EP0366909A1 - Integrationsblock - Google Patents
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- F15B13/08—Assemblies of units, each for the control of a single servomotor only
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- F15B13/0814—Monoblock manifolds
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- F15B13/0871—Channels for fluid
Definitions
- the invention relates to an integration block for pneumatic circuits of, in particular, pressure-fluid-operated devices in an embodiment according to the preamble of claim 1.
- Integration blocks of the above type are increasingly interested in the implementation of integrated pneumatic circuit arrangements, it being possible for accommodating passages or bores and channels for connecting or interconnecting logic elements mounted on the block in the integration block.
- external compression connections, fittings, etc. between individual switching or control elements can advantageously be dispensed with.
- Such integration blocks are also characterized by an extraordinarily easy to assemble and repair, are also inexpensive to manufacture, in particular in larger quantities, and thus make devices and machines which are equipped with the block less expensive than control and switching elements connected via hose connections and the like provided devices considerably.
- valve block with a housing part in which a recess is provided for the essentially form-fitting insertion of a sealing plate. Due to the lateral delimitation of the seal by the edge surrounding the recess, it is possible to counteract a flow of the seal at higher operating pressures, but system leaks cannot be avoided with this valve block at operating pressures of 10 bar and more.
- this object is achieved on the basis of an integration block of the type mentioned at the outset by the characterizing features of claim 1. Due to the projections extending from the bottom of the recess, defined squeeze sealing webs can be created in the areas of the pressure medium-carrying channels or passages in the assembled state, with which the functional unit can be securely sealed even at operating pressures of more than 10 bar, without the need for special additional sealing parts.
- the seal in the areas of the projections must be constricted via the fastening devices to be provided, expediently screws, in such a way that it lies over the projections. Due to the lateral delimitation of the seal by the shape recess edge, the seal is further prevented from flowing away.
- the sealing element is placed in a positionally correct manner in terms of handling by inserting it into the shape recess and also fits precisely after repeated disassembly or assembly of the plate body. If, for example, the block is to be cleaned, serviced or repaired, an upper plate body can be removed.
- the seal is so dimensionally stable due to the preferably partially recessed arrangement in the mold recess even at high plate body contact pressure due to the delimitation by the mold recess edge that a secure seal is guaranteed over long time intervals and repeated disassembly and assembly.
- the integration block generally numbered 1 in the drawing, has a lower plate body 2 and an upper plate body 3 which can be fastened thereon.
- the integration block of the illustrated exemplary embodiment should z. B. Used in pneumatic control circuits of pressure-operated devices, for example in building ventilation systems provided with a positive actuation device, in which ventilation flaps are actuated automatically in the event of fire, but is equally suitable for use in other machines and devices in which pneumatic and / or electropneumatic logic elements are required for control.
- the control and switching elements to be attached to the upper side of the upper plate body, for example solenoid valves, control pistons and the like.
- the channels 5, which are aligned via inlet and outlet openings 4, parallel to the longitudinal plane of the plate body, and perpendicular to the channels 5 through holes 6 to be interconnected.
- only the lower plate body 2 is provided with the inlet and outlet openings 4 and the channels 5.
- the upper plate body 3 has the vertical through openings 6 opening into the feed openings of the control and switching elements.
- the channels 5 run in the lower plate body 2, depending on the desired circuit diagram, in different orientations parallel to the longitudinal center plane of the lower plate body 2 and can, for example in the plan view according to FIG. 1, have partial areas running at right angles to one another, also have different radii of curvature and also have an oblique course What is not possible with known integration blocks made of plastic with glued plate bodies due to the adhesive surfaces to be made available.
- the illustrated exemplary embodiment has a shaped recess, generally 7, which extends over a wide region of the lower plate body surface and is delimited by the relatively small width of the shaped recess edge 8 running along the outer edge of the lower plate body 2.
- a single sealing element 9 (FIG. 2) corresponding to the contour of the shaped recess.
- the channels 5 and also the through bores 6 running perpendicular to the channels 5 are delimited in the region of the mouths by projections 7.1 which start from the base of the shape recess and are web-like in the illustrated embodiment, which merge into one another and in some cases also delimit threaded holes 13 provided in the plate body 2.
