PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102005049654B4 19.03.2009
Titel Anreihbare Ventil-Zylinder-Einheit mit einstückig hergestelltem Druckmittelverteiler sowie Ventil-Zylinder-Einheiten-Anordnung
Anmelder Bosch Rexroth Pneumatics GmbH, 30880 Laatzen, DE
Erfinder Möller, Rudolf, 30989 Gehrden, DE
Vertreter Maiwald Patentanwalts GmbH, 40213 Düsseldorf
DE-Anmeldedatum 18.10.2005
DE-Aktenzeichen 102005049654
Offenlegungstag 26.04.2007
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 19.03.2009
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.03.2009
IPC-Hauptklasse F15B 13/06  (2006.01)  A,  F,  I,  20051018,  B,  H,  DE
IPC-Nebenklasse F15B 15/20  (2006.01)  A,  L,  I,  20051018,  B,  H,  DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Ventil-Zylinder-Einheiten-Anderung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Allgemein bekannt sind Ventil-Zylinder-Einheiten mit Ventilen, einem Druckmittelverteiler mit Druckmittelkanälen, welche in fluidischer Kommunikation mit den Ventilen stehen und mit in dem Druckmittelverteiler ausgebildeten Zylindern. Der Druckmittelverteiler ist dabei einstückig aus einem Aluprofil, vorzugsweise einem Strangprofil gebildet, in welches nachträglich mit einem hohen Zerspanungsaufwand Druckmittelkanäle und dergleichen eingebracht werden.

Nachteilig an der vorbekannten Lösung ist der sehr hohe Zerspanungsaufwand für die Druckmittelkanäle sowie für Befestigungsgewinde, Befestigungsnuten, Verbindungsbohrungen, Kolbenbohrungen, Oberflächenbearbeitung der Kolbenbohrungen und dergleichen. Diese müssen ebenso nachträglich eingebracht werden wie beispielsweise ein Entgraten der Bohrungsdurchbrüche vor allem im Verbindungs- oder Schnittstellenbereich zwischen zwei Kanälen nachträglich durchgeführt werden muss. Dies erfordert einen hohen nachträglichen manuellen oder maschinellen Bearbeitungsaufwand.

Weiterhin bekannt ist die Ausbildung eines Druckmittelverteilers als Profilbalken, welche nicht selten eine Länge von etwa 1,30 m aufweisen. Auch hier ist der Druckmittelverteiler einstückig aus einem Aluprofil hergestellt. Die entsprechenden Druckmittelkanäle sowie die Befestigungsgewinde, Befestigungsnuten etc. sind entsprechend einem vorgegebenen Muster ausgeformt.

Besonders nachteilig an dieser Lösung ist insbesondere die Handhabung des sehr großen Druckmittelverteilers sowie der immense Zerspanungsaufwand. Außerdem ist bei Einhaltung eines Anreihmaßes in Bezug auf die Ventile, beispielsweise ein Anreihmaß von 15 mm, nur ein kleiner Wirkdurchmesser der Bohrung für die Pneumatikzylinder aufgrund des vorgegebenen Bauraums realisierbar, da die Ventile möglichst eng beabstandet angeordnet werden sollen.

Aus der DE 296 14 205 U1 geht eine Ventil-Zylinder-Einheit hervor, deren zwischengeschalteter Druckmittelverteiler als Strangformteil ausgebildet ist und Bestandteil des Zylinders ist. Eine Mehrfachanordnung derartiger Ventil-Zylinder-Einheiten würde dadurch entstehen, dass diese nebeneinander montiert werden und mit einzelnen Druckmittelverbindungen verrohrt werden, was einen entsprechend hohen Montageaufwand verursacht.

Die US 4,524,807 offenbart eine technische Lösung für die platzsparende Aneinanderreihung von Druckmittelverteilern über jeweils stirnseitiger Aufnahmemittel. Allerdings geht aus diesem Stand der Technik nicht hervor, ob und wie Zylinder mit dieser Anordnung der Druckmittelverteiler eine Baueinheit bilden könnten.

Aus der DE 44 39 667 C2 geht eine Ventil-Zylinder-Einheit hervor, welche aus einem Druckmittelzylinder besteht, in dem Patronenventile vollständig integriert sind. Würden derartige Ventil-Zylinder-Einheiten aneinander gereiht werden, so müssten diese ebenfalls nebeneinander montiert werden und die Druckmittelverbindung untereinander über eine herkömmliche Verrohrung hergestellt werden, was einen entsprechend hohen Montageaufwand verursacht.

Nicht zuletzt sind die bekannten Lösungen durch eine Variantenvielfalt gekennzeichnet, welche sich durch unterschiedliche Bestückung beispielsweise eines Profilbalkens für unterschiedliche Anwendungen ergeben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Ventil-Zylinder-Einheit sowie eine Ventil-Zylinder-Einheiten-Anordnung zu schaffen, bei denen die vorstehend aufgeführten Nachteile vermieden werden. Insbesondere ist es eine Aufgabe, eine Ventil-Zylinder-Einheit zu schaffen, welche ohne hohen Zerspanungsaufwand mit wenigen Schritten gefertigt werden kann. Auch ist es eine Aufgabe, eine einfach aneinanderreihbar aufgebaute Ventil-Zylinder-Einheit zum modulartigen Aneinanderreihen zu schaffen. Auch eine Aufgabe ist es, eine modular aufgebaute Ventil-Zylinder-Einheiten-Anordnung aus mehreren einzelnen Ventil-Zylinder-Einheiten zu schaffen, so dass die Anordnung einfacher zu handhaben ist.

