EP3633211A2 - Steuerblock mit schutzeinrichtung und verfahren zum betrieb desselben - Google Patents

Steuerblock mit schutzeinrichtung und verfahren zum betrieb desselben Download PDF

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EP3633211A2
EP3633211A2 EP19192205.3A EP19192205A EP3633211A2 EP 3633211 A2 EP3633211 A2 EP 3633211A2 EP 19192205 A EP19192205 A EP 19192205A EP 3633211 A2 EP3633211 A2 EP 3633211A2
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EP
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valve
control block
pressure
fluidly connected
pressure chamber
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Janik Dietz
David Jung
Thomas Kretzer
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Thomas Magnete GmbH
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Thomas Magnete GmbH
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    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/06—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with two or more servomotors
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    • F15B13/0803—Modular units
    • F15B13/0846—Electrical details
    • F15B13/086—Sensing means, e.g. pressure sensors

Definitions

  • the invention is based on a control block which has at least one receptacle for at least one valve, one inlet, and one outlet, the at least one valve having two connections which are fluidly connected to different pressure spaces and depending on the actuation of the at least one valve fluidly connects different pressure rooms.
  • At least one of the pressure spaces should be able to be monitored for its pressure and / or its tightness.
  • the object directed to the device is solved by the features of the first claim, and the procedural task of monitoring is achieved by the features of the tenth claim.
  • the invention includes the technical teaching that the at least two pressure chambers are each lined on the inside on one side with a membrane, each of which is at least partially supported by a support, the support being mounted in the control block, and the support using its shape and / or by means of their limited elasticity, the shape changes of the membrane are limited to elastic shape changes when pressures in the pressure chambers occur during operation.
  • the support advantageously has a foam body that contains a plurality of cavities that are elastically compressible.
  • the support has a body with at least one inner recess, which can be filled elastically by the membrane and / or the foam body depending on the pressure.
  • the at least one recess of the support is advantageously fluidly connected to the environment outside the control block, the membrane sealing the pressure chamber from the environment.
  • control block has only one valve, the first connection of the valve being fluidly connected to the inlet via the first pressure chamber, and the second connection of the valve being fluidly connected to the outlet via the second pressure chamber.
  • control block has two valves, the first connection of the first valve being fluidly connected to the inlet via the first pressure chamber, and the second connection of the first valve being fluidly connected to the first connection of the second valve via the second pressure chamber and the second connection of the second valve is fluidly connected to the outlet via the third pressure chamber.
  • the control block preferably has a cover which is flanged to a housing, the cover containing the support, and the membrane sealing the joining gap between the housing and the cover.
  • the housing and the cover are at least partially made of a plastic and are molded by injection molding.
  • the control block equipped with two valves advantageously has a pressure transducer which converts a pressure of the fluid in the second pressure chamber into an electrical signal.
  • an electronic control controls the valves and processes the electrical one Signal from the pressure sensor.
  • the electronic control monitors the function of the valves and the tightness of the second pressure chamber. For this purpose, for example, a slight excess pressure is maintained in the second pressure chamber, the course of time and its relation to the pressures at the inlet and at the outlet is monitored by the electronic control.
  • FIG 1 shows a control block (1) according to the invention, which has a receptacle for two valves (2), an inlet (3), and an outlet (4).
  • the valves (2, 2 ') each contain two connections (7, 7', 8, 8 ') which are fluidly connected to three pressure chambers (5, 5', 5 ") and which are dependent on the actuation of the valves ( 2, 2 ') fluidly connect the pressure chambers (5, 5', 5 ").
  • the three pressure chambers (5, 5 ', 5 ") are lined on the inside on one side with three membranes (9, 9', 9"), each of which is supported by a support (10, 10 ', 10 "), the supports ( 10, 10 ', 10 ") are stored in the control block (1).
  • the supports (10, 10 ', 10 ") each limit the shape changes of the membranes (9, 9', 9") by means of their shape and / or by means of their limited elasticity when pressures occur in the pressure chambers (5, 5 ', 5 ") to elastic changes in shape.
  • the respective support (10) has a body with a plurality of inner recesses (12) which can be filled elastically by the membrane (9) depending on the pressure.
  • the support (10) has a foam body (16) which contains a plurality of cavities (15) which are elastically compressible.
  • control block (1) has a valve (2), the first connection (7) of the valve (2) being fluidly connected to the inlet (3) via the first pressure chamber (5) and the second Connection (8) of the valve (2) is fluidly connected to the outlet (4) via the second pressure chamber (5 ').
  • the control block (1) has two valves (2, 2 '), the first connection (7) of the first valve (2) being fluidly connected to the inlet (3) via the first pressure chamber (5), and the second Connection (8) of the first valve (2) is fluidically connected to the first connection (7 ') of the second valve (2') via the second pressure chamber (5 '), and the second connection (8') of the second valve ( 2 ') is fluidly connected to the outlet (4) via the third pressure chamber (5 ").
  • the control block (1) preferably has a housing (11) and a cover (13) which is flanged to the housing (11), the cover (13) containing the support (10) and the membrane (9) Seals joint gap between the housing (11) and the cover (13).
  • the control block (1) advantageously has a pressure sensor (17) which converts a pressure of the fluid in the second pressure chamber (5 ') into an electrical signal. This electrical signal is passed to an electronic control (18) which processes the electrical signal from the pressure sensor (17).
  • the electronic control (18) is also directly or indirectly electrically connected to the valves (2, 2 ') and influences the valves (2, 2'). The function of the valves (2, 2 ') and the tightness of the second pressure chamber (5') are monitored.