- Both the recess 7 and the projections 7.1 can be produced by milling with relatively little structural effort.
- the projections 7.1 do not extend to the surface of the mold recess edge 8, but preferably have a height which is formed with a dimension of 30% to 70% of the dimension of the mold recess depth.
- the seal 9 preferably has an excess compared to the distance between the upper edge of the projections 7.1 and the surface of the shape recess edge 8, so that when the block is assembled after tightening the fastening screws 12, the sealing body 9 is constricted in the region of the projections 7.1 and extends over the respective side edges of the Protrusions 7.1 sets, so that there are also high operating pressures withstanding crush sealing surface areas.
- the seal 9 is designed such that it projects beyond the shape recess edge 8 in the disassembled state by about 30% of its cross-sectional thickness, so that after tightening the fastening screws 12, the sealing element expediently consisting of an elastic rubberized cork material is compressed to such an extent that the plate bodies 2, 3 lie approximately in the edge of the plate body.
- a number of fastening screws 12 are provided for fastening the upper plate body 3.
- the screws 12 are provided not only in the edge areas of the plate bodies 2, 3, but in other plate areas, in particular also in between channels and passages open spaces.
- the lower plate body 2 has different, substantially unevenly distributed threaded bores 13, which are each placed at a distance from one another in such a way that without the requirement of z. B. any type of curvature or the like. A secure seal of the plate body is guaranteed.
- the upper plate body 3 is held on the lower plate body 2, so that it can be removed and assembled together with the attached control and switching elements without the need to disassemble the lower plate body 2 if necessary.
- the lower plate body 2 in turn is to be fastened by means of screws which are not visible in the drawing and which extend through through bores 14 in the lower plate body 2 and likewise through through openings in the upper plate 3 which are not visible in the drawing.
- the fastening screws of the lower plate body 2 are accessible from the outside, so that the block or the lower plate can be attached or removed without dismantling the upper plate body 3.
- the total assembly effort required is limited to just a few simple steps, so that both the block and individual parts can be handled easily and safely by inexperienced people.
- a factory prepared upper plate body 3 with attached switching and control elements can be replaced quickly and easily without the help of a specialist, so that the unit cannot fail due to longer-lasting repair or maintenance work.
- the sealing element 9 is provided with passages.
- the shape recess edge of the lower plate body 2 has two edge zone regions provided on opposite corner regions with an edge zone contour drawn inward essentially in the shape of a nose.
- the sealing element 9 is designed to be complementary in these edge regions.
- the two opposite edge zone deformations or contours are designed such that the sealing element 9 is to be arranged in the mold recess 7 in only one specific position. Incorrect insertion of the seal is thus ruled out, and a precise fit of the sealing element 9 is also ensured on the projections 7.1 after any disassembly.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Integrationsblock für pneumatische Schaltungen von insbesondere druckmittelbetätigten Geräten in einer Ausbildung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Integrationsblöcke der vorstehenden Art finden in zunehmendem Maße Interesse zur Verwirklichung integrierter Pneumatikschaltungsanordnungen, wobei in dem Integrationsblock Durchgänge bzw. Bohrungen und Kanäle zur Verbindung bzw. Verschaltung von auf dem Block montierten Logikelementen untergebracht sein können. Dadurch kann in vorteilhafter Weise auf externe Stauchverbindungen, Fittings usw. zwischen einzelnen Schalt- bzw. Steuerelementen verzichtet werden. Derartige Integrationsblöcke zeichnen sich auch durch einen außerordentlich montage- und reparaturfreundlichen Aufbau aus, sind zudem insbesondere bei größeren Stückzahlen kostengünstig zu fertigen und verbilligen damit Geräte und Maschinen, die mit dem Block ausgerüstet werden gegenüber noch mit über Schlauchverbindungen und dgl. verschalteten Steuer- und Schaltelementen versehenen Geräten beträchtlich.