Diese Aufgaben werden mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der Druckmittelverteiler als einstückiger aus Spritzguss geformter Druckmittelverteiler ausgebildet ist, welcher Stirnseiten aufweist, an denen mindestens eine Aufnahmevorrichtung zur stirnseitigen Aneinanderreihung mindestens eines weiteren Druckmittelverteilers vorgesehen ist, um eine modulare, fluidisch verbundene Anordnung mehrerer Druckmittelverteiler in Reihe zu ermöglichen.

Der Begriff Ventil wird hier synonym auch für fertige Ventileinheiten verwendet.

Die Ventil-Zylinder-Einheit umfasst mindestens ein Ventil. Das Ventil kann vorzugsweise als Pilot oder Vorsteuerventil ausgebildet sein. Bevorzugt ist, dass die Ventil-Zylinder-Einheit mehrere, bevorzugt vier Ventile umfasst. Dementsprechend sind ausreichend Druckmittelkanäle zur fluidischen Anbindung oder Kopplung der Ventile an den Druckmittelverteiler vorzusehen. Die Ventile sind vorzugsweise auf einer oberen Oberfläche des Druckmittelverteilers angeordnet. Vorzugsweise ist diese obere Oberfläche plan oder als Ebene ausgebildet, so dass die Ventile, welche eine korrespondierende plane Auflagefläche aufweisen können, stabil auf der Oberfläche angeordnet werden können.

Zentral ist in der Ventil-Zylinder-Einheit ein Druckmittelverteiler vorgesehen, an den das Ventil oder die Ventile fluidisch gekoppelt sind. Dabei verlaufen durch den Druckmittelverteiler Druckmittelkanäle. Neben einer oberen Oberfläche weist der Druckmittelverteiler weitern eine unterer Oberfläche auf, welche entgegengesetzt zu der oberen Oberfläche angeordnet ist. Diese untere Oberfläche ist vorzugsweise ebenfalls plan ausgebildet. An der unteren Oberfläche ist der Zylinder angeordnet für die Aufnahme eines Kolbens. Es können auch mehrere Zylinder angeordnet sein. Die Flächennormalen der oberen und unteren Oberfläche weisen in eine Querrichtung des Druckmittelverteilers.

Weiter weist der Druckmittelverteiler zwei Stirnseiten auf. Deren Flächennormalen weisen in eine Längsrichtung des Druckmittelverteilers. Vorzugsweise sind die Stirnseiten plan ausgebildet. In Längsrichtung des Druckmittelverteilers ist mindestens ein Druckmittelkanal ausgebildet. Vorzugsweise weist der Druckmittelverteiler in Längsrichtung mehrere Druckmittelkanäle aus. Diese Druckmittelkanäle sind beispielsweise für die Speisung der Ventile und/oder in dem Zylinder aufgenommener Kolben, für die Entlüftung und dergleichen ausgebildet. Somit können die Druckmittelkanäle unter anderem auch als Arbeitsleitung etc. ausgebildet sein.

Für eine fluidische Kopplung der Ventile und oder der Zylinder/Kolben gehen von den in Längsrichtung verlaufenden Druckmittelkanälen weitere Druckmittelkanäle zu den Ventilen bzw. Zylindern ab, wobei diese vorzugsweise in Querrichtung des Druckmittelverteilers verlaufen.

Bei einem nachträglichen Einbringen der Druckmittelkanäle beispielsweise durch zerspanendes Bearbeiten wie Bohren etc. entstehen insbesondere an den Übergängen zwischen den in Längsrichtung verlaufenden Druckmittelkanälen und den in Querrichtung verlaufenden Kanälen Grate.

Vorzugsweise ist deshalb der Druckmittelverteiler einstückig mittels eines Urformverfahrens, vorzugsweise mittels Spritzgussverfahren ausgebildet. Diese Ausbildung ermöglicht, dass der Druckmittelverteiler im Wesentlichen nachbearbeitungsfrei hergestellt ist.

Als Werkstoff für den Druckmittelverteiler kommt vorzugsweise Kunststoff zum Einsatz; es kann aber auch jeder andere Werkstoff, wie beispielsweise Metall, in verschiedenen Formen, wie z. B. Granulat, verwendet werden, welcher zum Urformen bzw. Gießen geeignet ist. Das Urformverfahren ist so ausgebildet, dass der Druckmittelverteiler im Wesentlichen nachbearbeitungsfrei hergestellt ist. Das heißt, alle in dem Druckmittelverteiler vorgesehenen Ausnehmungen sind durch entsprechende Mittel wie Einlagen und/oder Schieber bereits in dem Werkzeug zur Herstellung vorgesehen. Damit entfallen nachträgliche Bearbeitungen, insbesondere die bei den herkömmlichen Herstellverfahren anfallenden nachträglichen, vorzugsweise maschinell ausgeführten Nachbearbeitungsschritte, bei denen der Druckmittelverteiler aus einem Aluprofil, bevorzugt nach dem Stranggussverfahren gefertigt wurde und die entsprechenden Druckmittelkanäle bzw. weiteren Ausnehmungen nachträglich mittels Zerspannverfahren eingebracht wurden. Insbesondere entfällt das Anbringen von Gewinden, Nuten, Bohrungen, sowie das Entgraten bei Bohrungsdurchbrüchen.