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Abstract

Die Erfindung beruht auf einem Steuerblock, der mindestens eine Aufnahme für mindestens ein Ventil, einen Einlass, und einen Auslass aufweist, wobei das mindestens eine Ventil zwei Anschlüsse aufweist, die mit unterschiedlichen Druckräumen fluidisch verbundenen sind und in Abhängigkeit von der Betätigung des mindestens einen Ventils verschiedene Druckräume fluidisch verbindet.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die mindestens zwei Druckräume (5, 5') jeweils innen einseitig mit einer Membran (9) ausgekleidet sind, die jeweils von einer Abstützung (10) mindestens teilweise abgestützt ist, wobei die Abstützung (10) in dem Steuerblock (1) gelagert ist, und wobei die Abstützung (10) mittels ihrer Form und/oder mittels ihrer begrenzten Elastizität die Formänderungen der Membran (9) bei betrieblich auftretenden Drücken in den mindestens zwei Druckräumen (5, 5') auf elastische Formänderungen beschränkt.

Description

  • Die Erfindung beruht auf einem Steuerblock, der mindestens eine Aufnahme für mindestens ein Ventil, einen Einlass, und einen Auslass aufweist, wobei das mindestens eine Ventil zwei Anschlüsse aufweist, die mit unterschiedlichen Druckräumen fluidisch verbundenen sind und in Abhängigkeit von der Betätigung des mindestens einen Ventils verschiedene Druckräume fluidisch verbindet.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Steuerblock so auszuführen, dass bei einem mit einer Volumenvergrößerung verbundenen Einfrieren des Arbeitsfluids Beschädigungen des Steuerblocks vermieden werden, auch dann, wenn eine Mehrzahl von Einfrier- und Auftauzyklen durchlaufen werden.
  • Bei dem Betrieb der Vorrichtung soll mindestens einer der Drückräume auf seinen Druck und/oder seine Dichtigkeit überwachbar sein.
  • Die Lösung der auf die Vorrichtung gerichteten Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des ersten Anspruchs, die Lösung der verfahrensmäßigen Aufgabe der Überwachung erfolgt durch die Merkmale des zehnten Anspruchs.
  • Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die mindestens zwei Druckräume jeweils innen einseitig mit einer Membran ausgekleidet sind, die jeweils von einer Abstützung mindestens teilweise abgestützt ist, wobei die Abstützung in dem Steuerblock gelagert ist, und wobei die Abstützung mittels ihrer Form und/oder mittels ihrer begrenzten Elastizität die Formänderungen der Membran bei betrieblich auftretenden Drücken in den Druckräumen auf elastische Formänderungen beschränkt.
  • Die abhängigen Ansprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Vorteilhafterweise weist in einer ersten Ausführung die Abstützung einen Schaumkörper auf, der eine Mehrzahl von Hohlräumen enthält, die elastisch komprimierbar sind.
  • In einer zweiten vorteilhaften Ausführung weist die Abstützung einen Körper mit mindestens einer inneren Vertiefung auf, die von der Membran und/oder dem Schaumkörper druckabhängig elastisch ausfüllbar ist.
  • Dabei ist die mindesten eine Vertiefung der Abstützung vorteilhafterweise mit der Umgebung außerhalb des Steuerblocks fluidisch verbunden, wobei die Membran den Druckraum gegen die Umgebung abdichtet.
