DE10327980A1

DE10327980A1 - Verteilerventil mit Sensoren

Info

Publication number: DE10327980A1
Application number: DE2003127980
Authority: DE
Inventors: Makoto Ishikawa; Shinji Miyazoe
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2002-07-05
Filing date: 2003-06-21
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2023-06-22
Also published as: US6913037B2; TW591183B; KR100497633B1; CN1467399A; JP2004036841A; TW200401089A; DE10327980B4; JP4072756B2; CN100343563C; KR20040004045A; US20040003850A1

Abstract

In dem Verteilerventil gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Sensorkammer in einer Oberseite des Gehäuses des Magnetventils ausgebildet, Drucksensoren sind in die Sensorkammer aufgenommen, ein Verkabelungsblock mit einem darin ausgebildeten Verkabelungsblock ist mit einem Abschnitt des Gehäuses verbunden und sich von den Drucksensoren erstreckende Signalleiter sind in einen Verkabelungspfad in dem Verkabelungsblock eingeführt und mit dem Hauptkabelsubstrat durch einen Zwischenblock verbunden (Fig. 1).

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Verteilerventil mit Sensoren, wobei das Ventil mit den Sensoren einen Betriebszustand eines Magnetventils detektiert, das auf eine Verteilerbasis montiert ist, und im Besonderen ein Verteilerventil zum Detektieren des Betriebszustands des Magnetventils durch Detektieren von Fluiddruck mit Drucksensoren.

STAND DER TECHNIK

Bei einem Verteilerventil dieser Art, das durch Anbringen eines Magnetventils auf einer Verteilerbasis gebildet wird, wird normalerweise ein Betriebszustand des Ventilelements, bspw. einer Spule, mit Sensoren detektiert, um ein Monitoring einer Arbeitsbedingung des Magnetventils, verschiedener Steuerungen oder Anzeigen durchzuführen. Als Detektionsverfahren dienen in diesem Fall Verfahren, bei denen ein auf dem Ventilelement angebrachter Magnet mit magnetometrischen Sensoren detektiert wird, bei denen der Ausgangsfluiddruck mit Drucksensoren detektiert wird oder dgl.. Bei dem Verfahren, bei dem Drucksensoren verwendet werden, ist der Aufbau einfach, weil kein Magnet an das Ventilelement angebracht werden muss. Da die Drucksensoren jedoch an Positionen des Magnetventils nahe zu den Ausgangsströmungspfaden montiert werden müssen, um die Ausgangsströmungspfade zu erfassen, sind die Montagepositionen begrenzt, wodurch eine Verkabelungsform der Signalleiter zum Erhalten der Detektionssignale von den Sensoren im Hinblick auf die Auswahl von Verkabelungsrouten und das Anschließen schwierig werden.

Daher ist es gewünscht, das Anbringen der Drucksensoren und die Verkabelungsform der sich von den Drucksensoren erstreckenden Signalleiter so ein fach wie möglich zu gestalten. Es ist ebenso wünschenswert, die Verteilerbasis derart auszubilden, dass Arbeiten wie das Loslösen der Drucksensoren von dem Magnetventil oder das Loslösen der Signalleiter von Anschlusssteckern womöglich nicht ausgeführt werden müssen, um das Magnetventil von der Verteilerbasis bei der Wartung oder dgl. zu trennen.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Montage von Drucksensoren an ein Magnetventil und die Verkabelungsform von Signalleitern zwischen den Drucksensoren und einer Verteilerbasis in einem Verteilerventil zu vereinfachen, um einen Betriebszustand des Magnetventils durch Detektion von Fluiddruck mit den Drucksensoren zu detektieren.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Verteilerventil mit Sensoren vorzuschlagen, das bei der Wartung einfach zu handhaben ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Verteilerventil mit einem Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst, welches durch Anbringen eines Magnetventils direkt oder über ein Zwischenblock auf einer Verteilerbasis gebildet wird. Das Magnetventil weist ein Gehäuse mit einer Vielzahl von Ventilanschlüssen und eine Ventilöffnung, mit der die Ventilanschlüsse in Verbindung stehen, eine zum Gleiten in der Ventilöffnung aufgenommene Spule zur Auswahl eines Strömungspfades, ein oder zwei magnetbetriebene(s) Steuerventil(e) zum Antreiben der Spule, eine in einer Oberseite des Gehäuses ausgebildete Sensorkammer, die nach außen offen und mit einer lösbaren Abdeckung abgedeckt ist, einen oder mehrere Drucksensoren, die in der Sensorkammer angeordnet sind, um den Fluiddruck in der Ventilöffnung zu detektieren, und einen Verkabelungsblock auf, der an das Gehäuse angeschlossen ist, um einen Abschnitt des Gehäuses zu bilden, und in dem ein Verkabelungspfad ausgebildet ist, der die Sensorkammer und die Verteilerbasis oder den Zwischenblock verbindet, wobei ein Signalleiter von dem(den) Drucksensor(en) in den Verkabelungspfad in dem Verkabelungsblock aufgenommen ist.