- Handelsübliche Integrationsblöcke herkömmlicher Bauart haben in der Regel aus Kunststoff gefertigte Plattenkörper, die miteinander verklebt sind und zur gemeinsamen Ausbildung der Steuerkanäle jeweils paarweise zusammenwirkende Ausformungen mit in etwa halbkreisförmiger Querschnittsstruktur haben. Diese Integrationsblöcke lassen sich jedoch nur beschränkt einsetzen und sind zudem bei nur relativ geringen Betriebsdrücken funktionstauglich. An Kanalwandungen festhaftende Schmutzpartikel, beispielsweise aggressive Medien von zur Drucklufterzeugung benötigten Kompressoren, greifen das Kunststoffmaterial an, so daß nach bestimmten Zeitabständen infolge der Demontierbarkeit der Plattenkörper die Blöcke vollständig zu erneuern sind.
- Aus der DE-OS 29 33 704 ist ein Ventilblock mit einem Gehäuseteil bekannt, in welchem eine Vertiefung zum im wesentlichen formschlüssigen Einsetzen einer Dichtplatte vorgesehen ist. Durch die seitliche Begrenzung der Dichtung durch den die Vertiefung umgebenden Rand läßt sich zwar einem Zerfließen der Dichtung bei höheren Betriebsdrücken entgegenwirken, jedoch sind auch bei diesem Ventilblock bei Betriebsdrücken von 10 bar und mehr Systemundichtigkeiten nicht zu vermeiden.
- Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Integrationsblock der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, der mit einem relativ geringen baulichen Aufwand auch bei hohen Betriebsdrücken von 10 bar, beispielsweise auch in Brandschutzeinrichtungen, funktionssicher arbeitet, gleichermaßen aber auch die baulichen Voraussetzungen bietet, montage- bzw. handhabungsfreundlich ausgebildet zu sein.
- Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe von einem Integrationsblock der eingangs genannten Art ausgehend durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch die vom Formausnehmungsgrund ausgehenden Vorsprünge lassen sich in den Bereichen der druckmittelführenden Kanäle bzw. Durchgänge im montierten Zustand definierte Quetschdichtstege schaffen, mit denen auch bei Betriebsdrücken von mehr als 10 bar die Funktionseinheit sicher abzudichten ist, ohne daß es besonderer zusätzlicher Dichtteile bedarf.
- Beim Montieren des Blockes sind über die vorzusehenden Befestigungseinrichtungen, zweckmäßigerweise Schrauben, die Dichtung in den Bereichen der Vorsprünge derart einzuschnüren, daß sie sich über die Vorsprünge hinweglegt. Durch die seitliche Begrenzung der Dichtung durch den Formausnehmungsrand ist weiterhin einem Zerfließen der Dichtung vorgebeugt. Durch eine entsprechende Gestaltung des Formausnehmungsrandes ist darüber hinaus mit baulich einfachen Mitteln zu gewährleisten, daß das Dichtelement in handhabungstechnisch einfacher Weise durch Einsetzen in die Formausnehmung lagegerecht und paßgenau auch noch nach mehrmaliger De- bzw. Montage des Plattenkörpers plaziert ist. Soll beispielsweise der Block gereinigt, gewartet oder repariert werden, kann ein oberer Plattenkörper abgenommen werden. Die Dichtung ist durch die vorzugsweise teilweise versenkte Anordnung in der Formausnehmung auch bei hohem Plattenkörperanpreßdruck durch die Umgrenzung durch den Formausnehmungsrand derart formstabil, daß eine sichere Abdichtung über lange Zeitabstände und mehrmaliger De- und Montage gewährleistet ist.
- Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche, die nachfolgende Beschreibung und die Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1 eine Draufsicht auf den unteren Plattenkörper eines aus zwei Plattenkörpern bestehenden Ausführungsbeispieles eines Integrationsblockes, und
- Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung gemäß der Schnittlinie II-II des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 im montierten Zustand.