  • In einer ersten Variante weist der Steuerblock nur ein Ventil auf, wobei der erste Anschluss des Ventils über den ersten Druckraum mit dem Einlass fluidisch verbunden ist, und wobei der zweite Anschluss des Ventils über den zweiten Druckraum mit dem Auslass fluidisch verbunden ist.
  • In einer zweiten Variante weist der Steuerblock zwei Ventile auf, wobei der erste Anschluss des ersten Ventils über den ersten Druckraum mit dem Einlass fluidisch verbunden ist, und wobei der zweite Anschluss des ersten Ventils über den zweiten Druckraum mit dem ersten Anschluss des zweiten Ventils fluidisch verbunden ist, und wobei der zweite Anschluss des zweiten Ventils über den dritten Druckraum mit dem Auslass fluidisch verbunden ist.
  • Diese Reihenschaltung von zwei Ventilen ergibt eine höhere Sicherheit der Abdichtung des Auslasses gegen den Einlass und ermöglicht eine bessere Überwachung der Funktion des Steuerblocks.
  • Vorzugsweise weist der Steuerblock einen Deckel auf, der an einem Gehäuse angeflanscht ist, wobei der Deckel die Abstützung enthält, und wobei die Membran den Fügespalt zwischen dem Gehäuse und dem Deckel abdichtet.
  • Weiter vorzugsweise bestehen das Gehäuse und der Deckel mindestens teilweise aus einem Kunststoff und sind durch Spritzgießen geformt.
  • Vorteilhafterweise weist der mit zwei Ventilen ausgerüstete Steuerblock einen Druckaufnehmer auf, der einen Druck des Fluids in dem zweiten Druckraum in ein elektrisches Signal wandelt.
  • Zum Betrieb des Steuerblocks mit zwei elektromagnetisch betätigte Ventilen und einem Druckaufnehmer, der vorzugsweise mit dem zweiten Druckraum fluidisch verbunden ist, steuert eine elektronische Steuerung die Ventile an und verarbeitet das elektrische Signal aus dem Druckaufnehmer. Dabei überwacht die elektronische Steuerung die Funktion der Ventile und die Dichtheit des zweiten Druckraums, dazu wird beispielsweise in dem zweiten Druckraum ein geringer Überdruck bewahrt, dessen zeitlicher Verlauf und dessen Relation zu den Drücken am Einlass und am Auslass von der elektronischen Steuerung überwacht wird.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung anhand der Zeichnung.
  • Es zeigt:
    • Figur 1
    eine Längsschnittdarstellung des Steuerblocks,
    Figur 2
    eine Querschnittdarstellung der Membranabstützung mit Vertiefungen,
    Figur 3
    eine Querschnittdarstellung der Membranabstützung mit einem Schaumkörper.
  • Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Steuerblock (1), der eine Aufnahme für zwei Ventile (2), einen Einlass (3), und einen Auslass (4) aufweist. Dabei enthalten die Ventile (2, 2') jeweils zwei Anschlüsse (7, 7', 8, 8'), die mit drei Druckräumen (5, 5', 5") fluidisch verbundenen sind und in Abhängigkeit von der Betätigung der Ventile (2, 2') die Druckräume (5, 5', 5") fluidisch verbinden.
  • Die drei Druckräume (5, 5', 5") sind innen einseitig mit drei Membranen (9, 9', 9") ausgekleidet, die jeweils von einer Abstützung (10, 10', 10") abgestützt sind, wobei die Abstützungen (10, 10', 10") in dem Steuerblock (1) gelagert sind.