In dem Verteilerventil der vorliegenden Erfindung mit dem vorbeschriebenen Aufbau ist die Sensorkammer nach außen offen auf der Oberseite des Gehäuses des Magnetventils vorgesehen und der Drucksensor/die Drucksensoren ist/sind in der Sensorkammer angeordnet. Daher ist das Anbringen des Drucksensors/der Drucksensoren und ihr Austausch im Fall eines Fehlers einfach. Der Verkabelungsblock ist mit dem Gehäuse des Magnetventils verbunden und der Signalleiter von dem Drucksensor/den Drucksensoren ist durch einen Verkabelungspfad innerhalb des Verkabelungsblocks zu dem Zwischenblock oder der Verteilerbasis geführt. Im Ergebnis wird dadurch eine Verkabelungsform des Signalleiters von dem Drucksensor/den Drucksensoren vereinfacht, um untaugliche Verkabelung zu vermeiden und die Wartungsmöglichkeiten zu verbessern.

Gemäß einer konkreten Ausführungsform der Erfindung ist ein Sensorsubstrat in der Sensorkammer angeordnet. Der(die) Drucksensor(en), ein A/D-Wandler zum Konvertieren eines analogen Detektionssignals von dem(den) Drucksensor(en) in ein digitales Signal und eine Anzeigenleuchte zum Leuchten in Antwort auf ein konvertiertes Signal sind auf dem Sensorsubstrat angebracht, und der Signalleiter ist durch einen Stecker lösbar mit dem Sensorsubstrat verbunden ist.

Erfindungsgemäß können eine Druckdetektionskammer, die über einen Stichströmungspfad mit der Ventilöffnung in Verbindung steht, an einer Position des Gehäuses entfernt von der Ventilöffnung und nahe an der Sensorkammer ausgebildet und ein Detektionsabschnitt des/der Drucksensors/Drucksensoren in der Druckdetektionskammer angeordnet sein.

Gemäß einer konkreten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Magnetventil direkt auf der Verteilerbasis angebracht. Ein erster Signalrelaisstecker, an den der Signalleiter von dem(den) Drucksensor(en) angeschlossen ist, und ein erster Zufuhrstecker, der in Verbindung mit dem(den) Steuerventil(en) gebracht wird, sind separat an verschiedenen Positionen des Magnetventils vorgesehen. Ein Hauptkabelsubstrat, auf dem eine elektronische Komponente zur Signalverarbeitung und ein Hauptstecker für die Zufuhr und Signalübertragung angebracht sind, ist in der Verteilerbasis vorgesehen und ein zweiter Signalrelaisstecker, der an den ersten Signalrelaisstecker angeschlossen werden kann, und ein zweiter Zufuhrstecker, der an den ersten Zufuhrstecker angeschlossen werden kann, sind jeweils elektrisch leitend an das Hauptkabelsubstrat angeschlossen und separat an verschiedenen Positionen vorgesehen.

Gemäß einer anderen konkreten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Magnetventil über einen Zwischenblock auf die Verteilerbasis angebracht ist und das Magnetventil einen ersten Zufuhrstecker aufweist, der in Verbindung mit dem(den) Steuerventil(en) gebracht wird. Der Zwischenblock weist eine Vielzahl von Anschlussöffnungen zum entsprechenden Anschließen der Ventilanschlüsse in dem Magnetventil an die Basisanschlüsse in der Verteilerbasis, eine Verkabelungsöffnung, die die Anschlussöffnungen durchquert, ohne mit den Anschlussöffnungen in Verbindung zu kommen, um mit einem Verkabelungspfad in dem Verkabelungsblock in Verbindung zu kommen, durch den der Signalleiter von dem(den) Drucksensor(en) geführt ist, ein Hauptkabelsubstrat, auf dem eine elektronische Komponente zur Signalverarbeitung angebracht ist, einen zweiten Zufuhrstecker, der an den ersten Zufuhrstecker angeschlossen werden kann, und einen ersten Relaisstecker auf, um den Zwischenblock elektrisch an die Verteilerbasis anzuschließen, wobei der Signalleiter, der zweite Zufuhrstecker und der erste Relaisstecker jeweils elektrisch mit dem Hauptkabelsubstrat verbunden sind. Ferner weist die Verteilerbasis einen zweiten Relaisstecker, der mit dem ersten Relaisstecker verbunden werden kann, und einen Hauptstecker zum elektrischen Verbinden der benachbarten Verteilerbasen auf, wobei der Hauptstecker und der zweite Relaisstecker elektrisch miteinander verbunden sind.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Es zeigen

1 einen Querschnitt einer ersten Ausführungsform eines Verteilerventils gemäß der vorliegenden Erfindung;