Bei Massenproduktionen, bei denen der Druckmittelverteiler in einem Werkzeug mehrfach hergestellt wird, kann es bei der Trennung der möglicherweise aneinander befestigten verschiedenen Druckmittelverteiler zu Trennungsaufwand und nachträglichem Entgraten an den Sollbruchstellen kommen. Jedoch werden keine Bohrungen und dergleichen nachträglich eingebracht.

Der Druckmittelverteiler kann mit wenigen Schritten hergestellt werden:

  • – Bereitstellung eines Werkzeugs zur Fertigung eines im Wesentlichen nachbearbeitungsfreien Druckmittelverteilers,
  • – Bereitstellen eines Materials zur Fertigung des Druckmittelverteilers und
  • – Spritzgießen des Druckmittelverteilers.

Auf diese Weise kann ein Druckmittelverteiler auf einfache Weise mit wenigen Schritten hergestellt werden, wobei nahezu jeglicher nachträgliche Zerspanungsaufwand entfällt.

Für die Herstellung ist vorzugsweise ein Werkzeug vorgesehen, wobei das Werkzeug entsprechende Mittel wie Einlagen, Formen und/oder Schieber umfasst. Diese Mittel wie Einlagen, Formen und/oder Schieber sind dazu geeignet, alle Druckmittelkanäle und/oder Verbindungsbohrungen des Druckmittelverteilers bei einem Spritzgießverfahren zu schaffen.

Erfindungsgemäß umfasst der Druckmittelverteiler der Ventil-Zylinder-Einheit Druckmittelkanäle, wobei hierunter auch beliebige Ausnehmungen zur Aufnahme von Ventilen bzw. Ventileinheiten und/oder Zylindern sowie Druckmittelanschlüssen zu verstehen sind. Diese Ausnehmungen können beliebiger Art sein, wobei die Ausnehmungen vorzugsweise ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Bohrungen, Durchbrüche, Kanäle, Nuten und dergleichen. Die Bohrungen können dabei als Durchgangsbohrungen und/oder sacklochartige Bohrungen ausgeführt werden und Befestigungsmittel wie Gewinde aufweisen. Die Druckmittelkanäle und/oder Ausnehmungen, welche insbesondere entlang der Längsachse des Druckmittelverteilers ausgebildet sind, können verschiedene Ausformungen annehmen. Insbesondere kann der Querschnitt der Druckmittelkanäle unterschiedlich ausgebildet sein. Weiterhin kann der Querschnitt der Druckmittelkanäle über die Länge der Längsachse variieren. Die Druckmittelkanäle können dabei parallel zueinander verlaufen und/oder quer zueinander und sich sogar überschneiden, so dass Verbindungen oder Durchbrüche entstehen. Weiterhin sind die Druckmittelkanäle geeignet, Ventile, Zylinder, Kolben und/oder Anschlüsse bzw. Anschlussstücke zumindest teilweise aufzunehmen. Hierzu kann ein Kraftschluss, ein Stoffschluss oder ein Formschluss vorgesehen sein. Üblicherweise sind die Druckmittelkanäle hierzu als Verbindungsbohrungen, als Bohrungen mit Befestigungsgewinde, als Kolbenbohrungen und dergleichen ausgebildet.

Die Druckmittelkanäle sind zum Leiten von Druckmittel geeignet, wobei das Druckmittel jedes beliebige Medium, welches als Druckmittel geeignet ist, umfassen kann, insbesondere pneumatische und/oder hydraulische Druckmittel wie Gase und/oder inkompressible Medien wie hydr. Öl. Vorzugsweise wird als Druckmittel Luft verwendet.

Allgemein können die Druckmittelkanäle beliebig durch den Druckmittelverteiler verlaufen. Vorzugsweise ist der Druckmittelverteiler im Wesentlichen würfelartig oder quaderförmig ausgebildet, d. h. mit entsprechenden orthogonalen Seiten, insbesondere in Längsrichtung des Druckmittelverteilers und/oder an der oberen bzw. unteren Oberfläche. Die Druckmittelkanäle können grundsätzlich einen beliebigen Längsquerschnitt aufweisen.