  • Die Abstützungen (10, 10', 10") beschränken jeweils mittels ihrer Form und/oder mittels ihrer begrenzten Elastizität die Formänderungen der Membranen (9, 9', 9") bei betrieblich auftretenden Drücken in den Druckräumen (5, 5', 5") auf elastische Formänderungen.
  • In der Ausführung gemäß Fig. 2 weist die jeweilige Abstützung (10) einen Körper mit mehreren inneren Vertiefung (12) auf, die von der Membran (9) druckabhängig elastisch ausfüllbar sind.
  • Vorteilhafterweise sind, wie in Fig. 1 dargestellt, die jeweiligen Vertiefungen (12) der Abstützung (10) mit der Umgebung (23) außerhalb des Steuerblocks (1) fluidisch verbunden, wobei die Membran (9) den betreffenden Druckraum (7) gegen die Umgebung (23) abdichtet.
  • In der Ausführung gemäß Fig. 3 weist die Abstützung (10) einen Schaumkörper (16) auf, der eine Mehrzahl von Hohlräumen (15) enthält, die elastisch komprimierbar sind.
  • In einer nicht dargestellten Ausführung weist der Steuerblock (1) ein Ventil (2) auf, wobei der erste Anschluss (7) des Ventils (2) über den ersten Druckraum (5) mit dem Einlass (3) fluidisch verbunden ist und wobei der zweite Anschluss (8) des Ventils (2) über den zweiten Druckraum (5') mit dem Auslass (4) fluidisch verbunden ist.
  • In der Ausführung gemäß Fig. 1 weist der Steuerblock (1) zwei Ventile (2, 2') auf, wobei der erste Anschluss (7) des ersten Ventils (2) über den ersten Druckraum (5) mit dem Einlass (3) fluidisch verbunden ist, und wobei der zweite Anschluss (8) des ersten Ventils (2) über den zweiten Druckraum (5') mit dem ersten Anschluss (7') des zweiten Ventils (2') fluidisch verbunden ist, und wobei der zweite Anschluss (8') des zweiten Ventils (2') über den dritten Druckraum (5") mit dem Auslass (4) fluidisch verbunden ist.
  • Vorzugsweise weist der Steuerblock (1) ein Gehäuse (11) und einen Deckel (13) auf, der an dem Gehäuse (11) angeflanscht ist, wobei der Deckel (13) die Abstützung (10) enthält und wobei die Membran (9) den Fügespalt zwischen dem Gehäuse (11) und dem Deckel (13) abdichtet.
  • Vorteilhafterweise weist der Steuerblock (1) einen Druckaufnehmer (17) auf, der einen Druck des Fluids in dem zweiten Druckraum (5') in ein elektrisches Signal wandelt. Dieses elektrische Signal wird an eine elektronische Steuerung (18) geleitet, die das elektrische Signal aus dem Druckaufnehmer (17) verarbeitet. Die elektronische Steuerung (18) ist auch mit den Ventilen (2, 2') direkt oder indirekt elektrisch verbunden und beinflusst die Ventile (2, 2'). Dabei werden die Funktion der Ventile (2, 2') und die Dichtheit des zweiten Druckraums (5') überwacht.
  • Die vorhergehende Beschreibung gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihre Äquivalente zu verlassen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Steuerblock
    2
    Ventil
    3
    Einlass
    4
    Auslass
    5
    Druckraum
    7
    Anschluss
    8
    Anschluss
    9
    Membran
    10
    Abstützung
    11
    Gehäuse
    12
    Vertiefung
    13
    Deckel
    15
    Hohlraum
    16
    Schaumkörper
    17
    Druckaufnehmer
    18
    elektronische Steuerung
    23
    Umgebung