2 einen vergrößerten Ausschnitt eines wichtigen Abschnitts von 1 und

3 einen Querschnitt einer zweiten Ausführungsform des Verteilerventils gemäß der Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
1 zeigt eine erste Ausführungsform eines Verteilerventils gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Verteilerventil 1A wird durch Anbringen eines Magnetventils 2 auf eine Verteilerbasis 3 über einen Zwischenblock 4 gebildet.
Das Magnetventil 2 ist ein gesteuertes Magnetventil und weist einen Hauptventilabschnitt 6 mit einer fünfanschlüssigen Ventilstruktur und magnetbetriebenen Steuerventilen 7a und 7b auf, die an den Hauptventilabschnitt 6 angeschlossen sind, um eine in dem Hauptventilabschnitt 6 angebrachte Spule 8 mit den Steuerventilen 7a und 7b zu schalten. Daher bilden die Steuerventile 7a, 7b einen Antriebsmechanismus zum Antreiben der Spule 8.
Wie aus 2 ersichtlich, weist der Hauptventilabschnitt 6 ein aus nichtmagnetischem Material gebildetes Gehäuse 10 auf. Das Gehäuse 10 ist aus einem Hauptblock 10a mit einem rechteckigen Abschnitt, einem an ein Ende des Hauptblocks 10a angeschlossenen Verkabelungsblock 10b sowie einem ersten Endblock 10c und einem zweiten Endblock 10d gebildet, die jeweils an Endflächen des Verkabelungsblocks 10b und des Hauptblocks 10a angeschlossen sind. Eine Unterseite des Magnetventils 2, insbesondere eine Unterseite des Gehäuses 10, ist als Montagefläche 2a ausgebildet, um über eine Dichtung an eine Oberseite des Zwischenblocks 4 angeschlossen zu werden.
Ein Abschnitt der Montagefläche 2a, die einer Bodenfläche des Hauptblocks 10a entspricht, ist mit einem Versorgungsventilanschluss P₁, zwei Ausgangsventilanschlüssen A₁ und B₁, die auf gegenüberliegenden Seiten des Versorgungsventilanschlusses P₁ angeordnet sind, und zwei Entlastungsventilanschlüssen EA₁ und EB₁ versehen, die auf gegenüberliegenden Seiten der Ausgangsventilanschlüsse A₁ und B₁ angeordnet sind. Im Inneren des Hauptblocks 10a und des Verkabelungsblocks 10b ist eine Ventilöffnung 11 ausgebildet, mit der die jeweiligen obigen Ventilanschlüsse in der zuvor beschriebenen Anordnung in Verbindung stehen. In der Ventilöffnung 11 ist eine Spule 8 zur Auswahl des Strömungspfades gleitbar aufgenommen. An dem äußeren Umfang der Spule 8 sind eine Vielzahl von Dichtelementen 8a zur Auswahl des Strömungspfades zwischen den jeweiligen Anschlüssen vorgesehen.
In dem ersten Endblock 10c und dem zweiten Endblock 10d sind jeweils an gegenüberliegenden Endflächen der Spule 8 Kolbenkammern ausgebildet. Kolben 13a und 13b sind jeweils zum Gleiten in den gegenüberliegenden Kolbenkammern aufgenommen. Die in dem ersten Endblock 10c ausgebildete Kolbenkammer hat einen großen Durchmesser und nimmt in sich den ersten Kolben 13a mit großem Durchmesser, der mit einem Ende der Spule 8 in Verbindung steht, auf. Die Kolbenkammer in dem zweiten Endblock 10d hat einen kleinen Durchmesser und nimmt in sich einen zweiten Kolben 13b mit kleinem Durchmesser auf, der direkt mit dem anderen Ende der Spule 8 in Verbindung steht.
Erste und zweite Druckkammern 15a und 15b sind jeweils auf Rückseiten der entsprechenden Kolben 13a und 13b ausgebildet. Die erste Druckkammer 15a, die auf der Rückseite des ersten Kolbens 13a mit großem Durchmesser angeordnet ist, steht mit dem Versorgungsventilanschluss P₁ über einen gesteuerten Versorgungsströmungspfad 17, einen an einen Steuerblock 16 vorgesehenen manuellen Betätigungsmechanismus 18a, das Steuerventil 7a und einen Steuerausgangsströmungspfad 19a in Verbindung. Die zweite Druckkammer 15b, die auf der Rückseite des zweiten Kolbens 13b mit kleinem Durchmesser angeordnet ist, steht mit dem Versorgungsventilanschluss P₁ über den Versorgungsströmungspfad 17, das andere Steuerventil 7b, einen manuellen Betätigungsmechanismus 18b und einen Steuerausgangsströmungspfad 19b in Verbindung.