Zur Aneinanderreihung mehrerer Ventil-Zylinder-Einheiten ist bevorzugt mindestens eine Aufnahmevorrichtung an der Stirnseite des Druckmittelverteilers vorgesehen. Entsprechend ist eine korrespondierende Aufnahmevorrichtung an der für die Aneinanderreihung weiteren Ventil-Zylinder-Einheit vorgesehen. Vorzugsweise weist eine Ventil-Zylinder-Einheit an jeder ihrer Stirnseiten mindestens eine Aufnahmevorrichtung auf. So lässt sich beispielsweise eine endlose Aneinanderreihung mehrerer Ventil-Zylinder-Einheiten realisieren. Zur besseren Kopplung mehrerer Ventil-Zylinder-Einheiten lassen sich auch an jeder Stirnseite mehrere Aufnahmevorrichtungen anbringen.

Um die verbundenen Druckmittelverteiler untereinander abzudichten, weisen die Druckmittelverteiler an den Stirnseiten Vorsprünge auf, auf denen Radialdichtungen aufgezogen sind, welche die Druckmittelverteiler untereinander abdichten.

Bevorzugt ist insbesondere, dass die Aufnahmevorrichtung oder die Aufnahmevorrichtungen als Anformung(en) und/oder Ausnehmung(en) ausgebildet ist/sind, wobei jeweils die Anformung zur abgedichteten Aufnahme in einer korrespondierenden Ausnehmung eines weiteren Druckmittelverteilers ausgebildet ist. Dabei kann der Druckmittelverteiler auf der einen Stirnseite eine Anformung und auf der gegenüberliegenden Stirnseite eine Ausnehmung aufweisen. Hierdurch lassen sich mehrere nach diesem Schema hergestellte Ventil-Zylinder-Einheiten einfach aneinander reihen. Möglich ist auch, dass eine Ventil-Zylinder-Einheit auf beiden Stirnseiten eine Anformung aufweist und eine weitere Ventil-Zylinder-Einheit an beiden Stirnseiten eine Ausnehmung aufweist. Auch möglich ist, dass eine Ventil-Zylinder-Einheit an ihren Stirnseiten mehrere Anformungen, mehrere Ausnehmungen oder sowohl Anformungen als auch Ausnehmungen aufweist. Entsprechend muss die korrespondierende Stirnseite einer weiteren Ventil-Zylinder-Einheit korrespondierende Aufnahmevorrichtungen aufweisen.

Bevorzugt ist, dass der Druckmittelverteiler mehrere Druckmittelkanäle aufweist, welche in Längsrichtung zwischen den Stirnseiten und/oder abgehend davon in Richtung des Ventils und/oder des Zylinders verlaufen. Auf diese Weise lässt sich bei einer Aneinanderreihung mehrerer Ventil-Zylinder-Einheiten ein durchgehender Druckmittelkanal bzw. mehrere durchgehende Druckmittelkanäle realisieren. Dabei kann der Druckmittelkanal zumindest teilweise auch durch die Aufnahmevorrichtungen verlaufen.

Weiter bevorzugt ist, dass mindestens einer der in Längsrichtung verlaufenden Druckmittelkanäle einen von einer einem Kreisquerschnitt abweichenden Querschnitt, bevorzugt einen ovalen oder langlochartigen Querschnitt aufweist.

Insbesondere ist es vorteilhaft, dass der von einem Kreisquerschnitt abweichende Querschnitt so ausgebildet ist, dass er in eine Richtung, bevorzugt in Richtung der Zylinderachse eine größere Abmessung aufweist, als in eine andere, bevorzugt quer dazu weisende Richtung. Bei einer ovalen oder langlochartigen Ausformung weist dann die gedachte längere Achse des Querschnitts vorzugsweise in Richtung der Zylinderachse.

Insbesondere ist es vorteilhaft, dass der von einem Kreisquerschnitt abweichende Querschnitt mit einer entlang einer Achse im Verhältnis zu einer anderen Achse ungleichen Abmessung so ausgebildet ist, dass die in Richtung der größeren Abmessung weisende längere Achse des von einem Kreisquerschnitt abweisende Querschnittes in Richtung der Zylinderachse verläuft.

Zudem ist bevorzugt, dass der Zylinder eine Kolbenbohrung zur bewegbaren Aufnahme einer druckmittelsteuerbaren Kolbenstange aufweist, wobei die Kolbenbohrung in deren Längsrichtung einen ovalen Querschnitt aufweist.

Zur fluidischen Kopplung eines in den Zylinder zu montierenden Kolbens muss der entsprechende zu dem Kolben führende Kanal oder die entsprechende Ausnehmung so ausgebildet sein, dass die Kolbenstange des Kolbens darin zumindest teilweise aufnehmbar ist und diese sich bewegbar innerhalb der Ausnehmung anordnen lässt. Hierzu ist der Querschnitt der Ausnehmung bzw. des Kanals an den Querschnitt des Kolbens angepasst. Hierbei ist insbesondere darauf zu achten, dass der Kolben abdichtend, vorzugsweise über umfänglich an dem Kolben angeordnete Dichtmittel innerhalb des Druckmittelkanals störungsfrei sich bewegen kann. Die für den Kolben vorgesehene Ausnehmung oder besser die Kolbenbohrung ist relativ groß ausgeführt im Verhältnis zu den Querschnitten der anderen Kanäle.