- Der in der Zeichnung allgemein mit 1 bezifferte Integrationsblock hat einen unteren Plattenkörper 2 und einen an diesem befestigbaren oberen Plattenkörper 3. Der Integrationsblock des veranschaulichten Ausführungsbeispiels soll z. B. Einsatz finden in pneumatischen Steuerschaltungen von druckmittelbetätigten Geräten, beispielsweise in mit einer Zwangsbetätigungseinrichtung versehenen Gebäudeentlüftungsanlagen, bei denen im Brandfall automatisch Lüftungsklappen betätigt werden, ist jedoch gleichermaßen auch für den Einsatz in sonstigen Maschinen und Geräten geeignet, bei denen pneumatische und/oder elektropneumatische Logikelemente zur Steuerung benötigt werden. Nicht dargestellt in den veranschaulichten Ausführungsbeispielen sind die auf die Oberseite des oberen Plattenkörpers anzubringenden Steuer- und Schaltelemente, beispielsweise Magnetventile, Steuerkolben und dgl., die über Ein- bzw. Auslaßöffnungen 4, parallel zu den Plattenkörperlängsmittelebenen ausgerichteten Kanälen 5, sowie senkrecht zu den Kanälen 5 verlaufenden Durchgangsbohrungen 6 zu verschalten sind.
- In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist ausschließlich der untere Plattenkörper 2 mit den Ein- und Auslaßöffnungen 4 und den Kanälen 5 versehen. Der obere Plattenkörper 3 weist die senkrecht verlaufenden, in die Zuführöffnungen der Steuer- und Schaltelemente mündenden Durchgangsöffnungen 6 auf. Die Kanäle 5 verlaufen in dem unteren Plattenkörper 2 je nach dem gewünschten Schaltschema in unterschiedlicher Ausrichtung parallel zur Längsmittelebene des unteren Plattenkörpers 2 und können beispielsweise in der Draufsicht nach Fig. 1 rechtwinklig zueinander verlaufende Teilbereiche haben, auch verschiedene Krümmungsradien aufweisen und auch einen schrägen Verlauf haben, was bei bekannten Integrationsblöcken aus Kunststoff mit verklebten Plattenkörpern aufgrund der zur Verfügung zu stellenden Klebeflächen nicht möglich ist.
- Das veranschaulichte Ausführungsbeispiel weist eine sich über einen weiten Bereich der unteren Plattenkörperoberfläche erstreckende, allgemein mit 7 bezifferte Formausnehmung auf, die von dem sich entlang der Außenkante des unteren Plattenkörpers 2 verlaufenden Formausnehmungsrand 8 relativ geringer Breite begrenzt ist. In dem innerhalb des Formausnehmungsrandes 8 gelegenen Plattenkörperbereich erstrecken sich sämtliche Kanäle 5, die somit durch ein einziges, der Kontur der Formausnehmung entsprechendes Dichtelement 9 (Fig. 2) nach oben hin abzudichten bzw. zu bedecken sind. Die Kanäle 5 sowie auch die senkrecht zu den Kanälen 5 verlaufenden Durchgangsbohrungen 6 sind im Bereich der Mündungsstellen von vom Formausnehmungsgrund ausgehenden, in dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel stegartig ausgebildeten Vorsprüngen 7.1 begrenzt, die insgesamt ineinander übergehen und teilweise auch noch im Plattenkörper 2 vorgesehene Gewindebohrungen 13 umgrenzen. Sowohl die Formausnehmung 7 als auch die Vorsprünge 7.1 sind durch Fräsen mit relativ geringem baulichen Aufwand herzustellen. Die Vorsprünge 7.1 erstrecken sich nicht bis zur Oberfläche des Formausnehmungsrandes 8, sondern haben bevorzugtermaßen eine Höhe, die mit einem Maß von 30% bis 70% des Maßes der Formausnehmungstiefe ausgebildet ist. Die Dichtung 9 hat bevorzugtermaßen gegenüber dem Abstand zwischen Oberkante der Vorsprünge 7.1 und Oberfläche des Formausnehmungsrandes 8 ein Übermaß, so daß bei Montage des Blockes nach Anziehen der Befestigungsschrauben 12 der Dichtkörper 9 im Bereich der Vorsprünge 7.1 insgesamt einschnürt wird und sich über die jeweiligen Seitenkanten der Vorsprünge 7.1 legt, so daß dort auch hohen Betriebsdrücken standhaltende Quetschdichtflächenbereiche geschaffen sind. Für die angestrebten hohen Betriebsdruckverhältnisse ist es zweckmäßig, wenn die Dichtung 9 dabei derart ausgebildet ist, daß sie den Formausnehmungsrand 8 im demontierten Zustand um etwa 30% ihrer Querschnittsdicke überragt, so daß nach Anziehen der Befestigungsschrauben 12 das zweckmäßigerweise aus einem elastischen gummierten Korkmaterial bestehende Dichtelement auf ein derartiges Maß zusammengedrückt wird, daß die Plattenkörper 2, 3 annähernd im Plattenkörperrandbereich aufliegen.