Wenn das eine Steuerventil 7a ausgeschaltet ist, öffnet sich die erste Druckkammer 15a zur Atmosphäre, das andere Steuerventil 7b wird angeschaltet und Steuerfluid wird von dem Versorgungsströmungspfad 17 über den Steuerausgangsströmungspfad 19b der zweiten Druckkammer 15b zugeführt, die Spule 8 wird durch den zweiten Kolben 13b gestoßen, um eine erste Auswahlposition einzunehmen, in der die Spule 8, wie in 1 gezeigt, nach links bewegt ist. Wenn ein Umschalten zwischen den Steuerventilen 7a und 7b aus diesen Zustand derart durchgeführt wird, dass das Steuerventil 7a angeschaltet und das Steuerventil 7b ausgeschaltet wird, öffnet sich die zweite Druckkammer 15b zur Atmosphäre und Druckfluid wird der ersten Druckkammer 15a zugeführt. Daher wird die Spule 8 durch den Kolben 13a angestoßen, bewegt sich nach rechts und schaltet in eine zweite Auswahlposition.
Die manuellen Betätigungsmechanismen 18a und 18b dienen jeweils dazu, manuell die ausgewählten Zustände zu erhalten, die ähnlich zu den Fällen sind, in denen die Steuerventile 7a und 7b angeschaltet sind. Sie werden während eines Energieversorgungsfehlers oder bei einem Versagen der Steuerventile 7a und 7b verwendet. Mit anderen Worten entspricht der manuelle Betätigungsmechanismus 18a dem Steuerventil 7a. Durch Herunterdrücken eines Betätigungselements 18c werden der Versorgungsströmungspfad 17 und der Steuerausgangsströmungspfad 19a direkt miteinander verbunden und Steuerfluid wird der ersten Druckkammer 15a von dem Versorgungsventilanschluss P₁ zugeführt. Der andere manuelle Betätigungsmechanismus 18b gehört zu dem Steuerventil 7b. Durch Herunterdrücken eines Betätigungselements 18c werden der Versorgungsströmungspfad 17 und der Steuerausgangsströmungspfad 19b direkt miteinander verbunden und Steuerfluid wird der zweiten Druckkammer 15b von dem Versorgungsventilanschluss P₁ zugeführt.
Die Steuerventile 7a und 7b dienen dem Öffnen und Schließen der Steuerströmungspfade durch Erregung eines Magneten. Weil der Aufbau und die Funktionsweise der Steuerventile 7a und 7b denen bekannter Steuerventile ähnlich sind, werden diese nicht genau beschrieben.
Auf der Oberseite des Gehäuses 10 in dem Magnetventil 2 ist an einer Position entlang dem Hauptblock 10a, dem Verkabelungsblock 10b und dem zweiten Endblock 10d eine Sensorkammer 22 ausgebildet, die mit einer lösbaren Abdeckung 23 abgedeckt ist. Die Sensorkammer 22 ist aus einem relativ flach ausgenommenen Stufenabschnitt gebildet, der in der Oberseite des Gehäuses 10 ausgebildet ist. In der Sensorkammer 22 ist ein mit einer gedruckten Verkabelung versehenes Sensorsubstrat angeordnet. An dem Sensorsubstrat 24 sind zwei Drucksensoren 25a und 25b, A/D-Konverter 26a und 26b zum Konvertieren eines von den Drucksensoren 25a und 25b erhaltenen analogen Detektionsignals in ein digitales Signal, und Anzeigenleuchten 27a und 27b zum Auf leuchten in Antwort auf die konvertierten Signale angebracht. Die A/D-Konverter 26a und 26b und die Anzeigenleuchten 27a und 27b sind jeweils korrespondierend zu den jeweiligen Drucksensoren 25a und 25b angeordnet. An den den Anzeigenleuchten 27a und 27b entsprechenden Positionen der Abdeckung 23 sind jeweils transparente Abschnitte zur Beobachtung ausgebildet.
Die Drucksensoren 25a und 25b detektieren jeweils den Ausgangsfluiddruck in den Ausgangsventilanschlüssen A₁ und B₁. Detektionsabschnitte 25c der Drucksensoren 25a und 25b sind jeweils in Druckdetektionskammern 28 aufgenommen, die mit den Ausgangsventilanschlüssen A₁ und B₁ in Verbindung stehen. Die Druckdetektionskammern 28 sind an von der Ventilöffnung 11 entfernten Positionen, jedoch nah bei der Sensorkammer 22 ausgebildet und durch Stichströmungspfade 28a mit den Positionen der Ventilöffnung 11 verbunden, in denen sich die Ausgangsventilanschlüsse A₁ und B₁ öffnen. Durch das Vorsehen der Druckdetektionskammern 28 an Abschnitten, an denen die Detektionsabschnitte 25c der Drucksensoren 25a und 25b den Druckdetektionskammern 28 gegenüber liegen, besteht keine Veranlassung, die gesamte Sensorkammer 22 nahe an die Ventilöffnung 11 abzusenken, verglichen mit einem Fall, in dem die Detektionsabschnitte 25c direkt der Ventilöffnung 11 gegenüberliegen. Daher besteht der Vorteil, dass die Sensorkammer 22 nicht mit dem Versorgungsströmungspfad 17 und dem Steuerausgangsströmungspfad 19b von der Lage her in Konflikt gerät, so dass die Sensorkammer 22 einfacher ausgebildet und die Drucksensoren 25a und 25b einfacher angeordnet werden können.