Will man nun Bauraum in zumindest eine Richtung einsparen, um beispielsweise eine schmalbauende Ventil-Zylinder-Einheit herzustellen, so müssten bei Kanälen mit Kreisquerschnitten der Kreisdurchmesser entsprechend kleiner gewählt werden. Der Kreisdurchmesser der Kanäle, der auch Wirkdurchmesser genannt wird, darf jedoch um keine Leistungseinbußen hinzunehmen, einen vorbestimmten Wirkdurchmesser und damit verbunden eine vorbestimmte Wirkquerschnittsfläche nicht unterschreiten. Gleiches gilt beispielsweise auch für Kolben.

Vorzugsweise ist deshalb, dass wenigstens einer der Kanäle oder Ausnehmungen, insbesondere die Kolbenbohrung in Kolbenbewegungsrichtung, d. h. in Richtung der Bewegung der Kolbenstange, einen von einem Kreisquerschnitt abweichenden Querschnitt aufweist. Entsprechend weist natürlich der Kolben auch einen angepassten von einem Kreisquerschnitt abweichenden Querschnitt auf. Der von einem Kreisquerschnitt abweichende Querschnitt ist dabei so ausgebildet, dass er eine Querschnittsfläche aufweist, welche der Querschnittsfläche einer mindestens vorzusehenden Querschnittsfläche eines Kreisquerschnitts entspricht. Durch die bevorzugt langlochartige oder ovale Ausbildung lasst sich jedoch in Richtung der kürzeren Achse des Ovals oder des Langlochs, das heißt in Breitenrichtung, Bauraum sparen, ohne dass es zu Leistungseinbußen kommt.

Die Kolbenbohrung verläuft vorzugsweise in Querrichtung des Druckmittelverteilers. Will man bei beengtem Bauraum vermeiden, dass in Längsrichtung verlaufende Druckmittelkanäle nicht die Kolbenbohrung schneiden, so lassen sich auch die in Längsrichtung verlaufenden Druckmittelkanäle mit einem entsprechenden von einem Kreisquerschnitt abweichenden Querschnitt wie zum Beispiel einem ovalen oder langlochartigen Querschnitt ausbilden.

Dabei sind die Querschnitte der Kolbenbohrung und der in Längsrichtung verlaufenden Druckmittelkanäle entsprechend dem vorhandenen Bauraum aufeinander abgestimmt.

Weiter vorteilhaft ist, dass der Druckmittelverteiler mit einer ausreichenden Anzahl an Druckmittelkanälen und/oder Verbindungsbohrungen ausgebildet ist, um bevorzugt wenigstens zwei, weiter bevorzugt wenigstens drei und am meisten bevorzugt wenigstens vier korrespondierende Ventile zur fluidischen Kommunikation aufzunehmen oder zu koppeln.

Dadurch, dass der Druckmittelverteiler in wesentlich kleineren Einheiten gefertigt werden kann, lassen sich kleine modulare Einheiten bilden. Da beispielsweise Profilbalken, welche Längen bis zu 1,3 m und mehr aufweisen können, gänzlich mit unterschiedlichen Zylindern und dazugehörigen Ansteuerventilen ausgebildet sind, lässt sich durch den modulare Aufbau die Teilevielfalt reduzieren. Es muss nicht für jede Anwendung ein speziell angefertigter Profilbalken hergestellt werden. Statt dessen lassen sich einzelne Module austauschen.

Vorzugsweise weist der Druckmittelverteiler Druckmittelkanäle und/oder Anschlüsse für vier Ventile auf. Entsprechend muss der Druckmittelverteiler eine Vorkehrung vorsehen, welche die Wesentlichen Standarddruckbeaufschlagungsbestückung vorsieht. Diese Standarddruckbeaufschlagungen lassen sich unterteilen hinsichtlich der Parameter Achsabstand, Zylinder, Hub und Druckbeaufschlagung. Beim Achsabstand kommen üblicherweise Achsabstände von 13–15 mm, 26–30 mm und 54–60 mm zum Einsatz. Hinsichtlich des Zylinderhubes werden üblicherweise 6–8 mm und 13–14 mm Zylinderhub vorgesehen.

Die Druckbeaufschlagung erfolgt vorzugsweise in einer Eindruckversion oder in einer Zweidruckversion. So können je nach Anforderungen entweder alle Plätze mit Zylinderbauteilen bzw. Ventilen bestückt werden. Wird bei größerem Achsabstand beispielsweise nur jeder zweite (Ventil-)Platz auf dem Druckmittelverteiler benötigt, wird beispielsweise bei den Leerplätzen des als Versorgungsleitung (P-Leitung) ausgebildeten Druckmittelkanals entsprechend mit einer Kugel oder dergleichen verschlossen und die nicht benötigten Bauteile können entfallen. Bei unterschiedlichen Zylinderhubanforderungen wird bei kürzeren Hüben, der Kurzhubvariante, eine Distanzhilfe verwendet.