Claims (10)

  1. Steuerblock (1), aufweisend mindestens eine Aufnahme für mindestens ein Ventil (2), einen Einlass (3), und einen Auslass (4), wobei das mindestens eine Ventil (2) zwei Anschlüsse (7, 8) aufweist, die mit unterschiedlichen Druckräumen (5, 5') fluidisch verbundenen sind und in Abhängigkeit von der Betätigung des mindestens einen Ventils (2) die Druckräume (5, 5') fluidisch verbindet,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die mindestens zwei Druckräume (5, 5') innen einseitig jeweils mit einer Membran (9) ausgekleidet sind, die jeweils von einer Abstützung (10) mindestens teilweise abgestützt ist, wobei die Abstützung (10) in dem Steuerblock (1) gelagert ist, und wobei die Abstützung (10) mittels ihrer Form und/oder mittels ihrer begrenzten Elastizität die Formänderungen der Membran (9) bei betrieblich auftretenden Drücken in den mindestens zwei Druckräumen (5, 5') auf elastische Formänderungen beschränkt.
  2. Steuerblock (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung (10) einen Schaumkörper (16) aufweist, der eine Mehrzahl von Hohlräumen (15) enthält, die elastisch komprimierbar sind.
  3. Steuerblock (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung (10) einen Körper mit mindestens einer inneren Vertiefung (12) aufweist, die von der Membran (9) und/oder dem Schaumkörper (16) druckabhängig elastisch ausfüllbar ist.
  4. Steuerblock (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindesten eine Vertiefung (12) der Abstützung (10) mit der Umgebung (23) außerhalb des Steuerblocks (1) fluidisch verbunden ist, wobei die Membran (9) den ersten Druckraum (7) gegen die Umgebung (23) abdichtet.
  5. Steuerblock (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser ein Ventil (2) aufweist, wobei der erste Anschluss (7) des Ventils (2) über den ersten Druckraum (5) mit dem Einlass (3) fluidisch verbunden ist und wobei der zweite Anschluss (8) des Ventils (2) über den zweiten Druckraum (5') mit dem Auslass (4) fluidisch verbunden ist.
  6. Steuerblock (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dieser zwei Ventile (2, 2') aufweist,
    wobei der erste Anschluss (7) des ersten Ventils (2) über den ersten Druckraum (5) mit dem Einlass (3) fluidisch verbunden ist,
    und wobei der zweite Anschluss (8) des ersten Ventils (2) über den zweiten Druckraum (5') mit dem ersten Anschluss (7') des zweiten Ventils (2') fluidisch verbunden ist,
    und wobei der zweite Anschluss (8') des zweiten Ventils (2') über den dritten Druckraum (5") mit dem Auslass (4) fluidisch verbunden ist.
  7. Steuerblock (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser ein Gehäuse (11) und einen Deckel (13) aufweist, der an dem Gehäuse (11) angeflanscht ist, wobei der Deckel (13) die Abstützung (10) aufnimmt und wobei die Membran (9) den Fügespalt zwischen dem Gehäuse (11) und dem Deckel (13) abdichtet.
  8. Steuerblock (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) und der Deckel (13) aus einem Kunststoff bestehen und durch Spritzgießen geformt sind.
  9. Steuerblock (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dieser einen Druckaufnehmer (17) aufweist, der einen Druck des Fluids in dem zweiten Druckraum (5') in ein elektrisches Signal wandelt.
  10. Verfahren zum Betrieb eines Steuerblocks (1), der zwei elektromagnetisch betätigte Ventile (2, 2') und einen Druckaufnehmer (17) aufweist,
    wobei der erste Anschluss (7) des ersten Ventils (2) über einen ersten Druckraum (5) mit dem Einlass (3) fluidisch verbunden ist
    und wobei der zweite Anschluss (8) des ersten Ventils (2) über einen zweiten Druckraum (5') mit dem ersten Anschluss (7') des zweiten Ventils (2') fluidisch verbunden ist, und wobei der zweite Anschluss (8') des zweiten Ventils (2') über einen dritten Druckraum (5") mit dem Auslass (4) fluidisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Druckräume (5, 5', 5") jeweils teilweise mit einer Membran (9, 9',9") ausgekleidet sind, und dass der Druckaufnehmer (17) mit dem zweiten Druckraum (5') fluidisch verbunden ist,
    und dass eine elektronische Steuerung (18), die mit dem Druckaufnehmer (17) und den Ventilen (2, 2') elektrisch verbunden ist, die Ventile (2, 2') beinflusst und das elektrische Signal aus dem Druckaufnehmer (17) verarbeitet, wobei die jeweilige Funktion der Ventile (2, 2') und die Dichtheit des zweiten Druckraums (5') überwacht werden.
EP19192205.3A 2018-09-15 2019-08-19 Steuerblock mit schutzeinrichtung Active EP3633211B1 (de)

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EP3633211A3 EP3633211A3 (de) 2020-06-17
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