Wenn sich die Spule 8, wie in 1 gezeigt, in einer ersten Auswahlposition befindet, steht der zweite Ausgangsventilanschluss B₁ mit dem Versorgungsventilanschluss P₁ in Verbindung und der Fluiddruck steigt. Daher arbeitet der zweite Drucksensor 25b, um ein Detektionssignal auszugeben. Wenn die Spule 8 in eine zweite Auswahlposition auf der rechten Seite bewegt wurde, steht der erste Ausgangsventilanschluss A₁ mit dem Versorgungsventilanschluss P₁ in Verbindung und der Fluiddruck steigt. Daher arbeitet der erste Drucksensor 25a, um ein Detektionssignal auszugeben.
Auf dem Sensorsubstrat 24 ist ein Leitungsstecker 30 lösbar an einem Verbindungsabschnitt 30a angebracht, der in Verbindung mit den Drucksensoren 25a und 25b steht. An den Leitungsstecker 30 angeschlossene Signalleiter 31a sind in den Zwischenblock 4 durch einen Verkabelungspfad 32 in dem Verkabelungsblock 10b eingeführt. Im Inneren des Verkabelungsblocks 10b ist der Verkabelungspfad 32 so ausgebildet, dass er die Ventilöffnung 10 und den Steuerausgangsströmungspfad 19b nicht kreuzt.
Der Zwischenblock 4 hat im Wesentlichen dieselbe Länge und seitliche Ausdehnung wie die Verteilerbasis 3 und das Magnetventil 2. Er wird aus einem ersten Blockkörper 4a auf einer Halbseite in der longitudinalen Richtung und einem zweiten Bockkörper 4b auf der anderen Halbseite ausgebildet und hat eine an das Magnetventil 2 angeschlossene Oberseite und eine an die Verteilerbasis 3 angeschlossene Unterseite.
In dem zu dem Hauptventilabschnitt 6 des Magnetventils 2 korrespondierenden ersten Blockkörper 4a sind eine Vielzahl von Anschlussöffnungen 35 zum Verbinden der jeweiligen Ventilanschlüsse P₁, A₁, B₁, EA₁ und EB₁ in dem Magnetventil 2 mit den jeweiligen Basisanschlüssen P, A, B, EA und EB in der Verteilerbasis und eine Verkabelungsöffnung 36 vorgesehen, die durch einen zentralen Abschnitt des ersten Blockkörpers 4a in axialer Richtung verläuft, ohne mit den Anschlussöffnungen 35 in Verbindung zu stehen, um einen Anschluss mit dem Verkabelungspfad 32 des Verkabelungsblocks 10b vorzusehen. In die Verkabelungsöffnung 36 sind Signalleiter 31b eingeführt, die sich von den Signalleitern 31a erstrecken. Obwohl die Abschnitte der Signalleiter 31b, die sich in dem ersten Blockkörper 4a erstrecken, und die Abschnitte der Signalleiter 31a, die sich in den Verkabelungsblock 10b erstrecken, in dem in den Zeichnungen dargestellten Beispielen nahtlose Leiter bilden, können diese auch voneinander getrennt sein, um durch Stecker lösbar miteinander verbunden zu werden.
In dem zweiten, den Steuerventilen 7a und 7b entsprechenden Blockkörper 4b sind eine Teile-aufnehmende Kammer 38, die zu einer Unterseite des zweiten Blockkörpers 4b offen und mit einer Abdeckung 39 geschlossen ist, und eine Stecker-aufnehmende Kammer 40 ausgebildet, die zu einer oberen Seite hin offen ist. In der Stecker-aufnehmenden Kammer 40 ist ein zweiter Zufuhrstecker 42 angeordnet. Wenn das Magnetventil 2 auf dem Zwischenblock 4 angeordnet wird, wird der zweite Zufuhrstecker 42 elektrisch mit einem ersten Zufuhrstecker 41 auf einer Unterseite des Magnetventils 2 verbunden. In der Teileaufnehmenden Kammer 38 ist ein mit einer gedruckten Verkabelung versehenes Hauptkabelsubstrat 43 aufgenommen. Auf dem Hauptkabelsubstrat 43 sind eine elektronische Komponente 44, wie bspw. eine Halbleitereinrichtung zum Durchführen einer Signalverarbeitung wie der Konversion eines von einer Steuerung gesendeten Steuerungssignals für ein Magnetventil 2 von einem parallelen Signal zu einem seriellen Signal, ein Verbindungsabschnitt 45a, mit dem ein an den Kopfenden des Signalleiters 31b angebrachter Leitungsstecker 45 verbunden wird, einem ersten Relaisstecker 46 mit einem von der Abdeckung 39 vorstehenden Anschluss, und eine Anzeiugeleuchte 47 angebracht, die aus einer Leuchtdiode 47 gebildet wird. Ferner ist der zweite Zufuhrstecker 42 über einen Anschlussdraht elektrisch mit dem Hauptkabelsubstrat verbunden.
Die Anzeigenleuchte 47 leuchtet, wenn das Magnetventil 2 abnormal arbeitet. Die Detektionssignale von den Drucksensoren 25a und 25b und Kontrollsignale von den Steuerungsventilen 7a und 7b werden in der elektronischen Komponente 44 verarbeitet, um einen Betriebszustand des Magnetventils 2 zu untersuchen und eine Anzeigenleuchte 47 auf Grundlage dieser Untersuchung anzuschalten. Die Anzeigenleuchte 47 kann durch einen transparenten Abschnitt 48 beobachtet werden, der an dem Zwischenblock 4 vorgesehen ist.