Die Erfindung schließt weiter die technische Lehre ein, dass eine Ventil-Zylinder-Einheiten-Anordnung mindestens zwei Ventil-Zylinder-Einheiten umfasst, wobei mindestens eine schienenförmig ausgebildete Trägereinheit zur Aufnahme mehrerer Ventil-Zylinder-Einheiten vorgesehen ist, welche die in Reihe über deren Aufnahmevorrichtungen fluidisch verbundenen Ventil-Zylinder-Einheiten zumindest teilweise umfasst, um so eine modular aufgebaute Anordnung aus mehreren Ventil-Zylindereinheiten zu bilden.

Die Ventil-Zylinder-Einheiten sind so ausgebildet, dass sie bündig aneinanderreihbar sind und so sich entsprechend in ein schienenartiges Profil einschieben lassen. Vorzugsweise werden an den nicht eine Ventil-Zylinder-Einheit kontaktierenden oder nicht benachbart zu einer weiteren Ventil-Zylinder-Einheit angeordneten Stirnseiten jeweils ein Deckel- oder Bodenelement angeordnet, um den Druckmittelkanal oder die Druckmittelkanäle durch die Ventil-Zylindereinheit(en) zu begrenzen. Durch die Aneinanderreihung mehrerer Ventil-Zylindereinheiten in einer Trägereinheit lässt sich so auf einfache Weise ein modular aufgebauter Profilbalken mit beliebig variierbarer Länge und Bestückung realisieren. Die einzelnen Ventil-Zylinder-Einheiten können vor einsetzen in die Trägereinheit vormontiert und bestückt werden. Nicht benötigte Druckmittelkanalöffnungen und dergleichen können auf einfache Weise verschlossen werden.

Bevorzugt ist, dass die Trägereinheit und/oder mindestens eine Ventil-Zylinder-Einheit Befestigungsvorrichtungen aufweisen, um die aneinandergereihten Ventil-Zylinder-Einheiten mit der Trägereinheit zu befestigen und so eine sichere Verbindung zu realisieren.

An den Enden der Druckmittelverteiler, an denen die Aneinanderreihung enden soll, werden jeweils metallische Endstücke so am Profil befestigt, dass die Ventil-Zylinder-Einheiten sicher positioniert sind. Die Ventil-Zylinder-Einheiten können untereinander beliebig verbunden werden. Vorzugsweise ist eine kraftschlüssige Verbindung vorgesehen.

Auch bevorzugt ist, dass die Befestigungsvorrichtungen als nutenförmige Aussparungen in der Trägereinheit und/oder dem Druckmittelverteiler der entsprechenden Ventil-Zylinder-Einheit ausgebildet sind, in welche dann mindesten ein Formschlusselement wie ein Nutenstein, Runddraht und dergleichen angeordnet ist. Vorzugsweise werden Nutsteine zur Fixierung der Ventil-Zylinder-Einheiten verwendet. Diese werden bevorzugt an den Enden der Ventilblöcke in Trägereinheit verspannt.

Bevorzugt ist weiter, dass die Trägereinheit als U-förmiges Profil ausgebildet ist, um die Ventil-Zylinder-Einheiten so aufzunehmen, dass diese samt daran angeordneten Kolbenstangen in Reihe in die Trägereinheit seitlich nacheinander bewegt werden können. Dabei können Ventil und Zylinder sowohl als komplette Einheit in oder an die Trägereinheit angebracht werden oder auch als Einzelteile in das Trägerprofil eingebracht sein.

Um mehrere Ventil-Zylinder-Einheiten zu koppeln, ist es bevorzugt, dass der Druckmittelverteiler an mindestens einer Seite zur Aufnahme einer mit einem Bereich des Druckmittelverteilers korrespondierenden Trägereinheit umfassend Profile und Profilschienen ausgebildet ist. Hierbei wird bei Aneinanderreihung mehrerer Ventil-Zylinder-Einheiten bzw. Druckmittelverteiler eine ausreichende Stabilität über eine große Baulänge erreicht, da die Druckmittelverteiler in ein entsprechendes Profil, beispielsweise auch ein U-Profil geschoben werden können. Zur besseren Arretierung und Positionierung sind Haltestege oder Haltenuten in dem entsprechenden Profil und/oder an den Druckmittelverteilern, vorzugsweise Kunststoffdruckmittelverteilern vorgesehen. Vorzugsweise ist das Profil ein Aluminiumprofil, weiter bevorzugt U-förmig ausgeführt.

Indem Profil wird entsprechender Bauraum für die Wegführung der elektrischen Leitung zur Ansteuerung der Ventile vorgesehen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung sowie verbessernde Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben oder werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:

1 eine Seitenansicht auf eine erfindungsgemäße Ventil-Zylinder-Einheiten-Anordnung und

2a2g mehrere Ansichten auf eine erfindungsgemäße Ventil-Zylinder-Einheit mit jeweils vier Ventilen.

