) einzuschiebende Ventilelement (8) keilförmig ausgeführt ist und die Ausnehmung (9) zur Aufnahme desselben entsprechend keilförmig ausgebildet ISt.

8. Scheibenförmige Ventilanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (8) mit dem Grundplattenelement (7) über eine Schnappverbindung oder eine Verriegelung (26) lösbar verbunden ist.

9. Scheibenförmige Ventilanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der korrespondierenden Druckmittelanschlüsse (S, P, R; A, B) des Ventilelements (8) sowie des Grundplattenelementes (7) elastische Dichtungselemente angeordnet sind.

10. Scheibenförmige Ventilanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilantrieb (12) nach Art eines elektromagnetischen Vorsteuerventils ausgebildet ist.

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11. Scheibenförmige Ventilanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß das Grundplattenelement (7) mindestens einen aus einer Stirnseitenfläche (15) austretenden Druckmittelleitungsverbinder (14, 14') aufweist und die Druckmittelanschlüsse (S, P, R) in senkrecht zu den Verbindungsflächen des Grundplattenelementes (7) angeordnete durchgängige Druckmittelkanalabschnitte (S, P, R) münden.

12. Scheibenförmige Ventilanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß das Elektrokanalelement (5) in seiner Breite derart bemessen ist, daß mehrere Buchsen (6) für entsprechend mehrere Ventilelemente (8) mit zugehörigen Grundplattenelementen (7) über ein Elektrokanalelement (5) elektrisch verbindbar sind.

13. Scheibenförmige Ventilanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß nebeneinander angeordnete Elektrokanalelemente (5) über eine elektrische Steckverbindung miteinander verbindbar sind.

14. Scheibenförmige Ventilanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, : dadurch gekennzeichnet,

daß die elektrischen Leitungen (21) zur Übertragung von Bussignalen ausgelegt sind, wobei zur Umsetzung der Bussignale in Schaltsignale für den Ventilantrieb (12) in dem Elektrokanalelement (5) oder der Ansteuereinheit (2) mindestens ein Bussignal-Decodierchip untergebracht ist.