Die Verteilerbasis 3 ist von einer stapelbaren Art, die durch Verbinden einer Vielzahl von Verteilerbasen in Dickenrichtung aneinander derart gebildet wird, dass ein Wahlventil 2 über den Zwischenblock 4 auf der Verteilerbasis 3 angeschlossen werden kann. Eine Hälfte der Verteilerbasis in longitudinaler Richtung ist als Strömungspfad bildender Abschnitt 3A und die andere Hälfte als elektrischer Verbindungsabschnitt 3B ausgebildet. Auf einer Oberseite der Verteilerbasis 3 ist eine Anbringfläche 3a entlang dem den Strömungspfad bildenden Abschnitt 3A und dem elektrischen Verbindungsabschnitt 3B ausgebildet. Der den Strömungspfad bildende Abschnitt 3A und der elektrische Verbindungsabschnitt 3B können einteilig oder separat und miteinander verbunden ausgebildet sein.
In dem den Strömungspfad bildenden Abschnitt 3A sind der Versorgungsbasisanschluss P und die Entlastungsbasisanschlüsse EA und EB, die in der Dickenrichtung durch die Verteilerbasis 3 verlaufen, und zwei Ausgangsbasisanschlüsse A und B ausgebildet, die offen in einer Endfläche der Verteilerbasis 3 ausgebildet sind. Die Basisanschlüsse P, EA, EB, A und B öffnen sich jeweils auf der Anbringfläche 3a und stehen jeweils mit den entsprechenden Ventilanschlüssen P₁, BA₁, EB₁, A₁ und B₁ in dem Magnetventil 2 über die entsprechenden Anschlussöffnungen 35 in dem Zwischenblock 4 in Verbindung, wenn das Magnetventil 2 über den Zwischenblock 4 auf der Anbringoberfläche 3a angebracht ist.
In dem elektrischen Verbindungsabschnitt 3B sind ein zweiter Relaisstecker 50 und ein Hauptstecker 51 vorgesehen und elektrisch miteinander über einen Hilfsstecker 52 verbunden. Der zweite Relaisstecker 50 ist elektrisch an den ersten Relaisstecker 46 angeschlossen, um die Versorgung mit Antriebsenergie an das Magnetventil 2 weiterzuleiten, wenn der Zwischenblock 4 auf die Verteilerbasis 3 aufgebracht ist. Der Hauptstecker 51 dient zum Übertragen eines Steuerungssignals für das Magnetventil 2, der Zufuhr von Antriebsenergie oder der Übertragung eines Detektionssignals von den Drucksensoren 25a und 25b zwischen benachbarten Verteilerbasen 3, 3. Wenn die Verteilerbasen 3, 3 miteinander verbunden sind, sind weibliche und männliche Anschlusspins, der Hauptstecker 51, 51 miteinander verbunden.
In dem Verteilerventil 1A der ersten Ausführungsform mit dem obigen Aufbau sind die nach außen offene Sensorkammern 22 in einer Oberseite des Gehäuses 10 des Magnetventils 2 und die Drucksensoren 25a und 25b in der Sensorkammer 22 angeordnet. Daher ist das Anbringen der Drucksensoren 25a und 25b und ein Austauschen derselben im Fall eines Fehlers einfach. Der Verkabelungsblock 10b ist an das Gehäuse 10 des Magnetventils angeschlossen und die Signalleiter 31a werden von den Drucksensoren 25a und 25b durch den Verkabelungspfad 32 im Inneren des Verkabelungsblocks 10b zu dem Zwischenblock 4 geführt. Daher wird eine Verkabelungsform der Signalleiter 31a von den Drucksensoren 25a und 25b vereinfacht, um eine untaugliche Verkabelung zu vermeiden und die Wartungsmöglichkeiten zu verbessern. Darüber hinaus werden elektrische Verbindungen zwischen dem Magnetventil 2 und dem Zwischenblock 4 und zwischen dem Zwischenblock 4 und der Verteilerbasis 3 jeweils durch die Stecker 41, 42 und 46, 50 gebildet. Im Ergebnis ist der Zusammenbau und das Auseinandernehmen bei der Wartung des Verteilerventils 1A erleichtert.
3 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Das Verteilerventil 1B der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Verteilerventil 1A der ersten Ausführungsform darin, dass das Magnetventil 2 nicht durch den Zwischenblock 4 sondern direkt auf die Verteilerbasis 3 aufmontiert ist und in dem folgenden damit verbundenen Aufbau.
In dem Magnetventil 2 der zweiten Ausführungsform ist der Verkabelungsblock 10b des Gehäuses 10 zwischen dem Hauptblock 10a und dem ersten Endblock 10c angeordnet. Ein erster ausgenommener Abschnitt 54 ist an einer Position der Unterseite des Verkabelungsblocks 10b ausgebildet. In dem ausgenommenen Abschnitt 54 ist ein erster Signalrelaisstecker 55 angeordnet. Signalleiter 56 von den Drucksensoren 25a und 25b sind an den ersten Relaisstecker 55 angeschlossen. An einer den Steuerventilen 7a und 7b entsprechenden Positionen ist ein erster, von dem ersten Signalrelaisstecker 55 verschiedener Zufuhrstecker 57 vorgesehen.