1 zeigt in einer Seitenansicht einen erfindungsgemäßen Ventil-Zylinder-Einheiten-Anordnung 1. Der Ventil-Zylinder-Einheiten-Anordnung 1 umfasst eine Ventil-Zylinder-Einheit 2, welche in einer als U-Profil ausgebildeten Trägereinheit 3 zur Stabilisierung angeordnet ist. Die Ventil-Zylinder-Einheit 2 umfasst weiter Ventile 4 sowie einen erfindungsgemäßen Druckmittelverteiler 5. In dem Druckmittelverteiler 5 ist weiter ein Zylinder 6 zur Aufnahme eines Kolbens mit Kolbenstange ausgebildet. Weiter sind in dem Druckmittelverteiler Druckmittelkanäle 7 ausgebildet. Die Druckmittelkanäle 7 sind hier in Längsrichtung sichtbar dargestellt und weisen unterschiedliche geometrische Formen auf. Dabei weisen die überwiegende Anzahl der Druckmittelkanäle 7 einen runden bzw. kreisförmigen Querschnitt in Längsrichtung der Ventil-Zylinder-Einheiten-Anordnung 1 auf. Ein erster Druckmittelkanal 7a weist in Längsrichtung einen von einer Kreisform abweichenden, ovalen oder langlochartigen Querschnitt auf, wodurch bei gleicher Querschnittsfläche im Vergleich zu einer entsprechenden Kolbenbohrung mit Kreisquerschnitt Bauraum in horizontaler Querrichtung der Ventil-Zylinder-Einheiten-Anordnung 1 eingespart ist. Entsprechend sind die Ausmaße in Vertikalrichtung der Ventil-Zylinder-Einheiten-Anordnung größer ausgebildet. Somit lässt sich ein kleineres Anreih- oder Achsmaß realisieren. Die Druckmittelkanäle 7 mit Kreisquerschnitt dienen in erster Linie zur Druckmittelleitung bzw. zum Druckmittelanschluss. Die Vorderseite oder Stirnseite, die hier dargestellt ist, ist so ausgebildet, dass weitere Ventil-Zylinder-Einheiten 2 abdichtend hier angeschlossen werden können. Auf der Oberseite des Druckmittelverteilers 5, welche im Wesentlichen plan oder als Ebene ausgeführt ist, sind mehrere, hier zwei sichtbar dargestellte, Ventile 4 angeordnet, welche über hier nicht sichtbar dargestellte Druckmittelkanäle und/oder Verbindungsbohrungen mit dem Druckmittelverteiler 5 bzw. den darin verlaufenden Druckmittelkanälen gekoppelt sind. Umgeben wird die Ventil-Zylinder-Einheit 2 zumindest teilweise durch eine aus Aluminium gefertigte Profilschiene, die als Trägereinheit 3 fungiert und welche hier grob die Form eines U-förmigen Profils aufweist, d. h. in Richtung der Unterseite des Druckmittelverteilers 5 geöffnet ist. Zwischen Ventil-Zylinder-Einheit 2 und der Trägereinheit 3 bzw. U-Profil, ist Bauraum für entsprechende Verbindungsleitungen vorgesehen. Weitere Einzelheiten der Ventil-Zylinder-Einheit 2 sind in 2 zu sehen. Zur Befestigung der Ventil-Zylinder-Einheiten 2 an der Trägereinheit 3 und der Trägereinheit 3 mit ggf. weiteren Trägereinheiten sind entsprechende Befestigungsvorrichtungen 8 zu sehen, wobei die ersten Befestigungsvorrichtungen 8a für die Befestigung von Ventil-Zylinder-Einheit 2 und Trägereinheit 3 als Rundnut ausgeführt sind, in welche zur Befestigung ein Runddraht angeordnet wird. Die zweiten Befestigungsvorrichtungen für die Trägereinheiten 3 sind als T-förmige Nuten ausgebildet.

2 zeigt mittels sieben verschiedener Ansichten genauer eine Ventil-Zylinder-Einheit 2. 2a zeigt die Ventil-Zylinder-Einheit 2 in der entgegengesetzt zu 1 dargestellten Seitenansicht. Von 1 unterscheidet sich 2 im Wesentlichen darin, dass die Trägereinheit 3 bzw. das U-Profil zur Stabilisierung nicht dargestellt ist. Auch hier umfasst die Ventil-Zylinder-Einheit 2 mehrere Ventile 4 sowie den Druckmittelverteiler 5. In 2b ist die Ansicht 2a um 90° nach rechts in der Ebene geklappt.

2b zeigt in der Seitenansicht besser die Anordnung der hier vier Ventile sowie Kolben an der Unterseite des Druckmittelverteilers. Deutlich erkennbar sind in 2b an der linken Seite, welcher der Vorderseite entspricht, die als Vorsprünge ausgebildeten Aufnahmevorrichtungen 9, welche zur Verbindung mehrerer Ventil-Zylinder-Einheiten bzw. Druckmittelverteiler dienen.

2c zeigt die 2b um 90° nach oben gedreht. Hierdurch wird die Unterseite der Ventil-Zylinder-Einheit mit vier ovalen bzw. langlochartigen Kolbenbohrungen 7b sichtbar.

2d zeigt dagegen die 2b um 90° nach unten geschwenkt, so dass die Oberseite der Ventil-Zylinder-Einheit mit den vier auf der Oberseite angeordneten Ventilen sichtbar wird. Deutlich wird die versetzte Anordnung der vier Ventile 4 zueinander, wobei ebenfalls deutlich ist, dass nicht alle Druckmittelkanäle durch die Ventile bzw. Ventileinheiten verdeckt bzw. abgedeckt sind. Diese Druckmittelkanäle oder Verbindungsbohrungen, welche nicht durch die Ventileinheiten verdeckt sind, werden entsprechend durch Verschlüsse, wie beispielsweise Kugeln abgedichtet.