- Zur Befestigung des oberen Plattenkörpers 3 sind eine Anzahl von Befestigungsschrauben 12 vorgesehen. Die Schrauben 12 sind nicht nur in Randbereichen der Plattenkörper 2, 3, sondern in sonstigen Plattenbereichen vorgesehen, und zwar insbesondere auch in zwischen Kanälen und Durchgängen gelegenen Freiräumen. Dazu hat der untere Plattenkörper 2 verschiedene, im wesentlichen ungleichmäßig verteilte Gewindebohrungen 13, die mit Abstand voneinander jeweils derart plaziert sind, daß ohne das Erfordernis von z. B. irgendwie gearteter Wölbungen oder dgl. eine sichere Abdichtung der Plattenkörper gewährleistet ist. Über die Befestigungsschrauben 12 ist der obere Plattenkörper 3 an dem unteren Plattenkörper 2 gehaltert, so daß er mitsamt den daran befestigten Steuer- und Schaltelementen ohne das Erfordernis einer Demontage des unteren Plattenkörpers 2 im Bedarfsfall abgenommen und montiert werden kann. Der untere Plattenkörper 2 ist seinerseits über in der Zeichnung nicht sichtbare Schrauben zu befestigen, die sich durch Durchgangsbohrungen 14 im unteren Plattenkörper 2 und gleichfalls auch durch in der Zeichnung nicht sichtbare Durchgangsöffnungen in der oberen Platte 3 erstrecken. Die Befestigungsschrauben des unteren Plattenkörpers 2 sind von außen her zugänglich, so daß der Block bzw. die untere Platte ohne Demontage des oberen Plattenkörpers 3 befestigt oder abgenommen werden kann. Der insgesamt erforderliche Montageaufwand beschränkt sich auf nur wenige Handgriffe, so daß sowohl der Block als auch Einzelteile von ungeübten Personen leicht und sicher gehandhabt werden können. Im Reparaturfall zum Beispiel kann ein werkseitig vorbereiteter oberer Plattenkörper 3 mit befestigten Schalt- und Steuerelementen ohne Hinzuziehung eines Fachmannes schnell und einfach ausgewechselt werden, so daß es zu einem Ausfall der Einheit infolge länger andauernder Reparatur- oder Wartungsarbeiten nicht kommen kann. Zur Anbringung der Befestigungsschrauben 12 ist das Dichtelement 9 mit Durchgängen versehen.
- Der Formausnehmungsrand des unteren Plattenkörpers 2 hat in dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 zwei an gegenüberliegenden Eckbereichen vorgesehene Randzonenbereiche mit einwärts im wesentlichen nasenförmig nach innen gezogener Randzonenkontur. Das Dichtelement 9 ist in diesen Randbereichen entsprechend komplementär gestaltet. Die beiden gegenüberliegenden Randzonenverformungen bzw. -konturen sind dabei derart gestaltet, daß das Dichtelement 9 in nur einer bestimmten Lage in der Formausnehmung 7 anzuordnen ist. Ein fehlerhaftes Einsetzen der Dichtung ist damit ausgeschlossen und ein paßgenauer Sitz des Dichtelementes 9 auch an den Vorsprüngen 7.1 nach einer etwaigen Demontage gewährleistet.
Claims (8)
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