Auf der anderen Seite ist in der Verteilerbasis 3 auf der Anbringoberfläche 3a an einer Position, die dem ersten ausgenommenen Abschnitt 54 in dem Magnetventil 2 entspricht, ein zweiter ausgenommener Abschnitt 59 ausgebildet. In dem zweiten ausgenommenen Abschnitt 59 ist ein zweiter Signalrelaisstecker 60 angeordnet. In einer in der Basis ausgebildeten Substrat-aufnehmenden Kammer 61 ist ein Hauptkabelsubstrat 62 angeordnet. An einer dem ersten Zufuhrstecker 57 entsprechenden Stelle in der Substrat-aufnehmenden Kammer 61 ist ein zweiter Zufuhrstecker 63 angeordnet. Der zweite Signalrelaisstecker 60 und der zweite Zufuhrstecker 63 sind jeweils elektrisch mit dem Hauptkabelsubrat 62 verbunden und werden jeweils an den ersten Signalrelaisstecker 55 und den ersten Zufuhrstecker 57 angeschlossen, wenn das Magnetventil 2 auf die Verteilerbasis 3 aufgebracht wird. Auf dem Hauptkabelsubstrat 62, sind eine elektronische Komponente 65 zur Signalverarbeitung und ein Hauptstecker 66 zur Zufuhr und Übertragung elektrischer Signale angebracht.
Weil der andere als der zuvor beschriebene Aufbau des Verteilerventils 1B der zweiten Ausführungsform mit dem des Verteilerventils 1A der ersten Ausführungsform im Wesentlichen ähnlich ist, sind ähnliche Hauptkomponenten mit ähnlichen Bezugszeichen zu denen der ersten Ausführungsform versehen, um Beschreibungen dieser Komponenten zu vermeiden.
Obwohl die beiden Steuerventile 7a und 7b auf einer Seite des Hauptventilabschnitts 6, d.h. auf einer Seite des ersten Endblocks 10c in der obigen Ausführungsform in konzentrierter Weise vorgesehen sind, können die Steuerventile 7a und 7b jeweils auf der Seite des ersten Endblocks 10c und des zweiten Endblocks 10d vorgesehen werden. In dem Fall des zweifach gesteuerten Magnetventils mit zwei Steuerventilen 7a und 7b, wie zuvor beschrieben, sind die Durchmesser der zwei Kolben 10a und 10b nicht notwendigerweise voneinander verschieden, d.h. groß und klein, sondern Kolben mit gleichen Durchmessern können verwendet werden.
Es ist ebenso möglich, dass das Magnetventil 2 ein einfach gesteuertes Magnetventil zum Schalten der Spule 8 mit einem Steuerventil 7a ist. In diesem Fall wird das dem zweiten Kolben 13b mit kleinem Durchmesser entsprechende Steuerventil 7b weggelassen, und die zweite Druckkammer 15b steht mit dem Versorgungsanschluss P₁ über den Steuerausgangsströmungspfad 19b, dem manuellen Betätigungsmechanismus 18b und dem Steuerversorgungsströmungspfad 17 derart in Verbindung, dass das Steuerfluid permanent zugeführt wird. Wenn das eine Steuerventil 7b in den 1 und 3 weggelassen ist, kann ein Dummy-Körper mit im Wesentlichen derselben Form und denselben Dimensionen wie das weggelassene Steuerventil 7b an dessen Position angebracht werden, damit das Magnetventil 2 in der selben äußeren Form erscheint wie das zweifach gesteuerte Magnetventil.
Obwohl die Fluiddrücke in den beiden Ausgangsventilanschlüssen A₁ und B₁ mit zwei Drucksensoren 25a und 25b selektiert werden, weil die obige Ausführungsform fünfanschlüssig ist, kann die Anzahl der Anschlüsse eine andere sein, bspw. drei. In diesem Fall, wird ein Drucksensor verwendet, wenn es einen Ausgangsventilanschluss gibt.
Darüber hinaus ist es an Stelle des Detektierens der Fluiddrücke in den Ausgangsventilanschlüssen oder zusätzlich zu dem Detektieren der Fluiddrücke in den Ausgangsventilanschlüssen wie zuvor beschrieben möglich, den Fluiddruck des Versorgungsventilanschlusses zu detektieren.
Gemäß der Erfindung ist eine nach außen geöffnete Sensorkammer an einer Oberseite des Gehäuses des Magnetventils vorgesehen und die Drucksensoren sind in der Sensorkammer angeordnet. Im Ergebnis wird das Anbringen der Drucksensoren und deren Austausch im Fall eines Fehlers einfach. Der Verkabelungblock ist mit dem Gehäuse des Magnetventils verbunden, und die Signalleiter von den Drucksensoren sind durch den Verkabelungspfad im Inneren des Verkabelungblocks zu dem Zwischenblock oder der Verteilerbasis geführt. Im Ergebnis wird die Verkabelungsform der Signalleiter von den Drucksensoren vereinfacht, um eine untaugliche Verkabelung zu vermeiden und die Wartungsmöglichkeiten zu verbessern.