2e zeigt die Ventil-Zylinder-Einheit in der Ansicht, in der sie auch in 1 dargestellt wird.

2f zeigt eine Seitenansicht, welche hervorgeht aus der Drehung der 2e nach rechts um 90°.

Schließlich zeigt 2g eine perspektivische Ansicht der Ventil-Zylinder-Einheit 2.

1
Ventil-Zylinder-Einheiten-Anordnung
2
Ventil-Zylinder-Einheit
3
Trägereinheit (U-Profil)
4
Ventil(-einheit)
5
Druckmittelverteiler
6
Zylinder
7
Druckmittelkanal
7a
erster Druckmittelkanal (oval)
7b
zweiter Druckmittelkanal (ovale Kolbenbohrung)
8
Befestigungsvorrichtung
8a
erste Befestigungsvorrichtung
9
Aufnahmevorrichtung


Anspruch[de]
Ventil-Zylinder-Einheiten-Anordnung (1), umfassend mindestens zwei Ventil-Zylinder-Einheiten (2) mit je mindestens einem Ventil (4), welches an einem Druckmittelverteiler (5) mit mindestens einem Druckmittelkanal (7) zur Druckmittelversorgung angeordnet ist und mit dem mindestens einem Druckmittelkanal (7) in fluidischer Kommunikation steht sowie mindestens einem ebenfalls an dem Druckmittelverteiler (5) ausgebildeten über den Druckmittelkanal (7) und/oder das Ventil (4) fluidisch gekoppelten Zylinder (6) zur Aufnahme eines Kolbens, wobei der Druckmittelverteiler (5) einstückig aus Spritzguss geformt ist, dadurch gekennzeichnet, dass stirnseitig des Druckmittelverteilers (5) Anformungen zur abgedichteten Aufnahme mindestens eines weiteren Druckmittelverteilers (5) vorgehen sind, wobei weiterhin mindestens eine schienenförmig ausgebildete Trägereinheit (3) zur Aufnahme mehrerer Ventil-Zylinder-Einheiten (2) vorgesehen ist, welcher die in Reihe fluidisch verbundenen Ventil-Zylinder-Einheiten (2) zumindest teilweise umfasst. Ventil-Zylinder-Einheiten-Anordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinheit (3) und/oder mindestens eine Ventil-Zylinder-Einheit (2) Befestigungsvorrichtungen (8, 8a) aufweisen, um die aneinandergereihten Ventil-Zylinder-Einheiten (2) mit der Trägereinheit (3) zu befestigen und so eine sichere Verbindung zu realisieren. Ventil-Zylinder-Einheiten-Anordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsvorrichtungen (8) als nutenförmige Aussparungen in der Trägereinheit (3) und/oder dem Druckmittelverteiler (5) der entsprechenden Ventil-Zylinder-Einheit (2) ausgebildet sind, in welche dann mindesten ein Formschlusselement wie ein Nutenstein, Runddraht und dergleichen angeordnet ist. Ventil-Zylinder-Einheiten-Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinheit (3) als U-förmiges Profil ausgebildet ist, um die Ventil-Zylinder-Einheiten (2) so aufzunehmen, dass diese samt daran angeordneten Kolbenstangen in Reihe in die Trägereinheit (3) seitlich nacheinander bewegt werden können. Ventil-Zylinder-Einheiten-Anordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmevorrichtungen (9) als Anformung und/oder Ausnehmung ausgebildet sind, wobei jeweils die Anformung zur abgedichteten Aufnahme in einer korrespondierenden Ausnehmung eines weiteren Druckmittelverteilers (5) ausgebildet ist. Ventil-Zylinder-Einheiten-Anordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckmittelverteiler (5) mehrere Druckmittelkanäle (7) aufweist, welche in Längsrichtung zwischen den Stirnseiten und/oder abgehend davon in Richtung des Ventils (4) und/oder des Zylinders (6) verlaufen. Ventil-Zylinder-Einheiten-Anordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens einer der in Längsrichtung verlaufenden Druckmittelkanäle (7) einen von einem Kreisquerschnitt abweichenden, bevorzugt ovalen oder langlochförmigen Querschnitt aufweist. Ventil-Zylinder-Einheiten-Anordnung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der von einem Kreisquerschnitt abweichende Querschnitt so ausgebildet ist, dass eine Achse in Richtung der größeren Abmessung des Querschnitts in Richtung der Zylinderachse verläuft. Ventil-Zylinder-Einheiten-Anordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (6) eine Kolbenbohrung (7b) zur bewegbaren Aufnahme einer druckmittelsteuerbaren Kolbenstange aufweist, wobei die Kolbenbohrung (7b) in deren Längsrichtung einen von einem Kreisquerschnitt abweichenden, bevorzugt ovalen oder langlochförmigen Querschnitt aufweist.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com