Claims

Verteilerventil mit einem Sensor, welches durch Anbringen eines Magnetventils (2) direkt oder über einen Zwischenblock (4) auf einer Verteilerbasis (3) gebildet wird, wobei das Magnetventil (2) ein Gehäuse (10) mit einer Vielzahl von Ventilanschlüssen (P₁, A₁, B₁, EA₁ und EB₁) und eine Ventilöffnung (11), mit der die Ventilanschlüsse in Verbindung stehen, eine zum Gleiten in der Ventilöffnung (11) aufgenommene Spule (8) zur Auswahl eines Strömungspfades, ein oder zwei magnetbetriebenes) Steuerventile) (7a, 7b) zum Antreiben der Spule (8), eine in einer Oberseite des Gehäuses (10) ausgebildete Sensorkammer (22), die nach außen offen und mit einer lösbaren Abdeckung (23) abgedeckt ist, einen oder mehrere Drucksensoren (25a, 25b), die in der Sensorkammer (22) angeordnet sind, um den Fluiddruck in der Ventilöffnung (11) zu detektieren, und einen Verkabelungsblock (10b) aufweist, der an das Gehäuse (10) angeschlossen ist, um einen Abschnitt des Gehäuses (10) zu bilden und in dem ein Verkabelungspfad (32) ausgebildet ist, der die Sensorkammer (22) und die Verteilerbasis (3) oder den Zwischenblock (4) verbindet, wobei ein Signalleiter (31a) von dem(den) Drucksensoren) (25a, 25b) in den Verkabelungspfad (32) in dem Verkabelungsblock (10b) aufgenommen ist.
Verteilerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensorsubstrat (24) in der Sensorkammer (22) angeordnet ist, dass der(die) Drucksensoren) (25a, 25b), ein A/D-Wandler (26a, 26b) zum Konvertieren eines analogen Detektionssignals von dem/den Drucksensoren) in ein digitales Signal und eine Anzeigenleuchte (27a, 27b) zum Leuchten in Antwort auf ein konvertiertes Signal auf dem Sensorsubstrat (24) angebracht sind und dass der Signalleiter (31a) durch einen Stecker (30) lösbar mit dem Sensorsubstrat (24) verbunden ist.
Verteilerventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckdetektionskammer (28), die über einen Stichströmungspfad (28a) mit der Ventilöffnung (11) in Verbindung steht, an einer Position des Gehäuses (10) entfernt von der Ventilöffnung (11) und nahe an der Sensorkammer (22) ausgebildet ist, und dass ein Detektionsabschnitt (25c) des/der Drucksensors/Drucksensoren (25a, 25b) in der Druckdetektionskammer (28) angeordnet ist.
Verteilerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil (2) direkt auf der Verteilerbasis (3) angebracht ist, dass ein erster Signalrelaisstecker (55), an den der Signalleiter (31a, 31b) von dem(den) Drucksensoren) (25a, 25b) angeschlossen ist, und ein erster Zufuhrstecker (57), der in Verbindung mit dem(den) Steuerventilen) (7a, 7b) gebracht wird, separat an verschiedenen Positionen des Magnetventils (2) vorgesehen sind, dass ein Hauptkabelsubstrat (62), auf dem eine elektronische Komponente (65) zur Signalverarbeitung und ein Hauptstecker (66) für die Zufuhr und Signalübertragung angebracht sind, in der Verteilerbasis (3) vorgesehen ist, und dass ein zweiter Signalrelaisstecker (60), der an den ersten Signalrelaisstecker (55) angeschlossen werden kann, und ein zweiter Zufuhrstecker (63), der an den ersten Zufuhrstecker (57) angeschlossen werden kann, jeweils elektrisch leitend an das Hauptkabelsubstrat (62) angeschlossen und separat an verschiedenen Positionen vorgesehen sind.
Verteilerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil über einen Zwischenblock (4) auf die Verteilerbasis (3) angebracht ist, dass das Magnetventil (2) einen ersten Zufuhrstecker (41) aufweist, der in Verbindung mit dem(den) Steuerventilen) (7a, 7b) gebracht wird, dass der Zwischenblock (4) eine Vielzahl von Anschlussöffnungen (35) zum entsprechenden Anschließen der Ventilanschlüsse (P₁, A₁, B₁, EA₁, EB₁) in dem Magnetventil (2) an die Basisanschlüsse (P, A, B, EA, EB) in der Verteilerbasis (3), eine Verkabelungsöffnung (36), die die Anschlussöffnungen (35) durchquert, ohne mit den Anschlussöffnungen (35) in Verbindung zu kommen, um mit einem Verkabelungspfad (32) in dem Verkabelungsblock (10b) in Verbindung zu kommen, durch den der Signalleiter (31b) von dem(den) Drucksensoren) (25a, 25b) geführt ist, ein Hauptkabelsubstrat (43), auf dem eine elektronische Komponente (44) zur Signalverarbeitung angebracht ist, einen zweiten Zufuhrstecker (42), der an den ersten Zufuhrstecker (41) angeschlossen werden kann, und einen ersten Relaisstecker (46) aufweist, um den Zwischenblock (4) elektrisch an die Verteilerbasis (3) anzuschließen, wobei der Signalleiter (31b), der zweite Zufuhrstecker (42) und der erste Relaisstecker (46) jeweils elektrisch mit dem Hauptkabelsubstrat (43) verbunden sind, dass die Verteilerbasis (3) einen zweiten Relaisstecker (50), der mit dem ersten Relaisstecker (46) verbunden werden kann, und einen Hauptstecker (51) zum elektrischen Verbinden der benachbarten Verteilerbasen (3, 3) aufweist und dass der Hauptstecker (51) und der zweite Relaisstecker (50) elektrisch miteinander verbunden sind.